慢化体设计获取方法、装置、设备和介质制造方法及图纸

本公开提供了一种慢化体设计获取方法、装置、设备和介质。其中，该方法包括：通过TRM方法获取对应初始慢化体种群的出射能谱；利用遗传目标函数针对出射能谱进行初始慢化体种群的每个初始慢化体设计的打分排序；以及对打分排序后的慢化体设计进行交叉变异以生成目标慢化体种群，其中目标慢化体种群包含多个目标慢化体设计。因此，相对于现有技术慢化体设计过程中的耗时长且缺乏全局遍历性的问题，实现了利用TRM方法的特征矩阵运算代替传统蒙特卡罗模拟的中子输运过程，节约了大量处理时间，同时采用遗传算法与TRM方法相结合，兼顾了运算时间与全局性遍历，能够实现针对BNCT一维平板慢化体以及其他慢中子应用场景下的慢化体设计的获取。计的获取。计的获取。

【技术实现步骤摘要】
慢化体设计获取方法、装置、设备和介质


[0001]本公开涉及计算机
，尤其涉及一种慢化体设计获取方法、装置、设备和介质。

技术介绍

[0002]当前，硼中子俘获治疗(Boron Neutron Capture Therapy，简称BNCT)是中子作为医疗领域的热门研究方向之一，主要通过向人体注射含硼药物，使得含硼药物富集在肿瘤细胞内，由于10B具有较高的热中子吸收截面3836b@25.3meV，肿瘤细胞内的10B原子俘获能量较低的热中子，释放出两种高LET的粒子：7Li和α粒子。其中，释放出的7Li和α粒子在细胞内的总射程约为10μm，小于一个细胞的平均尺度，能量几乎全部沉积在肿瘤细胞内，使得周围的健康细胞可以避免由于积累更高硼浓度的肿瘤细胞中发生的中子俘获反应而造成的辐射损伤，从而实现杀死肿瘤细胞却又可以不伤害相邻的健康细胞。实现硼中子俘获治疗的关键因素主要有两个：含硼药物和中子源。其中，为满足BNCT关于中子束流的要求，依据国际原子能组织给出的中子束流标准，且由于核反应直接产生的中子多为能量在MeV量级的快中子，需要使得中子慢化并减速到感兴趣的可应用能区。其中，在中子慢化的过程中，慢化体起到了重要的能谱调制作用。

技术实现思路

[0003](一)要解决的技术问题
[0004]为解决现有技术中慢化体设计所存在的问题至少之一，本公开提供了一种慢化体设计获取方法、慢化体设计获取装置、设备和介质。
[0005](二)技术方案
[0006]本公开的一个方面提供了一种慢化体设计获取方法，其中，包括：通过TRM方法获取对应初始慢化体种群的出射能谱；利用遗传目标函数针对出射能谱进行初始慢化体种群的每个初始慢化体设计的打分排序；以及对打分排序后的慢化体设计进行交叉变异以生成目标慢化体种群，其中目标慢化体种群包含多个目标慢化体设计。
[0007]根据本公开的实施例，在通过TRM方法获取对应初始慢化体种群的出射能谱之前，还包括：生成初始慢化体种群，初始慢化体种群包含多个不同的初始慢化体设计。
[0008]根据本公开的实施例，在通过TRM方法获取对应初始慢化体种群的出射能谱中，包括：通过响应矩阵运算获取初始慢化体种群的材料矩阵；针对初始慢化体种群的输入能谱，利用材料矩阵获得出射能谱。
[0009]根据本公开的实施例，在利用遗传目标函数针对出射能谱进行初始慢化体种群的每个初始慢化体设计的打分排序中，包括：利用遗传目标函数对每个初始慢化体设计的出射能谱进行打分，以生成对应每个初始慢化体设计的能谱分值；依据能谱分值的大小，对初始慢化体种群的初始慢化体设计进行排序，以生成排序慢化体种群；以及对排序慢化体种群进行排序筛选，以确定保留慢化体种群。
[0010]根据本公开的实施例，在对打分排序后的慢化体设计进行交叉变异以生成目标慢化体种群中，包括：利用轮盘赌的方式根据保留慢化体种群的每个慢化体设计的能谱分值确定父代慢化体设计；对父代慢化体设计进行交叉变异处理以生成目标慢化体种群。
[0011]根据本公开的实施例，该方法还包括：判断目标慢化体种群与初始慢化体种群中的慢化体设计的数量一致性；根据数量一致性将初始慢化体种群更新为目标慢化体种群。
[0012]根据本公开的实施例，该方法还包括：根据数量一致性对目标慢化体种群的慢化体设计进行交叉变异。
[0013]本公开的另一方面提供了一种慢化体设计获取装置，其中，包括能谱获取模块、打分排序模块和交叉变异模块。能谱获取模块用于通过TRM方法获取对应初始慢化体种群的出射能谱；打分排序模块用于利用遗传目标函数针对出射能谱进行初始慢化体种群的每个初始慢化体设计的打分排序；以及交叉变异模块用于对打分排序后的慢化体设计进行交叉变异以生成目标慢化体种群，其中目标慢化体种群包含多个目标慢化体设计。
[0014]本公开的另一方面提供了一种电子设备，包括一个或多个处理器和存储器；存储器用于存储一个或多个程序，其中，当上述一个或多个程序被上述一个或多个处理器执行时，使得上述一个或多个处理器实现本公开实施例的方法。
[0015]本公开的另一方面提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，上述指令在被执行时用于实现本公开实施例的方法。
[0016]本公开的另一方面提供了一种计算机程序，上述计算机程序包括计算机可执行指令，上述指令在被执行时用于实现本公开实施例的方法。
[0017](三)有益效果
[0018]本公开提供了一种慢化体设计获取方法、装置、设备和介质。其中，该方法包括：通过TRM方法获取对应初始慢化体种群的出射能谱；利用遗传目标函数针对出射能谱进行初始慢化体种群的每个初始慢化体设计的打分排序；以及对打分排序后的慢化体设计进行交叉变异以生成目标慢化体种群，其中目标慢化体种群包含多个目标慢化体设计。因此，相对于现有技术慢化体设计过程中的耗时长且缺乏全局遍历性的问题，实现了利用TRM方法的特征矩阵运算代替传统蒙特卡罗模拟的中子输运过程，节约了大量处理时间，同时采用遗传算法与TRM方法相结合，兼顾了运算时间与全局性遍历，能够实现针对BNCT一维平板慢化体以及其他慢中子应用场景下的慢化体设计的获取。
附图说明
[0019]图1示意性示出了根据本公开实施例的慢化体设计获取方法的一流程图；
[0020]图2示意性示出了根据本公开实施例的慢化体设计获取方法的另一流程图；
[0021]图3示意性示出了根据本公开实施例的利用TRM方法进行中子出射能谱估计的一原理图；
[0022]图4示意性示出了根据本公开实施例的利用TRM方法进行中子出射能谱估计的另一原理图；
[0023]图5示意性示出了根据本公开实施例的交叉变异获取子代过程的原理图；
[0024]图6示意性示出了根据本公开实施例的慢化体设计获取装置的组成图；以及
[0025]图7示意性示出了根据本公开实施例的可以应用上述慢化体设计获取方法的电子
设备的架构图。
具体实施方式
[0026]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。
[0027]需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属
中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。
[0028]还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。
[0029]并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种慢化体设计获取方法，其中，包括：通过TRM方法获取对应初始慢化体种群的出射能谱；利用遗传目标函数针对所述出射能谱进行所述初始慢化体种群的每个初始慢化体设计的打分排序；以及对所述打分排序后的慢化体设计进行交叉变异以生成目标慢化体种群，其中所述目标慢化体种群包含多个目标慢化体设计。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述通过TRM方法获取对应初始慢化体种群的出射能谱之前，还包括：生成所述初始慢化体种群，所述初始慢化体种群包含多个不同的初始慢化体设计。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述通过TRM方法获取对应初始慢化体种群的出射能谱中，包括：通过响应矩阵运算获取初始慢化体种群的材料矩阵；针对所述初始慢化体种群的输入能谱，利用所述材料矩阵获得所述出射能谱。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述利用遗传目标函数针对所述出射能谱进行所述初始慢化体种群的每个初始慢化体设计的打分排序中，包括：利用所述遗传目标函数对所述每个初始慢化体设计的出射能谱进行打分，以生成对应所述每个初始慢化体设计的能谱分值；依据所述能谱分值的大小，对所述初始慢化体种群的初始慢化体设计进行排序，以生成排序慢化体种群；以及对所述排序慢化体种群进行排序筛选，以确定保留慢化体种群。5.根据权利要求4所述的方法，其中，在所述对所述打分排序后的慢化体设计进...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨祎罡，张智，李玉兰，李元景，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：