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Determination of Multiple Dosing Parameters: Steady-State, Minimum and Maximum Concentrations

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Gentamicin, an aminoglycoside antibiotic, is commonly administered via intermittent intravenous infusion to treat severe infections. An intermittent one-hour infusion of gentamicin, administered at eight-hour intervals, allows for precise control of plasma drug concentrations, minimizing toxicity while ensuring therapeutic efficacy. Pharmacokinetic principles govern the dynamics of plasma concentrations and can be mathematically described using specific equations.The plasma drug concentration...
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Determination of Multiple Dosing Parameters: Loading and Maintenance Doses01:25

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Dose Size and Dosing Frequency: Determination Methods01:21

Dose Size and Dosing Frequency: Determination Methods

250
Determining the optimal dose size and dosing frequency in pharmacotherapy is crucial for achieving therapeutic effectiveness while minimizing adverse effects. This article explores the methodologies employed in determining these parameters, focusing on their significance and interplay to tailor dosing regimens.Dose Size: Dose size refers to the amount of a drug administered in a single dose. It is determined based on the drug's pharmacodynamics and pharmacokinetics properties and...
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Cálculos rápidos y personalizados de dosis de TC con GPUMCD

Ronan O Lefol1, Yannick Lemaréchal1, Alexandre Sagona1

  • 1Département de physique, de génie physique et d'optique, Université Laval, Québec, Canada.

Physica medica : PM : an international journal devoted to the applications of physics to medicine and biology : official journal of the Italian Association of Biomedical Physics (AIFB)
|December 21, 2025
PubMed
Resumen

Este estudio presenta un canal acelerado por GPU para la dosimetría personalizada de Tomografía Computarizada (TC). Permite el cálculo rápido y automatizado de dosis en órganos a partir de exploraciones de TC de pacientes, mejorando la seguridad radiológica en imágenes médicas.

Palabras clave:
Segmentación automáticaTCGPUMonte CarloDosis en órganosDosimetría personalizada

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Área de la Ciencia:

  • Física Médica
  • Ciencias Radiológicas
  • Imagen Computacional

Sus antecedentes:

  • El aumento de la dosis de radiación poblacional de la Tomografía Computarizada (TC) requiere una estimación personalizada de la dosis.
  • La dosimetría precisa específica del paciente es crucial para optimizar la seguridad radiológica en imágenes médicas.

Objetivo del estudio:

  • Demostrar un canal habilitado para GPU para la dosimetría de TC específica del paciente.
  • Combinar la segmentación automática con simulaciones de Monte Carlo de dosis (GPUMCD) por GPU.
  • Generar informes de dosimetría de TC de dosis en órganos a partir de imágenes de TC de pacientes existentes.

Principales métodos:

  • Se simuló un proceso de imagenología dinámica de TC utilizando GPUMCD e información de encabezado DICOM.
  • Un canal integró GPUMCD con TotalSegmentator (nnU-net) para la segmentación automática.
  • Se realizó dosimetría de dosis en órganos en imágenes de TC de detección de cáncer de pulmón y se informó en Informes Estructurados DICOM.

Principales resultados:

  • Los cálculos de dosis de GPUMCD mostraron un excelente acuerdo con las mediciones en fantomas (dentro del 5,5%).
  • El canal automatizado logró un tiempo de ejecución promedio de 6 minutos y 6 segundos por estudio de TC utilizando una GPU.
  • La simulación y segmentación por GPU representaron el 46% del tiempo de ejecución total del canal.

Conclusiones:

  • El canal permite la generación rápida de distribuciones de dosis 3D específicas del paciente en exploraciones de TC.
  • Los cálculos de dosis en órganos personalizados y totalmente automatizados son factibles.
  • La salida compatible con DICOM facilita la integración en flujos de trabajo clínicos y estudios de dosimetría a gran escala.