【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微波消融，尤其涉及到一种比吸收率(sar)微波消融疗效的优化方法。
技术介绍
1、微波凝固治疗(mct)是肿瘤消融领域的最新进展，mct最初是为肝切除术中的器官内止血而开发，它已成为一种新的治疗选择，有望实现更宽的消融直径、更高的消融率、无散热器效应(减少或消除邻近高速血流的对流热损失)和更短的手术时间，克服了radiofrequency ablation(rfa)技术出现的“散热器”效应和超声实时监测的技术难点等限制。微波凝固疗法主要利用其热效应，通过组织中极性分子尤其是水分子的热振荡加热身体组织，从而在靶区内引起热凝固。在频率为900mhz和2.4ghz之间的电磁频谱区域，当辐射产生的振荡电荷与水分子相互作用时，会导致分子翻转和旋转。因此，电磁微波通过搅动周围组织中的水分子来加热物质，产生摩擦和热量，从而通过凝固性坏死产生细胞死亡。凝固是从mct中的针头放射状的，并根据探针、功率和使用时间产生更大的凝固区。
2、微波凝固治疗法有改善局部血液循环、镇痛、消散炎症、加速组织再生、缓解痉挛、调节神经功能、调节内分泌腺和内脏器官的功能，有抑制或杀灭肿瘤细胞的作用。因此mct被广泛应用在治疗皮肤病、肝肿瘤、肺肿瘤等各种病变治疗中。目前主要通过对微波凝固疗法在人体的皮肤、肝脏、肺部等主要的人体组织处进行实验研究和临床应用，从治疗疗效等方面进一步评价微波凝固疗法的临床疗效和安全性。此外，还有部分学者通过对微波凝固疗法应用在肝肿瘤数值模拟，进一步分析其微波功率耗散、内部温度、比吸收率等物理特性的研究。微波凝固疗法被
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种比吸收率(sar)微波消融疗效的优化方法，可以根据病灶的特点进行快速模拟计算分析研究，提高患者治疗效果，并为医生提供更科学的决策依据。
2、为实现上述专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：一种比吸收率(sar)微波消融疗效的优化方法，将粒子群算法应用于微波消融疗效优化的研究中；利用粒子群算法在一定频点范围内可得其最优sar，并得出对应的微波消融仪的功率p和波长λ。
3、上述方案所述的一种比吸收率(sar)微波消融疗效的优化方法，应用于比吸收率(sar)微波消融疗效的优化方法包括以下步骤：
4、s1：选取微波消融仪合适的功率p和波长λ为基本变量；
5、s2：选取sar值为目标函数，设置p和λ的范围；
6、s3：利用matlab运行粒子群算法；
7、s4：统计优化结果；
8、s5：对优化结果进行分析。
9、进一步的，所述步骤s3进行粒子群算法的具体步骤如下：
10、s3-1：初始化所需各参数；
11、s3-2：根据目标函数绘制图像；
12、s3-3：初始化粒子速度和位置，并计算初始适应度值，得出目前个体最优和个体最优值位置；
13、s3-4：根据适应度值判断解的好坏，选出pbest(个体最优)和gbest(全局最优)，并记录它们的位置；随后根据下式更新每个粒子的速度和位置。
14、速度的计算公式如下：
15、vi,d＝wv(i-1)，d+c1·rand·(pi，d-xi，d)+c2·rand·(pg,d-xi，d)
16、位置的计算公式如下：
17、xi,d＝x(i-1)，d+vi,d
18、s3-5：检验是否符合要求，若达到最大迭代次数或满足最优解要求，则停止迭代计算并输出最优解，否则返回步骤s3-4。
19、进一步的，将sar值作为目标函数，结合到粒子群算法中。sar的值是由稳定状态时结点的最大电场值emax决定，其形式为：
20、
21、pennes生物热传导方程为：
22、
23、其中，k表示生物组织的温导率，vb表示生物组织的血黏度，ta为生物组织的动脉血温度，表示生物组织的温升。
24、本专利技术的有益效果是：
25、本专利技术将粒子群算法(pso)应用到微波凝固疗法中，该算法采用全局搜索策略，每个粒子根据周围环境和自身经验都持续追踪到目前为止最好的位置。基于粒子的个体最好位置和全局最优位置，调整各粒子的运动速度和位置。在每次迭代中，算法公式中的惯性权重和学习因子均是动态调整，每次迭代得到新的pbest(个体最优)和gbest(全局最优)，从而实现全局最优搜索过程。该算法具有操作简单、参数设置较少、精度较高、收敛速度快、可扩展性强等优点。本专利技术将功率p和波长λ作为自变量，选取肺处的sar作为因变量，利用粒子群优化算法(pso)对sar进行优化计算，并进一步对比吸收率进行优化以达到最佳的治疗效果。
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1.一种比吸收率微波消融疗效的优化方法，其特征在于：将粒子群算法应用于微波消融疗效的优化研究中；利用粒子群算法在一定频点范围内得其最优比吸收率SAR，并得出对应的微波消融仪的功率P和波长λ。
2.根据权利要求1所述的一种比吸收率微波消融疗效的优化方法，其特征在于：应用于比吸收率SAR微波消融疗效的优化方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种比吸收率微波消融疗效的优化方法，其特征在于：所述步骤S3进行粒子群算法的具体步骤如下：
4.根据权利要求3所述的一种比吸收率微波消融疗效的优化方法，其特征在于：将SAR值作为目标函数，结合到粒子群算法中；SAR的值是由稳定状态时结点的最大电场值Emax决定，其形式为：
【技术特征摘要】
1.一种比吸收率微波消融疗效的优化方法，其特征在于：将粒子群算法应用于微波消融疗效的优化研究中；利用粒子群算法在一定频点范围内得其最优比吸收率sar，并得出对应的微波消融仪的功率p和波长λ。
2.根据权利要求1所述的一种比吸收率微波消融疗效的优化方法，其特征在于：应用于比吸收率sar微波消融疗效的优化方法包括以下步...
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