CN114732514B - 一种微波调制装置、介质、微波功率源及微波消融系统 - Google Patents

一种微波调制装置、介质、微波功率源及微波消融系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种微波调制装置、介质、微波功率源及微波消融系统。所述微波调制装置包括第一输出模块和第二输出模块，第一输出模块用于在第一时间段，输出固定调制参数的调制信号；第二输出模块用于在所述第一时间段之后的第二时间段，输出调制参数混沌变化的调制信号，所述第一时间段和所述第二时间段输出的调制信号能够加载于基波形成辐射至目标组织的微波信号，以使微波信号的能量密度在所述第二时间段呈降低趋势。本发明通过微波能量输出采用混沌变化调制方式，提高单脉冲输出能量，而在保持或减少平均功率同时，降低微波消融天线近场温度，降低组织碳化，提高能量输出效率，扩大消融范围。

Description

一种微波调制装置、介质、微波功率源及微波消融系统
技术领域
本发明涉及微波消融技术领域，尤其涉及一种微波调制装置、介质、微波功率源及微波消融系统。
背景技术
微波消融是一项可以应用于肿瘤治疗的热消融技术。利用微波对生物组织进行快速加热，使得肿瘤组织受热变性坏死，从而达到治疗肿瘤的目的。微波加热的机制主要是通过电磁场的作用，使组织中水分子等偶极子摩擦生热，能够在短时间内迅速产生大量热能，使组织达到高温。与射频和激光消融等其他热消融技术相比，微波消融具有升温快、凝血能力强、受血流因素影响小、正常凝固范围较大且稳定等特点，是热消融治疗技术中应用前景较好的一项技术。
当前，微波消融能量输出调制方式均为等幅等频的连续波输出模式。微波治疗设备发射的微波能量经微波消融天线辐射到组织后，微波能量在组织中其场强的振幅随传播距离增加按指数规律衰减。也就是说，微波在组织中传播时，微波能量随进入组织的深度增加而逐渐减弱。表征这个衰减程度的量是穿透深度或半衰距离。穿透深度d定义为：场强振幅衰减到表面值的1/e(即为表面值得36.9%)的距离，或者说，微波功率密度降低到表面值的1/e2 (即13.5%)。2450MHz在肝组织穿透深度d为17mm。由于微波能量是连续波持续输出，靠近微波消融天线近端的温度会急剧上升，近场组织快速产生碳化。一方面，碳化后组织会导致天线周围的阻抗匹配发生变化，天线失配，驻波变大，一部分微波能量会返回微波治疗设备；另一方面，碳化后组织阻挡了微波能量的有效辐射，从而使一部分微波能量在碳化处损耗，转换为热的形式，从而加剧了碳化的程度，导致消融天线远端能量减小，使整体的消融区域变小。
发明内容
为解决微波消融过程中近场组织快速产生碳化的问题，本发明提供一种微波调制装置、介质、微波功率源及微波消融系统。
第一方面，本发明实施例提供一种微波调制装置，包括：
第一输出模块，用于在第一时间段输出固定调制参数的调制信号；
第二输出模块，用于在所述第一时间段之后的第二时间段，输出调制参数混沌变化的调制信号，所述第一时间段和所述第二时间段输出的调制信号能够加载于基波形成辐射至目标组织的微波信号，以使微波信号的能量密度在所述第二时间段呈降低趋势；
其中，所述调制信号包括包络调制信号和/或脉冲调制信号；所述调制信号包括包络调制信号时，所述调制参数包括幅度和/或频率；所述调制信号包括脉冲调制信号时，所述调制参数包括幅度、频率、占空比中的至少一个。
在一些实现方式中，所述第二时间段划分为多个子时间段；所述输出调制参数混沌变化的调制信号，包括：
在每个所述子时间段，基于预设的调节步进量对前一子时间段的调制参数进行降低，得到当前子时间段的调制参数，以在所述第二时间段输出调制参数混沌变化的调制信号。
在一些实现方式中，所述调制信号包括脉冲调制信号时，所述固定调制参数包括第一幅度、第一频率和第一占空比；所述输出调制参数混沌变化的调制信号，包括：
将占空比调整为第二占空比，所述第二占空比低于所述第一占空比；
在每两个第二占空比的脉冲调制信号之间插入第二幅度、第三占空比的脉冲调制信号，以使不同幅度的脉冲调制信号交替输出；
其中，所述第二幅度低于所述第一幅度，所述第三占空比高于所述第二占空比且低于所述第一占空比。
在一些实现方式中，所述调制信号包括脉冲调制信号时，所述输出调制参数混沌变化的调制信号，包括：
实时获取目标微波消融天线的输出功率和反射功率；
基于所述输出功率和所述反射功率计算驻波比；
基于所述驻波比及预设的微波消融天线、消融组织与驻波比基准值的对应关系，确定目标微波消融天线及目标消融组织对应的驻波比基准值；
基于所述驻波比与所述驻波比基准值的差值调整调制参数，以输出调制参数混沌变化的调制信号。
在一些实现方式中，所述基于所述驻波比与所述驻波比基准值的差值调整调制参数，包括：
在所述差值大于0时，将幅度、占空比和/或频率进行减小调整；
在所述差值小于0时，将幅度、占空比和/或频率进行增加调整。
在一些实现方式中，利用如下计算式将幅度进行减小调整：
A ut =Au-|ΔSWR|÷SWR s ×A uadj ；
利用如下计算式将幅度进行增加调整：
A ut =Au＋|ΔSWR|÷SWR s ×A uadj ；
其中，A ut 表示调整后的幅度，Au表示调整前的幅度，ΔSWR表示驻波比与驻波比基准值的差值，SWR s 表示进阶值，A uadj 表示幅度调节量。
在一些实现方式中，利用如下计算式将占空比进行减小调整：
D tt =Dt×[1-(|ΔSWR|÷SWR s ×D tadj )]；
利用如下计算式将占空比进行增加调整：
D tt =Dt×[1＋(|ΔSWR|÷SWR s ×D tadj )]；
其中，D tt 表示调整后的占空比，Dt表示调整前的占空比，ΔSWR表示驻波比与驻波比基准值的差值，SWR s 表示进阶值，D tadj 表示占空比调节量。
在一些实现方式中，利用如下计算式分别将幅度和占空比进行减小调整：
A ut =Au-|ΔSWR|÷SWR s ×A uadj ；
D tt =Dt×[1-(|ΔSWR|÷SWR s ×D tadj )]；
利用如下计算式分别将幅度和占空比进行增加调整：
A ut =Au＋|ΔSWR|÷SWR s ×A uadj ；
D tt =Dt×[1＋(|ΔSWR|÷SWR s ×D tadj )]；
其中，A ut 表示调整后的幅度，ΔSWR表示驻波比与驻波比基准值的差值，SWR s 表示进阶值，Au表示调整前的幅度，A uadj 表示幅度调节量；D tt 表示调整后的占空比，Dt表示调整前的占空比，D tadj 表示占空比调节量。
在一些实现方式中，利用如下计算式将频率进行减小调整：
Ft=F-(|ΔSWR|÷SWR s ×F adj )；
利用如下计算式将频率进行增加调整：
Ft=F＋(|ΔSWR|÷SWR s ×F adj )；
其中，Ft表示调整后的频率，F表示调整前的频率，ΔSWR表示驻波比与驻波比基准值的差值，SWR s 表示进阶值，F adj 表示频率调节量。
在一些实现方式中，所述调制信号包括脉冲调制信号时，所述输出调制参数混沌变化的调制信号，包括：
实时获取温度监测值；
将所述温度监测值与目标温度值进行比对，基于比对结果调整调制参数和/或调整固定调制参数的脉冲调制信号的数量，以输出调制参数混沌变化的调制信号。
在一些实现方式中，所述基于比对结果调整调制参数，包括：
在所述温度监测值小于目标温度值时，对幅度、频率和/或占空比进行增加调整；
在所述温度监测值接近或大于目标温度值时，对幅度、频率和/或占空比进行降低调整。
在一些实现方式中，基于比对结果调整固定调制参数的脉冲调制信号的数量，包括：
在所述温度监测值小于目标温度值时，增加固定调制参数的脉冲调制信号数量；
在所述温度监测值接近或大于目标温度值时，降低固定调制参数的脉冲调制信号的数量。
在一些实现方式中，将所述温度监测值与目标温度值进行比对，基于比对结果调整调制参数，包括：
通过PID控制算法，获得温度调整值；
基于所述温度调整值、所述温度监测值与所述目标温度值，利用如下计算式获得调制参数的调整系数：Sadj=T(t)/(TP S -TP b)；
基于所述调整系数对调制参数进行调整；
其中，Sadj表示调整系数，T(t)表示温度调整值，TP S 表示目标温度值，TP b表示起始时刻的温度值。
第二方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，包括：所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，至少实现如下步骤：
在第一时间段输出固定调制参数的调制信号；
在所述第一时间段之后的第二时间段，输出调制参数混沌变化的调制信号，所述第一时间段和所述第二时间段输出的调制信号能够加载于基波形成辐射至目标组织的微波信号，以使微波信号的能量密度在所述第二时间段呈降低趋势；
其中，所述调制信号包括包络调制信号和/或脉冲调制信号；所述调制信号包括包络调制信号时，所述调制参数包括幅度和/或频率；所述调制信号包括脉冲调制信号时，所述调制参数包括幅度、频率、占空比中的至少一个。
第三方面，本发明实施例提供一种调制信号发生器，包括存储器和一个或多个处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述一个或多个处理器执行时至少实现如下步骤：
在第一时间段输出固定调制参数的调制信号；
在所述第一时间段之后的第二时间段，输出调制参数混沌变化的调制信号，所述第一时间段和所述第二时间段输出的调制信号能够加载于基波形成辐射至目标组织的微波信号，以使微波信号的能量密度在所述第二时间段呈降低趋势；
其中，所述调制信号包括包络调制信号和/或脉冲调制信号；所述调制信号包括包络调制信号时，所述调制参数包括幅度和/或频率；所述调制信号包括脉冲调制信号时，所述调制参数包括幅度、频率、占空比中的至少一个。
第四方面，本发明实施例提供一种微波功率源，包括：
第三方面所述的调制信号发生器；
功率源，与所述调制信号发生器连接，用于产生基波并将所述调制信号发生器输出的调制信号加载于基波，形成微波信号，所述微波信号的能量密度在所述第二时间段呈降低趋势。
第五方面，本发明实施例提供一种微波消融系统，包括：
第四方面所述的微波功率源；
微波消融天线，与所述微波功率源连接，用于将所述微波功率源的微波信号辐射到目标组织。
在一些实现方式中，所述微波消融系统还包括：
交互模块，用于输入交互指令和/或显示微波消融过程中的数据；
控制系统，与所述交互模块及所述微波功率源连接，用于根据所述交互指令生成控制指令，以使所述微波功率源根据所述控制指令产生基波及调制信号形成微波信号。
与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例至少能够带来如下有益效果：
本发明通过微波能量输出采用混沌变化调制方式，提高单脉冲输出能量，而在保持或减少平均功率同时，降低微波消融天线近场温度，降低组织碳化，提高能量输出效率，扩大消融范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。
图1是本发明实施例提供的一种微波调制装置的示意图；
图2是本发明实施例提供的包络调制信号示意图；
图3至图6是本发明实施例提供的几种不同的脉冲调制信号示意图；
图7是本发明实施例提供的幅度和占空比的调制曲线示意图；
图8是本发明实施例提供的一种微波功率源示意图；
图9是本发明实施例提供的调制信号的加载示意图；
图10是本发明实施例提供的微波消融系统示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本实施例提供一种微波调制装置，如图1所示，包括：
第一输出模块101，用于在第一时间段输出固定调制参数的调制信号；
第二输出模块102，用于在第一时间段之后的第二时间段，输出调制参数混沌变化的调制信号，第一时间段和第二时间段输出的调制信号能够加载于基波形成辐射至目标组织的微波信号，以使微波信号的能量密度在所述第二时间段呈降低趋势；
其中，调制信号包括包络调制信号和/或脉冲调制信号；调制信号包括包络调制信号时，调制参数包括幅度和/或频率；调制信号包括脉冲调制信号时，调制参数包括幅度、频率、占空比中的至少一个。
在一些实现方式中，第一时间段包括微波消融的初始阶段Ts，以进行微波消融的目标组织为直径是40mm的实体肿瘤的肝脏部位为例，Ts可取0min~3min。
在实际应用中，调制信号包括包络调制信号或脉冲调制信号；调制信号包括包络调制信号时，调制参数包括幅度和/或频率；调制信号包括脉冲调制信号时，调制参数包括幅度、频率、占空比中的至少一个，调制信号以连续的脉冲能量序列信号（多个单脉冲）形式传输，进行目标组织的微波消融。
在第一时间段内，由于目标组织的特性及温度处于一个均匀稳定的状态，因此，采用固定的调制参数来输出调制信号，以达到初始阶段快速消融的目的。
以调制信号包括包络调制信号来说，在第一时间段输出的调制信号对应的固定调制参数，采用高幅度、高频率。一些情形中，幅度的取值范围是60%~100%、频率的取值范围是1KHz~1MHz。
以调制信号包括脉冲调制信号来说，在第一时间段输出的调制信号对应的固定调制参数，采用高幅度、高频率、高占空比。一些情形中，幅度的取值范围是60%~100%、频率的取值范围是1KHz~1MHz、占空比的取值范围是50%~80%。
在一些实现方式中，第二时间段包括微波消融的初始阶段Ts之后的消融阶段，以进行微波消融的目标组织为肝脏部位为例，第二时间段可取3min~15min。
在第二时间段，由于中间组织发生凝固，外围组织也温度升高，如持续输出固定调制参数的调制信号，会导致中间组织快速碳化，本实施例改变持续输出高幅度、高频率的包络调制信号或者高幅度、高频率、高占空比的脉冲调制信号的状态，避免能量密度持续处于高位，令调制信号的调制参数混沌变化，使微波信号的能量密度在第二时间段呈降低趋势，降低中间组织的碳化速度，提升消融效果。
对于包络调制信号而言，第二时间段的包络调制信号的幅度可取基波幅度的0~100%，包络调制信号的频率可取1Hz~1MHz。第二时间段输出的调制参数混沌变化的调制信号可以是幅度和/或频率在前述取值范围内变化的包络调制信号，如图2所示，其中示出了包络调制信号的几种不同形式。
对于脉冲调制信号而言，第二时间段的脉冲调制信号的幅度可取基波幅度的0~100%，脉冲调制信号的频率可取1Hz~1MHz，占空比可取5%~100%。第二时间段输出的调制参数混沌变化的调制信号可以是幅度、频率和/或占空比在前述取值范围内变化的脉冲调制信号。
下面对输出调制参数混沌变化的脉冲调制信号的几种情况进行举例说明：
（1）采用固定频率、占空比和幅度方式进行脉冲调制，如图3所示，T1、T2和T分别表示脉冲有效时间、脉冲关闭时间和脉冲周期，占空比=T1/T。在调制过程中。脉冲调制信号（脉冲调制波）的幅度为当前的基波信号的幅度，脉冲调制信号的频率和占空比，均为前述取值范围中的某一固定值，也就是说，第二时间段的调制信号与第一时间段的调制信号相比，幅度不变、频率和占空比调整为取值范围内的固定值。
（2）采用幅度固定，脉冲调制信号的频率和占空比可变方式进行脉冲调制，如图4所示。在调制过程中，脉冲调制信号的幅度是当前的基波信号的幅度，采用有规律的频率和占空比变化，也可以采用随机变化的频率和占空比。
（3）采用脉冲幅度变化、频率和占空比固定方式进行脉冲调制，如图5所示。在调制过程中，脉冲调制信号的幅度在基波信号的0~100%范围内变化，调制的频率和占空比为取值范围内的固定值。
（4）采用幅度、频率和占空比均可变方式进行脉冲调制，如图6所示。在调制过程中，脉冲调制信号的幅度在基波信号的0~100%范围内变化，可以固定的幅度变化进行调制，也可以采用随机的幅度变化进行调制，同时可采用规律的频率和占空比变化，也可以采用随机的频率和占空比变化进行调制。
在实际应用中，调制信号包括脉冲调制信号的情况下，既可以通过非反馈混沌控制（开环控制）方式实现输出调制参数混沌变化的调制信号，也可以通过反馈混沌控制（闭环控制）方式实现输出调制参数混沌变化的调制信号。
下面对通过非反馈混沌控制（开环控制）方式实现输出调制参数混沌变化的调制信号进行说明：
为了实现调制信号的输出能量逐步减低，本实施例将第二时间段划分为多个子时间段；相应地，输出调制参数混沌变化的调制信号，包括：
在每个子时间段，基于预设的调节步进量对前一子时间段的调制参数进行降低，得到当前子时间段的调制参数，以在第二时间段输出调制参数混沌变化的调制信号。
在一个示例中，以0.5min~1min为一个子时间段，将第二时间段划分为多个子时间段，以5%~10%中的任一值为调节步进量，针对每个子时间段，调制的幅度按前一子时间段的幅度值的5%~10%阶梯式降低，最终幅度降低到10%-30%、直至微波消融结束，调制曲线如图7所示。
Aut=Au(1-A uadj )(t-Ts)；
其中，Aut表示输出的调制信号的幅度；A uadj 表示幅度的调节步进量；Au表示调整前的幅度，t表示当前工作的时间。
通过阶梯式降低幅度，实现在第二时间段微波信号输出能量的匀速衰减，避免衰减速度的不均匀导致消融范围的受热不均匀，因而消融效果明显提升。
在一个示例中，为了减缓占空比的输出时间，避免能量衰减过快，影响消融范围和效率，在对占空比降低的情况下，以1min~2min为一个子时间段，将第二时间段划分为多个子时间段，相比于对幅度降低时的子时间段的时长较长。以5%~10%中的任一值为调节步进量，针对每个子时间段，调制的占空比按前一子时间段占空比的5%~10%阶梯式降低，最终占空比降低到10%-30%、直至微波消融结束，调制曲线如图7所示。
Dtt=Dt(1-D tadj )(t-Ts)；
其中，Dtt表示输出的调制信号的占空比；D tadj 表示占空比的调节步进量；Dt表示调整前的调制信号占空比，t表示当前工作的时间。
基于相同的原理，可通过设定子时间段的时长，并将第二时间段划分为多个子时间段，取频率的调节步进量，针对每个子时间段，基于调节步进量使调制的频率按前一子时间段的频率值阶梯式降低，最终频率降低到某一范围/某一值，直至微波消融结束，此处不再另举例说明。
应当理解的是，在实际应用中，既可以仅对幅度、占空比、频率之一进行阶梯式降低，也可以对幅度、占空比、频率中的两个或者三个同时进行阶梯式降低，以输出调制参数混沌变化的调制信号，使微波信号的能量密度在第二时间段呈降低趋势，从而降低中间组织的碳化速度，提升消融效果。
在一些实现方式中，调制信号包括脉冲调制信号时，固定调制参数包括第一幅度、第一频率和第一占空比；相应地，输出调制参数混沌变化的调制信号，包括：
将占空比调整为第二占空比，在每两个第二占空比的脉冲调制信号之间插入第二幅度、第三占空比的脉冲调制信号，以使不同幅度的脉冲调制信号交替输出；其中，第二占空比低于第一占空比，第二幅度低于第一幅度，第三占空比高于第二占空比且低于第一占空比。
本实施例中，将脉冲调制信号的占空比从较高的第一占空比降低至第二占空比，同时幅度不变（仍然是较高的第一幅度），并在两个高幅值（第一幅度）的脉冲调制信号中间插入幅度为幅度降低、第三占空比的脉冲调制信号，从而实现高幅度和低幅度能量交替输出。
在一个示例中，第二占空比为10%~30%中的一个固定值，第二幅度为30%~50%中的一个固定值，第三占空比为30%~50%。
以上非反馈混沌控制过程中，随着微波消融的继续，输出能量的幅度、频率和/或脉冲占空比的减少，能量密度持续降低，通过消融中心温度的对外传导及微波能量对外围辐射两种综合的施加，能够达到预期的消融范围，避免了持续高输出能量，微波消融天线中心温度过高，减少了组织碳化，扩大了消融范围。
下面对通过反馈混沌控制（闭环控制）方式实现输出调制参数混沌变化的调制信号进行说明：
反馈混沌控制的形式可通过对微波消融天线驻波比的监测，或者对消融组织的热场温度的监测，控制输出的能量。
A、反馈混沌控制的形式可通过对微波消融天线驻波比的监测实现
通过微波消融天线的输出功率和反射功率的实时监测，能够确定实际辐射到组织的有效能量，对输出能量进行有效控制。在对微波消融天线驻波比的监测控制输出的能量的情况下，第二时间段输出调制参数混沌变化的调制信号，包括：
实时获取目标微波消融天线的输出功率和反射功率；基于输出功率和反射功率计算驻波比；基于驻波比及预设的微波消融天线、消融组织与驻波比基准值的对应关系，确定目标微波消融天线及目标消融组织对应的驻波比基准值；基于驻波比与驻波比基准值的差值调整调制参数，以输出调制参数混沌变化的脉冲调制信号。
一些实现方式中，基于输出功率和反射功率计算驻波比，包括：
首先，计算反射功率和输出功率的比值；
P rat =P R /P O ；
其中，P rat 表示反射功率和输出功率的比值，P R 表示反射功率，P O 表示输出功率。
其次，基于该比值，利用如下计算式计算驻波比：
Figure 827832DEST_PATH_IMAGE001
其中，SWR表示驻波比。
以SWR值设定反馈混沌控制的调制参数，在实际应用中SWR最小为1。
在实际应用中，根据不同组织、不同微波消融天线预先设置一个匹配关系，即：不同微波消融天线、不同组织，与驻波比基准值SWR b 的对应关系，用来确定当前微波消融天线及当前消融组织匹配的驻波比基准值。
一个示例中，驻波比基准值SWR b 的取值范围为1.5~3。
驻波比与驻波比基准值的差值：ΔSWR=SWR t -SWR b ；
其中，ΔSWR表示驻波比与驻波比基准值的差值，SWR t 表示驻波比，SWR b 表示驻波比基准值。
一些实现方式中，基于驻波比与驻波比基准值的差值调整调制参数，包括：
在差值大于0（△SWR＞0）时，将幅度、占空比和/或频率进行减小调整；
在差值小于0（△SWR＜0）时，将幅度、占空比和/或频率进行增加调整。
也就是，在当前检测得到的实时驻波比值SWR t 超过相应的驻波比基准值SWR b 时，减小幅度、占空比、频率中的至少一个调制参数；在当前检测得到的实时驻波比值SWR t 低于相应的驻波比基准值SWR b 时，增加幅度、占空比、频率中的至少一个调制参数，从而使得实时驻波比值SWR t 保持与驻波比基准值匹配，保证能量有效输出，使能量利用最大化，提高消融效率。
在一些示例中，设定初始的幅度Au为60%~80%，调制频率F为1Hz-1MHz，占空比Dt为50%的连续脉冲能量序列；设置进阶值SWR s 的取值范围为（0，0.5），根据实际需求在取值范围内设定一个进阶值，从而在调整调制参数时，确定驻波比与驻波比基准值的差值是进阶值的多少倍，以此倍数作为调制参数的调节量的系数，从而调制参数的调节量符合当前驻波比的偏差程度，有效调节输出能量，最大化利用调制信号来提高消融效率。
一些实现方式中，利用如下计算式将幅度进行减小调整：
A ut =Au-|ΔSWR|÷SWR s ×A uadj ；
利用如下计算式将幅度进行增加调整：
A ut =Au＋|ΔSWR|÷SWR s ×A uadj ；
其中，A ut 表示调整后的幅度，Au表示调整前的幅度，SWR s 表示进阶值，A uadj 表示幅度调节量。
一些实现方式中，利用如下计算式将占空比进行减小调整：
D tt =Dt×[1-(|ΔSWR|÷SWR s ×D tadj )]；
利用如下计算式将占空比进行增加调整：
D tt =Dt×[1＋(|ΔSWR|÷SWR s ×D tadj )]；
其中，D tt 表示调整后的占空比，Dt表示调整前的占空比，D tadj 表示占空比调节量。
一些实现方式中，利用如下计算式分别将幅度和占空比进行减小调整：
A ut =Au-|ΔSWR|÷SWR s ×A uadj ；
D tt =Dt×[1-(|ΔSWR|÷SWR s ×D tadj )]；
利用如下计算式分别将幅度和占空比进行增加调整：
A ut =Au＋|ΔSWR|÷SWR s ×A uadj ；
D tt =Dt×[1＋(|ΔSWR|÷SWR s ×D tadj )]。
一些实现方式中，利用如下计算式将频率进行减小调整：
Ft=F-(|ΔSWR|÷SWR s ×F adj )；
利用如下计算式将频率进行增加调整：
Ft=F＋(|ΔSWR|÷SWR s ×F adj )；
其中，Ft表示调整后的频率，F表示调整前的频率，F adj 表示频率调节量。
在一些示例中，幅度调节量A uadj 取值范围为5%~15%，占空比调节量D tadj 取值范围为5%~20%，频率调节量F adj 取值范围为100Hz~10KHz。
应当理解的是，在△SWR＞0或△SWR＜0时，既可以单独减小或增加幅度、占空比、频率中的一个调制参数，也可以是减小或增加其中两个以上调制参数的组合。
B、反馈混沌控制的形式可通过对消融组织的热场温度的监测实现。
通过消融组织的热场温度实时监测，能够确定实际辐射到组织的有效能量，对输出能量进行有效控制。在对微波消融天线驻波比的监测控制输出的能量的情况下，第二时间段输出调制参数混沌变化的调制信号，包括：
实时获取温度监测值；将温度监测值与目标温度值进行比对，基于比对结果调整调制参数和/或调整固定调制参数的脉冲调制信号的数量，以输出调制参数混沌变化的调制信号。
在实际应用中，温度检测既可以是通过消融天线自带的温度检测装置进行，也可以是外置插入的温度检测装置进行，还可以是非接触式的温度检测装置进行。
根据实时获取的温度监测值TPt与设置的目标温度值TPs进行对比，确定反馈混沌控制的调制参数，控制参数可以是能量幅度、占空比值、脉冲频率中的一个或多个。如实时的温度监测值小于设置的目标温度值, 则可通过提高微波输出的调制脉冲的幅度、占空比和/或频率，也可同时增加高幅度、高占空比且高频率的固定调制参数的脉冲调制信号（也就是第一时间段的脉冲调制信号）的数量，来实现在第二时间段输出调制参数混沌变化的调制信号。
一些实现方式中，基于比对结果调整调制参数，可以包括：在温度监测值小于目标温度值时，对幅度、频率和/或占空比进行增加调整；在温度监测值接近或大于目标温度值时，对幅度、频率和/或占空比进行降低调整。
一些实现方式中，基于比对结果调整固定调制参数的脉冲调制信号的数量，可以包括：在温度监测值小于目标温度值时，增加固定调制参数的脉冲调制信号数量；在温度监测值接近或大于目标温度值时，降低固定调制参数的脉冲调制信号的数量。
一些实现方式中，将温度监测值与目标温度值进行比对，基于比对结果调整调制参数，以输出调制参数混沌变化的调制信号，采用PID控制算法。也就是，对幅度、频率和/或占空比进行增加或降低调整，或者，增加或降低固定调制参数的脉冲调制信号的数量，可以通过PID控制算法实现，使控制的温度值逐步达到预设的目标温度值，避免温度控制过度振荡的问题。
进一步地，将温度监测值与目标温度值进行比对，基于比对结果调整调制参数，可以包括：
首先，通过PID控制算法，获得温度调整值；
Figure 438941DEST_PATH_IMAGE002
其中，T(t)表示温度调整值；t表示工作的时间，由于热消融的温度是一个缓慢变化的量，故间隔可设0.5s ~10s；K p 表示温度调整的比例因子，设置范围为0.4~1；T i表示积分时间，T d表示微分时间，设置范围0.5~1；TP(t)表示实时的温度监测值TPt和设置的目标温度值TPs之间的差值，单位为℃，TP(t)= TPs–TPt。
一些实现方式中，通过获得的温度调整值T(t)进行如下变换，可以获得幅度，占空比、频率的调整系数Sadj：
基于温度调整值、温度监测值与目标温度值，利用如下计算式获得调制参数的调整系数：
Sadj=T(t)/(TP S -TP b)；其中，Sadj表示调整系数，T(t)表示温度调整值，TPS表示目标温度值，TPb表示起始时刻的温度值。
进一步地，基于调整系数对调制参数进行调整。
一些实现方式中，基于调整系数对调制参数进行调整，包括基于调整系数对幅度、占空比和/或频率进行调整，调整方式如下：
幅度调整：A ut =Au*S adj ，
其中，A ut 为调整后的幅度值，Au为初始设置的最大幅度值。
占空比调整：D tt =D t *S adj ，
其中，D tt 为调整后的占空比值，D t 为初始设置的最大占空比值。
频率调整：Ft=F*S adj ，
其中，Ft为调整后的频率值，F为初始设置最大频率值。
前述调整操作所采用的各计算式，通过反馈检测和基准值的差值比例系数，获得相对于初始值的调整系数或调整值。一方面，调整参数基于当前的被监测参数或反馈参数进行，是一个完整的闭环调节过程，可实时消除被监测的控制偏差，获得较为实时的控制参数，可控性好；第二方面，调制参数基于初始设置值调控，各系数值配置，整个控制过程相对平缓，不会出现调控振荡的问题。
应当理解的是，本实施例中调制信号可以是包络和/或脉冲调制信号，其中脉冲调制信号可以采用方波、三角波，或者二者组合方式等，包络调制信号可以采用正弦波，一些情况下还可以是方波、三角波、正弦波的组合信号。
通过微波能量输出实现随机变化或混沌变化调制方式，在同等或更低平均功率（有效能量）下，使微波能量更均匀、有效的辐射到目标组织中，降低了微波消融天线中心温度的碳化，提高了能量辐射效率，实现更大的消热范围。相对于传统的连续波控制方式，消融范围在横向上直径增加了10%~20%。
连续微波辐射与本发明调制后的脉冲微波辐射具有不同的热效率，近场热效应会使得辐射电极附近的组织碳化，近场组织电导特性升高，天线阻抗发生变化，微波能量无法有效的辐射到组织，从而使得远场处的组织吸收效果下降；在获得同等大小的消融范围，微波消融的总体能量升高，降低了消融效率，导致内外温差过大，温度场均匀性较差。因此，通过调节脉冲调制能量，改善消融组织的均匀性，在同等或较低平均功率条件下，具有提高消融效率的作用。
本领域的技术人员应当明白，上述各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。本发明不限制于任何限定的硬件和软件结合。
实施例二
本实施例提供一种计算机可读存储介质，包括：计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被一个或多个处理器执行时，至少实现步骤S101~步骤S102：
步骤S101、在第一时间段，输出固定调制参数的调制信号。
在一些实现方式中，第一时间段包括微波消融的初始阶段Ts，以进行微波消融的目标组织为直径是40mm的实体肿瘤的肝脏部位为例，Ts可取0min ~3min。
在实际应用中，调制信号包括包络调制信号或脉冲调制信号；调制信号包括包络调制信号时，调制参数包括幅度和/或频率；调制信号包括脉冲调制信号时，调制参数包括幅度、频率、占空比中的至少一个，调制信号以连续的脉冲能量序列信号（多个单脉冲）形式传输，进行目标组织的微波消融。
在第一时间段内，由于目标组织的特性及温度处于一个均匀稳定的状态，因此，采用固定的调制参数来输出调制信号，以达到快速进行初始阶段的消融目的。
以调制信号包括包络调制信号来说，在第一时间段输出的调制信号对应的固定调制参数，采用高幅度、高频率。一些情形中，幅度的取值范围是60%~100%、频率的取值范围是1KHz~1MHz。
以调制信号包括脉冲调制信号来说，在第一时间段输出的调制信号对应的固定调制参数，采用高幅度、高频率、高占空比。一些情形中，幅度的取值范围是60%~100%、频率的取值范围是1KHz~1MHz、占空比的取值范围是50%~80%。
步骤S102、在第一时间段之后的第二时间段，输出调制参数混沌变化的调制信号，第一时间段和第二时间段输出的调制信号能够加载于基波形成辐射至目标组织的微波信号，以使微波信号的能量密度在第二时间段呈降低趋势。
在一些实现方式中，第二时间段包括微波消融的初始阶段Ts之后的消融阶段，以进行微波消融的目标组织为肝脏部位为例，第二时间段可取3min~15min。
在第二时间段，由于中间组织发生凝固，外围组织也温度升高，如持续输出固定调制参数的调制信号，会导致中间组织快速碳化，本实施例改变持续输出高幅度、高频率的包络调制信号或者高幅度、高频率、高占空比的脉冲调制信号的状态，避免能量密度持续处于高位，令调制信号的调制参数混沌变化，使微波信号的能量密度在第二时间段呈降低趋势，降低中间组织的碳化速度，提升消融效果。
对于包络调制信号而言，第二时间段的包络调制信号的幅度可取基波幅度的0~100%，包络调制信号的频率可取1Hz~1MHz。第二时间段输出的调制参数混沌变化的调制信号可以是幅度和/或频率在前述取值范围内变化的包络调制信号，如图2所示，其中示出了包络调制信号的几种不同形式。
对于脉冲调制信号而言，第二时间段的脉冲调制信号的幅度可取基波幅度的0-100%，脉冲调制信号的频率可取1Hz~1MHz，占空比可取5%~100%。第二时间段输出的调制参数混沌变化的调制信号可以是幅度、频率和/或占空比在前述取值范围内变化的脉冲调制信号。
下面对输出调制参数混沌变化的脉冲调制信号的几种情况进行举例说明：
（1）采用固定频率、占空比和幅度方式进行脉冲调制，如图3所示，T1、T2和T分别表示脉冲有效时间、脉冲关闭时间和脉冲周期，占空比=T1/ T。在调制过程中。脉冲调制信号（脉冲调制波）的幅度为当前的基波信号的幅度，脉冲调制信号的频率和占空比，均为前述取值范围中的某一固定值，也就是说，第二时间段的调制信号与第一时间段的调制信号相比，幅度不变、频率和占空比调整为取值范围内的固定值。
（2）采用幅度固定，脉冲调制信号的频率和占空比可变方式进行脉冲调制，如图4所示。在调制过程中，脉冲调制信号的幅度是当前的基波信号的幅度，采用有规律的频率和占空比变化，也可以采用随机变化的频率和占空比。
（3）采用脉冲幅度变化、频率和占空比固定方式进行脉冲调制，如图5所示。在调制过程中，脉冲调制信号的幅度在基波信号的0~100%范围内变化，调制的频率和占空比为取值范围内的固定值。
（4）采用幅度、频率和占空比均可变方式进行脉冲调制，如图6所示。在调制过程中，脉冲调制信号的幅度在基波信号的0~100%范围内变化，可以固定的幅度变化进行调制，也可以采用随机的幅度变化进行调制，同时可采用规律的频率和占空比变化，也可以采用随机的频率和占空比变化进行调制。
在实际应用中，调制信号包括脉冲调制信号的情况下，既可以通过非反馈混沌控制（开环控制）方式实现输出调制参数混沌变化的调制信号，也可以通过反馈混沌控制（闭环控制）方式实现输出调制参数混沌变化的调制信号。
下面对通过非反馈混沌控制（开环控制）方式实现输出调制参数混沌变化的调制信号进行说明：
为了实现调制信号的输出能量逐步减低，本实施例将第二时间段划分为多个子时间段；相应地，步骤S102中输出调制参数混沌变化的调制信号，包括：
步骤S102a、在每个子时间段，基于预设的调节步进量对前一子时间段的调制参数进行降低，得到当前子时间段的调制参数，以在第二时间段输出调制参数混沌变化的调制信号。
在一个示例中，以0.5min~1min为一个子时间段，将第二时间段划分为多个子时间段，以5%~10%中的任一值为调节步进量，针对每个子时间段，调制的幅度按前一子时间段的幅度值的5%~10%阶梯式降低，最终幅度降低到10%-30%、直至微波消融结束，调制曲线如图7所示。
Aut=Au(1-A uadj )(t-Ts)；
其中，Aut表示输出的调制信号的幅度；A uadj 表示幅度的调节步进量；Au表示调整前的幅度。
通过阶梯式降低幅度，实现在第二时间段微波信号输出能量的匀速衰减，避免衰减速度的不均匀导致消融范围的受热不均匀，因而消融效果明显提升。
在一个示例中，为了减缓占空比的输出时间，避免能量衰减过快，影响消融范围和效率，在对占空比降低的情况下，以1min~2min为一个子时间段，将第二时间段划分为多个子时间段，相比于对幅度降低时的子时间段的时长较长。以5%~10%中的任一值为调节步进量，针对每个子时间段，调制的占空比按前一子时间段占空比的5%~10%阶梯式降低，最终占空比降低到10%-30%、直至微波消融结束，调制曲线如图7所示。
Dtt=Dt(1-D tadj )(t-Ts)；
其中，Dtt表示输出的调制信号的占空比；D tadj 表示占空比的调节步进量；Dt表示调整前的调制信号占空比。
基于相同的原理，可通过设定子时间段的时长，并将第二时间段划分为多个子时间段，取频率的调节步进量，针对每个子时间段，基于调节步进量使调制的频率按前一子时间段的频率值阶梯式降低，最终频率降低到某一范围/某一值，直至微波消融结束，此处不再另举例说明。
应当理解的是，在实际应用中，既可以仅对幅度、占空比、频率之一进行阶梯式降低，也可以对幅度、占空比、频率中的两个或者三个同时进行阶梯式降低，以输出调制参数混沌变化的调制信号，使微波信号的能量密度在第二时间段呈降低趋势，从而降低中间组织的碳化速度，提升消融效果。
在一些实现方式中，调制信号包括脉冲调制信号时，固定调制参数包括第一幅度、第一频率和第一占空比；相应地，步骤S102中输出调制参数混沌变化的调制信号，包括：
步骤S102b、将占空比调整为第二占空比，在每两个第二占空比的脉冲调制信号之间插入第二幅度、第三占空比的脉冲调制信号，以使不同幅度的脉冲调制信号交替输出；其中，第二占空比低于第一占空比，第二幅度低于第一幅度，第三占空比高于第二占空比且低于第一占空比。
本实施例中，将脉冲调制信号的占空比从较高的第一占空比降低至第二占空比，同时幅度不变（仍然是较高的第一幅度），并在两个高幅值（第一幅度）的脉冲调制信号中间插入幅度为幅度降低、第三占空比的脉冲调制信号，从而实现高幅度和低幅度能量交替输出。
在一个示例中，第二占空比为10%~30%中的一个固定值，第二幅度为30%~50%中的一个固定值，第三占空比为30%~50%。
以上非反馈混沌控制过程中，随着微波消融的继续，输出能量的幅度、频率和/或脉冲占空比的减少，能量密度持续降低，通过消融中心温度的对外传导及微波能量对外围辐射两种综合的施加，能够达到预期的消融范围，避免了持续高输出能量，微波消融天线中心温度过高，减少了组织碳化，扩大了消融范围。
下面对通过反馈混沌控制（闭环控制）方式实现输出调制参数混沌变化的调制信号进行说明：
反馈混沌控制的形式可通过对微波消融天线驻波比的监测，或者对消融组织的热场温度的监测，控制输出的能量。
A、反馈混沌控制的形式可通过对微波消融天线驻波比的监测实现
通过微波消融天线的输出功率和反射功率的实时监测，能够确定实际辐射到组织的有效能量，对输出能量进行有效控制。在对微波消融天线驻波比的监测控制输出的能量的情况下，第二时间段输出调制参数混沌变化的调制信号，包括步骤S102c-1~步骤S102c-4：
步骤S102c-1、实时获取目标微波消融天线的输出功率和反射功率。
步骤S102c-2、基于输出功率和反射功率计算驻波比。
一些实现方式中，基于输出功率和反射功率计算驻波比，包括：
首先，计算反射功率和输出功率的比值；
P rat =P R /P O ；
其中，P rat 表示反射功率和输出功率的比值，P R 表示反射功率，P O 表示输出功率。
其次，基于该比值，利用如下计算式计算驻波比：
Figure 792562DEST_PATH_IMAGE003
其中，SWR表示驻波比。
以SWR值设定反馈混沌控制的调制参数，在实际应用中SWR最小为1。
步骤S102c-3、基于驻波比及预设的微波消融天线、消融组织与驻波比基准值的对应关系，确定目标微波消融天线及目标消融组织对应的驻波比基准值。
在实际应用中，根据不同组织、不同微波消融天线预先设置一个匹配关系，即：不同微波消融天线、不同组织，与驻波比基准值SWR b 的对应关系，用来确定当前微波消融天线及当前消融组织匹配的驻波比基准值。
一个示例中，驻波比基准值SWR b 的取值范围为1.5~3。
步骤S102c-4、基于驻波比与驻波比基准值的差值调整调制参数，以输出调制参数混沌变化的脉冲调制信号。
ΔSWR=SWR t -SWR b ；
其中，ΔSWR表示驻波比与驻波比基准值的差值，SWR t 表示驻波比，SWR b 表示驻波比基准值。
一些实现方式中，在步骤S102c-4中，基于驻波比与驻波比基准值的差值调整调制参数，包括：
在差值大于0（△SWR＞0）时，将幅度、占空比和/或频率进行减小调整；
在差值小于0（△SWR＜0）时，将幅度、占空比和/或频率进行增加调整。
也就是，在当前检测得到的实时驻波比值SWR t 超过相应的驻波比基准值SWR b 时，减小幅度、占空比、频率中的至少一个调制参数；在当前检测得到的实时驻波比值SWR t 低于相应的驻波比基准值SWR b 时，增加幅度、占空比、频率中的至少一个调制参数，从而使得实时驻波比值SWR t 保持与驻波比基准值匹配，保证能量有效输出，使能量利用最大化，提高消融效率。
在一些示例中，设定初始的幅度Au为60%~80%，调制频率F为1Hz-1MHz，占空比Dt为50%的连续脉冲能量序列；设置进阶值SWR s 的取值范围为（0，0.5），根据实际需求在取值范围内设定一个进阶值，从而在调整调制参数时，确定驻波比与驻波比基准值的差值是进阶值的多少倍，以此倍数作为调制参数的调节量的系数，从而调制参数的调节量符合当前驻波比的偏差程度，有效调节输出能量，最大化利用调制信号来提高消融效率。
一些实现方式中，利用如下计算式将幅度进行减小调整：
A ut =Au-|ΔSWR|÷SWR s ×A uadj ；
利用如下计算式将幅度进行增加调整：
A ut =Au＋|ΔSWR|÷SWR s ×A uadj ；
其中，A ut 表示调整后的幅度，Au表示调整前的幅度，SWR s 表示进阶值，A uadj 表示幅度调节量。
一些实现方式中，利用如下计算式将占空比进行减小调整：
D tt =Dt×[1-(|ΔSWR|÷SWR s ×D tadj )]；
利用如下计算式将占空比进行增加调整：
D tt =Dt×[1＋(|ΔSWR|÷SWR s ×D tadj )]；
其中，D tt 表示调整后的占空比，Dt表示调整前的占空比，D tadj 表示占空比调节量。
一些实现方式中，利用如下计算式分别将幅度和占空比进行减小调整：
A ut =Au-|ΔSWR|÷SWR s ×A uadj ；
D tt =Dt×[1-(|ΔSWR|÷SWR s ×D tadj )]；
利用如下计算式分别将幅度和占空比进行增加调整：
A ut =Au＋|ΔSWR|÷SWR s ×A uadj ；
D tt =Dt×[1＋(|ΔSWR|÷SWR s ×D tadj )]。
一些实现方式中，利用如下计算式将频率进行减小调整：
Ft=F-(|ΔSWR|÷SWR s ×F adj )；
利用如下计算式将频率进行增加调整：
Ft=F＋(|ΔSWR|÷SWR s ×F adj )；
其中，Ft表示调整后的频率，F表示调整前的频率，F adj 表示频率调节量。
在一些示例中，幅度调节量A uadj 取值范围为5%~15%，占空比调节量D tadj 取值范围为5%~20%，频率调节量F adj 取值范围为100Hz~10KHz。
应当理解的是，在△SWR＞0或△SWR＜0时，既可以单独减小或增加幅度、占空比、频率中的一个调制参数，也可以是减小或增加其中两个以上调制参数的组合。
B、反馈混沌控制的形式可通过对消融组织的热场温度的监测实现。
通过消融组织的热场温度实时监测，能够确定实际辐射到组织的有效能量，对输出能量进行有效控制。在对微波消融天线驻波比的监测控制输出的能量的情况下，第二时间段输出调制参数混沌变化的调制信号，包括步骤S102d-1~步骤S102d-2：
步骤S102d-1、实时获取温度监测值。
在实际应用中，温度检测既可以是通过消融天线自带的温度检测装置进行，也可以是外置插入的温度检测装置进行，还可以是非接触式的温度检测装置进行。
步骤S102d-2、将温度监测值与目标温度值进行比对，基于比对结果调整调制参数和/或调整固定调制参数的脉冲调制信号的数量，以输出调制参数混沌变化的调制信号。
根据实时获取的温度监测值TPt与设置的目标温度值TPs进行对比，确定反馈混沌控制的调制参数，控制参数可以是能量幅度、占空比值、脉冲频率中的一个或多个。
如实时的温度监测值小于设置的目标温度值, 则可通过提高微波输出的调制脉冲的幅度、占空比和/或频率，也可同时增加高幅度、高占空比且高频率的固定调制参数的脉冲调制信号（也就是第一时间段的脉冲调制信号）的数量，来实现在第二时间段输出调制参数混沌变化的调制信号。
一些实现方式中，基于比对结果调整调制参数，可以包括：在温度监测值小于目标温度值时,对幅度、频率和/或占空比进行增加调整；在温度监测值接近或大于目标温度值时，对幅度、频率和/或占空比进行降低调整。
一些实现方式中，基于比对结果调整固定调制参数的脉冲调制信号的数量，可以包括：在温度监测值小于目标温度值时，增加固定调制参数的脉冲调制信号数量；在温度监测值接近或大于目标温度值时，降低固定调制参数的脉冲调制信号的数量。
一些实现方式中，将温度监测值与目标温度值进行比对，基于比对结果调整调制参数，以输出调制参数混沌变化的调制信号，采用PID控制算法。也就是，对幅度、频率和/或占空比进行增加或降低调整，或者，增加或降低固定调制参数的脉冲调制信号的数量，可以通过PID控制算法实现，使控制的温度值逐步达到预设的目标温度值，避免温度控制过度振荡的问题。
进一步地，将温度监测值与目标温度值进行比对，基于比对结果调整调制参数，可以包括：
首先，通过PID控制算法，获得温度调整值；
Figure 118983DEST_PATH_IMAGE004
其中，T(t)表示温度调整值；t表示工作的时间，由于热消融的温度是一个缓慢变化的量，故间隔可设0.5s ~10s；K p 表示温度调整的比例因子，设置范围为0.4~1；T i 表示积分时间，T d 表示微分时间，设置范围0.5~1；TP(t)表示实时的温度监测值TPt和设置的目标温度值TPs之间的差值，单位为℃，TP(t)= TPs–TPt。
一些实现方式中，通过获得的温度调整值T(t)进行如下变换，可以获得幅度，占空比、频率的调整系数S adj ：
基于温度调整值、温度监测值与目标温度值，利用如下计算式获得调制参数的调整系数：Sadj=T(t)/(TP S -TP b)；其中，S adj 表示调整系数，T(t)表示温度调整值，TPs表示目标温度值，TPb表示起始时刻的温度值。
进一步地，基于调整系数对调制参数进行调整。
一些实现方式中，基于调整系数对调制参数进行调整，包括基于调整系数对幅度、占空比和/或频率进行调整，调整方式如下：
幅度调整：A ut =Au*S adj ，
其中，A ut 为调整后的幅度值，Au为初始设置的最大幅度值。
占空比调整：D tt =D t *S adj ，
其中，D tt 为调整后的占空比值，Dt为初始设置的最大占空比值。
频率调整：Ft=F*S adj ，
其中，Ft为调整后的频率值，F为初始设置最大频率值。
前述调整操作所采用的各计算式，通过反馈检测和基准值的差值比例系数，获得相对于初始值的调整系数或调整值。一方面，调整参数基于当前的被监测参数或反馈参数进行，是一个完整的闭环调节过程，可实时消除被监测的控制偏差，获得较为实时的控制参数，可控性好；第二方面，调制参数基于初始设置值调控，各系数值配置，整个控制过程相对平缓，不会出现调控振荡的问题。
应当理解的是，本实施例中调制信号可以是包络和/或脉冲调制信号，其中脉冲调制信号可以采用方波、三角波，或者二者组合方式等，包络调制信号可以采用正弦波，一些情况下还可以是方波、三角波、正弦波的组合信号。
通过微波能量输出实现随机变化或混沌变化调制方式，在同等或更低平均功率（有效能量）下，使微波能量更均匀、有效的辐射到目标组织中，降低了微波消融天线中心温度的碳化，提高了能量辐射效率，实现更大的消热范围。相对于传统的连续波控制方式，消融范围在横向上直径增加了10%~20%。
连续微波辐射与本发明调制后的脉冲微波辐射具有不同的热效率，近场热效应会使得辐射电极附近的组织碳化，近场组织电导特性升高，天线阻抗发生变化，微波能量无法有效的辐射到组织，从而使得远场处的组织吸收效果下降；在获得同等大小的消融范围，微波消融的总体能量升高，降低了消融效率，导致内外温差过大，温度场均匀性较差。因此，通过调节脉冲调制能量，改善消融组织的均匀性，在同等或较低平均功率条件下，具有提高消融效率的作用。
本实施例中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory，简称SRAM），电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM），可擦除可编程只读存储器（Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM），可编程只读存储器（Programmable Read-Only Memory，简称PROM），只读存储器（Read-Only Memory，简称ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
实施例三
本实施例提供一种调制信号发生器，包括存储器和一个或多个处理器，存储器上存储有计算机程序，计算机程序被所述一个或多个处理器执行时至少实现步骤S101~步骤S102：
步骤S101、在第一时间段，输出固定调制参数的调制信号。
在一些实现方式中，第一时间段包括微波消融的初始阶段Ts，以进行微波消融的目标组织为直径是40mm的实体肿瘤的肝脏部位为例，Ts可取0min ~3min。
在实际应用中，调制信号包括包络调制信号或脉冲调制信号；调制信号包括包络调制信号时，调制参数包括幅度和/或频率；调制信号包括脉冲调制信号时，调制参数包括幅度、频率、占空比中的至少一个，调制信号以连续的脉冲能量序列信号（多个单脉冲）形式传输，进行目标组织的微波消融。
在第一时间段内，由于目标组织的特性及温度处于一个均匀稳定的状态，因此，采用固定的调制参数来输出调制信号，以达到快速进行初始阶段的消融目的。
以调制信号包括包络调制信号来说，在第一时间段输出的调制信号对应的固定调制参数，采用高幅度、高频率。一些情形中，幅度的取值范围是60%~100%、频率的取值范围是1KHz~1MHz。
以调制信号包括脉冲调制信号来说，在第一时间段输出的调制信号对应的固定调制参数，采用高幅度、高频率、高占空比。一些情形中，幅度的取值范围是60%~100%、频率的取值范围是1KHz~1MHz、占空比的取值范围是50%~80%。
步骤S102、在第一时间段之后的第二时间段，输出调制参数混沌变化的调制信号，第一时间段和第二时间段输出的调制信号能够加载于基波形成辐射至目标组织的微波信号，以使微波信号的能量密度在第二时间段呈降低趋势。
在一些实现方式中，第二时间段包括微波消融的初始阶段Ts之后的消融阶段，以进行微波消融的目标组织为肝脏部位为例，第二时间段可取3min~15min。
在第二时间段，由于中间组织发生凝固，外围组织也温度升高，如持续输出固定调制参数的调制信号，会导致中间组织快速碳化，本实施例改变持续输出高幅度、高频率的包络调制信号或者高幅度、高频率、高占空比的脉冲调制信号的状态，避免能量密度持续处于高位，令调制信号的调制参数混沌变化，使微波信号的能量密度在第二时间段呈降低趋势，降低中间组织的碳化速度，提升消融效果。
对于包络调制信号而言，第二时间段的包络调制信号的幅度可取基波幅度的0~100%，包络调制信号的频率可取1Hz~1MHz。第二时间段输出的调制参数混沌变化的调制信号可以是幅度和/或频率在前述取值范围内变化的包络调制信号，如图2所示，其中示出了包络调制信号的几种不同形式。
对于脉冲调制信号而言，第二时间段的脉冲调制信号的幅度可取基波幅度的0~100%，脉冲调制信号的频率可取1Hz~1MHz，占空比可取5%~100%。第二时间段输出的调制参数混沌变化的调制信号可以是幅度、频率和/或占空比在前述取值范围内变化的脉冲调制信号。
下面对输出调制参数混沌变化的脉冲调制信号的几种情况进行举例说明：
（1）采用固定频率、占空比和幅度方式进行脉冲调制，如图3所示，T1、T2和T分别表示脉冲有效时间、脉冲关闭时间和脉冲周期，占空比=T1/ T。在调制过程中。脉冲调制信号（脉冲调制波）的幅度为当前的基波信号的幅度，脉冲调制信号的频率和占空比，均为前述取值范围中的某一固定值，也就是说，第二时间段的调制信号与第一时间段的调制信号相比，幅度不变、频率和占空比调整为取值范围内的固定值。
（2）采用幅度固定，脉冲调制信号的频率和占空比可变方式进行脉冲调制，如图4所示。在调制过程中，脉冲调制信号的幅度是当前的基波信号的幅度，采用有规律的频率和占空比变化，也可以采用随机变化的频率和占空比。
（3）采用脉冲幅度变化、频率和占空比固定方式进行脉冲调制，如图5所示。在调制过程中，脉冲调制信号的幅度在基波信号的0~100%范围内变化，调制的频率和占空比为取值范围内的固定值。
（4）采用幅度、频率和占空比均可变方式进行脉冲调制，如图6所示。在调制过程中，脉冲调制信号的幅度在基波信号的0~100%范围内变化，可以固定的幅度变化进行调制，也可以采用随机的幅度变化进行调制，同时可采用规律的频率和占空比变化，也可以采用随机的频率和占空比变化进行调制。
在实际应用中，调制信号包括脉冲调制信号的情况下，既可以通过非反馈混沌控制（开环控制）方式实现输出调制参数混沌变化的调制信号，也可以通过反馈混沌控制（闭环控制）方式实现输出调制参数混沌变化的调制信号。
下面对通过非反馈混沌控制（开环控制）方式实现输出调制参数混沌变化的调制信号进行说明：
为了实现调制信号的输出能量逐步减低，本实施例将第二时间段划分为多个子时间段；相应地，步骤S102中输出调制参数混沌变化的调制信号，包括：
步骤S102a、在每个子时间段，基于预设的调节步进量对前一子时间段的调制参数进行降低，得到当前子时间段的调制参数，以在第二时间段输出调制参数混沌变化的调制信号。
在一个示例中，以0.5min~1min为一个子时间段，将第二时间段划分为多个子时间段，以5%~10%中的任一值为调节步进量，针对每个子时间段，调制的幅度按前一子时间段的幅度值的5%~10%阶梯式降低，最终幅度降低到10%-30%、直至微波消融结束，调制曲线如图7所示。
Aut=Au(1-A uadj )(t-Ts)；
其中，Aut表示输出的调制信号的幅度；A uadj 表示幅度的调节步进量；Au表示调整前的幅度。
通过阶梯式降低幅度，实现在第二时间段微波信号输出能量的匀速衰减，避免衰减速度的不均匀导致消融范围的受热不均匀，因而消融效果明显提升。
在一个示例中，为了减缓占空比的输出时间，避免能量衰减过快，影响消融范围和效率，在对占空比降低的情况下，以1min~2min为一个子时间段，将第二时间段划分为多个子时间段，相比于对幅度降低时的子时间段的时长较长。以5%~10%中的任一值为调节步进量，针对每个子时间段，调制的占空比按前一子时间段占空比的5%~10%阶梯式降低，最终占空比降低到10%-30%、直至微波消融结束，调制曲线如图7所示。
Dtt=Dt(1-D tadj )(t-Ts)；
其中，Dtt表示输出的调制信号的占空比；D tadj 表示占空比的调节步进量；Dt表示调整前的调制信号占空比。
基于相同的原理，可通过设定子时间段的时长，并将第二时间段划分为多个子时间段，取频率的调节步进量，针对每个子时间段，基于调节步进量使调制的频率按前一子时间段的频率值阶梯式降低，最终频率降低到某一范围/某一值，直至微波消融结束，此处不再另举例说明。
应当理解的是，在实际应用中，既可以仅对幅度、占空比、频率之一进行阶梯式降低，也可以对幅度、占空比、频率中的两个或者三个同时进行阶梯式降低，以输出调制参数混沌变化的调制信号，使微波信号的能量密度在第二时间段呈降低趋势，从而降低中间组织的碳化速度，提升消融效果。
在一些实现方式中，调制信号包括脉冲调制信号时，固定调制参数包括第一幅度、第一频率和第一占空比；相应地，步骤S102中输出调制参数混沌变化的调制信号，包括：
步骤S102b、将占空比调整为第二占空比，在每两个第二占空比的脉冲调制信号之间插入第二幅度、第三占空比的脉冲调制信号，以使不同幅度的脉冲调制信号交替输出；其中，第二占空比低于第一占空比，第二幅度低于第一幅度，第三占空比高于第二占空比且低于第一占空比。
本实施例中，将脉冲调制信号的占空比从较高的第一占空比降低至第二占空比，同时幅度不变（仍然是较高的第一幅度），并在两个高幅值（第一幅度）的脉冲调制信号中间插入幅度为幅度降低、第三占空比的脉冲调制信号，从而实现高幅度和低幅度能量交替输出。
在一个示例中，第二占空比为10%~30%中的一个固定值，第二幅度为30%~50%中的一个固定值，第三占空比为30%~50%。
以上非反馈混沌控制过程中，随着微波消融的继续，输出能量的幅度、频率和/或脉冲占空比的减少，能量密度持续降低，通过消融中心温度的对外传导及微波能量对外围辐射两种综合的施加，能够达到预期的消融范围，避免了持续高输出能量，微波消融天线中心温度过高，减少了组织碳化，扩大了消融范围。
下面对通过反馈混沌控制（闭环控制）方式实现输出调制参数混沌变化的调制信号进行说明：
反馈混沌控制的形式可通过对微波消融天线驻波比的监测，或者对消融组织的热场温度的监测，控制输出的能量。
A、反馈混沌控制的形式可通过对微波消融天线驻波比的监测实现
通过微波消融天线的输出功率和反射功率的实时监测，能够确定实际辐射到组织的有效能量，对输出能量进行有效控制。在对微波消融天线驻波比的监测控制输出的能量的情况下，第二时间段输出调制参数混沌变化的调制信号，包括步骤S102c-1~步骤S102c-4：
步骤S102c-1、实时获取目标微波消融天线的输出功率和反射功率。
步骤S102c-2、基于输出功率和反射功率计算驻波比。
一些实现方式中，基于输出功率和反射功率计算驻波比，包括：
首先，计算反射功率和输出功率的比值；
P rat =P R /P O ；
其中，P rat 表示反射功率和输出功率的比值，P R 表示反射功率，P O 表示输出功率。
其次，基于该比值，利用如下计算式计算驻波比：
Figure 849041DEST_PATH_IMAGE005
其中，SWR表示驻波比。
以SWR值设定反馈混沌控制的调制参数，在实际应用中SWR最小为1。
步骤S102c-3、基于驻波比及预设的微波消融天线、消融组织与驻波比基准值的对应关系，确定目标微波消融天线及目标消融组织对应的驻波比基准值。
在实际应用中，根据不同组织、不同微波消融天线预先设置一个匹配关系，即：不同微波消融天线、不同组织，与驻波比基准值SWR b 的对应关系，用来确定当前微波消融天线及当前消融组织匹配的驻波比基准值。
一个示例中，驻波比基准值SWR b 的取值范围为1.5~3。
步骤S102c-4、基于驻波比与驻波比基准值的差值调整调制参数，以输出调制参数混沌变化的脉冲调制信号。
ΔSWR=SWR t -SWR b ；
其中，ΔSWR表示驻波比与驻波比基准值的差值，SWR t 表示驻波比，SWR b 表示驻波比基准值。
一些实现方式中，在步骤S102c-4中，基于驻波比与驻波比基准值的差值调整调制参数，包括：
在差值大于0（△SWR＞0）时，将幅度、占空比和/或频率进行减小调整；
在差值小于0（△SWR＜0）时，将幅度、占空比和/或频率进行增加调整。
也就是，在当前检测得到的实时驻波比值SWR t 超过相应的驻波比基准值SWR b 时，减小幅度、占空比、频率中的至少一个调制参数；在当前检测得到的实时驻波比值
Figure 49079DEST_PATH_IMAGE006
低于相应的驻波比基准值SWR b 时，增加幅度、占空比、频率中的至少一个调制参数，从而使得实时驻波比值SWR t 保持与驻波比基准值匹配，保证能量有效输出，使能量利用最大化，提高消融效率。
在一些示例中，设定初始的幅度Au为60%~80%，调制频率F为1Hz-1MHz，占空比Dt为50%的连续脉冲能量序列；设置进阶值SWR s 的取值范围为（0，0.5），根据实际需求在取值范围内设定一个进阶值，从而在调整调制参数时，确定驻波比与驻波比基准值的差值是进阶值的多少倍，以此倍数作为调制参数的调节量的系数，从而调制参数的调节量符合当前驻波比的偏差程度，有效调节输出能量，最大化利用调制信号来提高消融效率。
一些实现方式中，利用如下计算式将幅度进行减小调整：
A ut =Au-|ΔSWR|÷SWR s ×A uadj ；
利用如下计算式将幅度进行增加调整：
A ut =Au＋|ΔSWR|÷SWR s ×A uadj ；
其中，A ut 表示调整后的幅度，Au表示调整前的幅度，SWR s 表示进阶值，A uadj 表示幅度调节量。
一些实现方式中，利用如下计算式将占空比进行减小调整：
D tt =Dt×[1-(|ΔSWR|÷SWR s ×D tadj )]；
利用如下计算式将占空比进行增加调整：
D tt =Dt×[1＋(|ΔSWR|÷SWR s ×D tadj )]；
其中，D tt 表示调整后的占空比，Dt表示调整前的占空比，D tadj 表示占空比调节量。
一些实现方式中，利用如下计算式分别将幅度和占空比进行减小调整：
A ut =Au-|ΔSWR|÷SWR s ×A uadj ；
D tt =Dt×[1-(|ΔSWR|÷SWR s ×D tadj )]；
利用如下计算式分别将幅度和占空比进行增加调整：
A ut =Au＋|ΔSWR|÷SWR s ×A uadj ；
D tt =Dt×[1＋(|ΔSWR|÷SWR s ×D tadj )]。
一些实现方式中，利用如下计算式将频率进行减小调整：
Ft=F-(|ΔSWR|÷SWR s ×F adj )；
利用如下计算式将频率进行增加调整：
Ft=F＋(|ΔSWR|÷SWR s ×F adj )；
其中，Ft表示调整后的频率，F表示调整前的频率，F adj 表示频率调节量。
在一些示例中，幅度调节量A uadj 取值范围为5%~15%，占空比调节量D tadj 取值范围为5%~20%，频率调节量F adj 取值范围为100Hz~10KHz。
应当理解的是，在△SWR＞0或△SWR＜0时，既可以单独减小或增加幅度、占空比、频率中的一个调制参数，也可以是减小或增加其中两个以上调制参数的组合。
B、反馈混沌控制的形式可通过对消融组织的热场温度的监测实现。
通过消融组织的热场温度实时监测，能够确定实际辐射到组织的有效能量，对输出能量进行有效控制。在对微波消融天线驻波比的监测控制输出的能量的情况下，第二时间段输出调制参数混沌变化的调制信号，包括步骤S102d-1~步骤S102d-2：
步骤S102d-1、实时获取温度监测值。
在实际应用中，温度检测既可以是通过消融天线自带的温度检测装置进行，也可以是外置插入的温度检测装置进行，还可以是非接触式的温度检测装置进行。
步骤S102d-2、将温度监测值与目标温度值进行比对，基于比对结果调整调制参数和/或调整固定调制参数的脉冲调制信号的数量，以输出调制参数混沌变化的调制信号。
根据实时获取的温度监测值TPt与设置的目标温度值TPs进行对比，确定反馈混沌控制的调制参数，控制参数可以是能量幅度、占空比值、脉冲频率中的一个或多个。
如实时的温度监测值小于设置的目标温度值, 则可通过提高微波输出的调制脉冲的幅度、占空比和/或频率，也可同时增加高幅度、高占空比且高频率的固定调制参数的脉冲调制信号（也就是第一时间段的脉冲调制信号）的数量，来实现在第二时间段输出调制参数混沌变化的调制信号。
一些实现方式中，基于比对结果调整调制参数，可以包括：在温度监测值小于目标温度值时,对幅度、频率和/或占空比进行增加调整；在温度监测值接近或大于目标温度值时，对幅度、频率和/或占空比进行降低调整。
一些实现方式中，基于比对结果调整固定调制参数的脉冲调制信号的数量，可以包括：在温度监测值小于目标温度值时，增加固定调制参数的脉冲调制信号数量；在温度监测值接近或大于目标温度值时，降低固定调制参数的脉冲调制信号的数量。
一些实现方式中，将温度监测值与目标温度值进行比对，基于比对结果调整调制参数，以输出调制参数混沌变化的调制信号，采用PID控制算法。也就是，对幅度、频率和/或占空比进行增加或降低调整，或者，增加或降低固定调制参数的脉冲调制信号的数量，可以通过PID控制算法实现，使控制的温度值逐步达到预设的目标温度值，避免温度控制过度振荡的问题。
进一步地，将温度监测值与目标温度值进行比对，基于比对结果调整调制参数，可以包括：
首先，通过PID控制算法，获得温度调整值；
Figure 839180DEST_PATH_IMAGE007
其中，T(t)表示温度调整值；t表示工作的时间，由于热消融的温度是一个缓慢变化的量，故间隔可设0.5s ~10s；K p 表示温度调整的比例因子，设置范围为0.4~1；T i 表示积分时间，T d 表示微分时间，设置范围0.5~1；TP(t)表示实时的温度监测值TPt和设置的目标温度值TPs之间的差值，单位为℃，TP(t)=TPs–TPt。
一些实现方式中，通过获得的温度调整值T(t)进行如下变换，可以获得幅度，占空比、频率的调整系数S adj ：
基于温度调整值、温度监测值与目标温度值，利用如下计算式获得调制参数的调整系数：Sadj=T(t)/(TP S -TP b)；其中，S adj 表示调整系数，T(t)表示温度调整值，TPs表示目标温度值，TPb表示起始时刻的温度值。
进一步地，基于调整系数对调制参数进行调整。
一些实现方式中，基于调整系数对调制参数进行调整，包括基于调整系数对幅度、占空比和/或频率进行调整，调整方式如下：
幅度调整：A ut =Au*S adj ，
其中，A ut 为调整后的幅度值，Au为初始设置的最大幅度值。
占空比调整：D tt =D t *S adj ，
其中，D tt 为调整后的占空比值，Dt为初始设置的最大占空比值。
频率调整：Ft=F*S adj ，
其中，Ft为调整后的频率值，F为初始设置最大频率值。
前述调整操作所采用的各计算式，通过反馈检测和基准值的差值比例系数，获得相对于初始值的调整系数或调整值。一方面，调整参数基于当前的被监测参数或反馈参数进行，是一个完整的闭环调节过程，可实时消除被监测的控制偏差，获得较为实时的控制参数，可控性好；第二方面，调制参数基于初始设置值调控，各系数值配置，整个控制过程相对平缓，不会出现调控振荡的问题。
应当理解的是，本实施例中调制信号可以是包络和/或脉冲调制信号，其中脉冲调制信号可以采用方波、三角波，或者二者组合方式等，包络调制信号可以采用正弦波，一些情况下还可以是方波、三角波、正弦波的组合信号。
通过微波能量输出实现随机变化或混沌变化调制方式，在同等或更低平均功率（有效能量）下，使微波能量更均匀、有效的辐射到目标组织中，降低了微波消融天线中心温度的碳化，提高了能量辐射效率，实现更大的消热范围。相对于传统的连续波控制方式，消融范围在横向上直径增加了10%~20%。
连续微波辐射与本发明调制后的脉冲微波辐射具有不同的热效率，近场热效应会使得辐射电极附近的组织碳化，近场组织电导特性升高，天线阻抗发生变化，微波能量无法有效的辐射到组织，从而使得远场处的组织吸收效果下降；在获得同等大小的消融范围，微波消融的总体能量升高，降低了消融效率，导致内外温差过大，温度场均匀性较差。因此，通过调节脉冲调制能量，改善消融组织的均匀性，在同等或较低平均功率条件下，具有提高消融效率的作用。
在实际应用中，处理器可以是专用集成电路（Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC）、数字信号处理器（Digital Signal Processor，简称DSP）、数字信号处理设备（Digital Signal Processing Device，简称DSPD）、可编程逻辑器件（ProgrammableLogic Device，简称PLD）、现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，简称FPGA）、控制器、微控制器 (Microcontroller Unit, MCU)、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述步骤。
实施例四
本实施例提供一种微波功率源，如图8所示，包括：
实施例三的调制信号发生器；
功率源，与调制信号发生器连接，用于产生基波并将调制信号发生器输出的调制信号加载于基波，形成微波信号，微波信号的能量密度在第二时间段呈降低趋势。
具体的，微波功率源的微波信号经微波消融天线辐射到目标组织。
功率源包括信号源、驱动级和末级放大，在实际应用中，如图9所示，调制信号可以加载到信号源，也可以加载到驱动级或中间放大级，也可以直接加载到末级功放，最后输出消融所需的调制脉冲能量信号。
实施例五
本实施例提供一种微波消融系统，如图10所示，包括：
实施例四的微波功率源；
微波消融天线，与微波功率源连接，用于将微波功率源的微波信号辐射到目标组织。
一些实现方式中，微波消融系统还包括：
交互模块，用于输入交互指令和/或显示微波消融过程中的数据；
控制系统，与交互模块及微波功率源连接，用于根据交互指令生成控制指令，以使微波功率源根据控制指令产生基波及调制信号形成微波信号。
在实际应用中，微波消融系统还包括冷却系统。
交互模块为人机交互模块，可以为系统的输入、输出及显示接口，通过人机交互模块，可操控和显示系统的参数，例如显示消融过程数据，包括调制波形、参数等。控制系统为中心控制单元，接收人机交互模块的交互指令，转换为需要执行的控制指令，去控制相应的模块/装置，例如温度检测装置、冷却系统、微波功率源。温度检测装置获取的消融组织的热场温度或微波消融天线等温度信号。冷却系统为微波消融天线提供接触正常组织部位的外杆进行冷却。人机交互模块通过设置调制控制模式，由控制系统交由微波功率源，并协调整个系统的工作。
一些实现方式中，可以通过交互模块选择调制信号为包络调制信号、脉冲调制信号，或者包络调制信号和脉冲调制信号组合的调制方式。另一些实现方式中，还可以通过交互模块选择自动调制控制模式或手动调制控制模式。另一些实现方式中，还可以通过交互模块选择开环调制控制模式或闭环调制控制模式。
应当理解的是，温度检测装置既可以与微波消融天线绑定，也可以单独设置，在与微波消融天线绑定的情况下，可以同时采集到消融组织的热场温度和微波消融天线的温度信号，单独设置时则可以采集到消融组织的热场温度。
在本发明实施例所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。
需要说明的是，在本文中，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (18)

1.一种微波调制装置，其特征在于，包括：
第一输出模块，用于在第一时间段输出固定调制参数的调制信号；
第二输出模块，用于在所述第一时间段之后的第二时间段，输出调制参数混沌变化的调制信号，所述第一时间段和所述第二时间段输出的调制信号能够加载于基波形成辐射至目标组织的微波信号，以使微波信号的能量密度在所述第二时间段呈降低趋势；
其中，所述调制信号包括包络调制信号和/或脉冲调制信号；所述调制信号包括包络调制信号时，所述调制参数包括幅度和/或频率；所述调制信号包括脉冲调制信号时，所述调制参数包括幅度、频率、占空比中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的微波调制装置，其特征在于，所述第二时间段划分为多个子时间段；所述输出调制参数混沌变化的调制信号，包括：
在每个所述子时间段，基于预设的调节步进量对前一子时间段的调制参数进行降低，得到当前子时间段的调制参数，以在所述第二时间段输出调制参数混沌变化的调制信号。
3.根据权利要求1所述的微波调制装置，其特征在于，所述调制信号包括脉冲调制信号时，所述固定调制参数包括第一幅度、第一频率和第一占空比；所述输出调制参数混沌变化的调制信号，包括：
将占空比调整为第二占空比，所述第二占空比低于所述第一占空比；
在每两个第二占空比的脉冲调制信号之间插入第二幅度、第三占空比的脉冲调制信号，以使不同幅度的脉冲调制信号交替输出；
其中，所述第二幅度低于所述第一幅度，所述第三占空比高于所述第二占空比且低于所述第一占空比。
4.根据权利要求1所述的微波调制装置，其特征在于，所述调制信号包括脉冲调制信号时，所述输出调制参数混沌变化的调制信号，包括：
实时获取目标微波消融天线的输出功率和反射功率；
基于所述输出功率和所述反射功率计算驻波比；
基于所述驻波比及预设的微波消融天线、消融组织与驻波比基准值的对应关系，确定目标微波消融天线及目标消融组织对应的驻波比基准值；
基于所述驻波比与所述驻波比基准值的差值调整调制参数，以输出调制参数混沌变化的调制信号。
5.根据权利要求4所述的微波调制装置，其特征在于，所述基于所述驻波比与所述驻波比基准值的差值调整调制参数，包括：
在所述差值大于0时，将幅度、占空比和/或频率进行减小调整；
在所述差值小于0时，将幅度、占空比和/或频率进行增加调整。
6.根据权利要求5所述的微波调制装置，其特征在于，
利用如下计算式将幅度进行减小调整：
A ut =Au-|ΔSWR|÷SWR s ×A uadj ；
利用如下计算式将幅度进行增加调整：
A ut =Au＋|ΔSWR|÷SWR s ×A uadj ；
其中，A ut 表示调整后的幅度，Au表示调整前的幅度，ΔSWR表示驻波比与驻波比基准值的差值，SWR s 表示进阶值，A uadj 表示幅度调节量。
7.根据权利要求5所述的微波调制装置，其特征在于，
利用如下计算式将占空比进行减小调整：
D tt =Dt×[1-(|ΔSWR|÷SWR s ×D tadj )]；
利用如下计算式将占空比进行增加调整：
D tt =Dt×[1＋(|ΔSWR|÷SWR s ×D tadj )]；
其中，D tt 表示调整后的占空比，Dt表示调整前的占空比，ΔSWR表示驻波比与驻波比基准值的差值，SWR s 表示进阶值，D tadj 表示占空比调节量。
8.根据权利要求5所述的微波调制装置，其特征在于，
利用如下计算式分别将幅度和占空比进行减小调整：
A ut =Au-|ΔSWR|÷SWR s ×A uadj ；
D tt =Dt×[1-(|ΔSWR|÷SWR s ×D tadj )]；
利用如下计算式分别将幅度和占空比进行增加调整：
A ut =Au＋|ΔSWR|÷SWR s ×A uadj ；
D tt =Dt×[1＋(|ΔSWR|÷SWR s ×D tadj )]；
其中，A ut 表示调整后的幅度，ΔSWR表示驻波比与驻波比基准值的差值，SWR s 表示进阶值，Au表示调整前的幅度，A uadj 表示幅度调节量；D tt 表示调整后的占空比，Dt表示调整前的占空比，D tadj 表示占空比调节量。
9.根据权利要求5所述的微波调制装置，其特征在于，
利用如下计算式将频率进行减小调整：
Ft=F-(|ΔSWR|÷SWR s ×F adj )；
利用如下计算式将频率进行增加调整：
Ft=F＋(|ΔSWR|÷SWR s ×F adj )；
其中，Ft表示调整后的频率，F表示调整前的频率，ΔSWR表示驻波比与驻波比基准值的差值，SWR s 表示进阶值，F adj 表示频率调节量。
10.根据权利要求1所述的微波调制装置，其特征在于，所述调制信号包括脉冲调制信号时，所述输出调制参数混沌变化的调制信号，包括：
实时获取温度监测值；
将所述温度监测值与目标温度值进行比对，基于比对结果调整调制参数和/或调整固定调制参数的脉冲调制信号的数量，以输出调制参数混沌变化的调制信号。
11.根据权利要求10所述的微波调制装置，其特征在于，所述基于比对结果调整调制参数，包括：
在所述温度监测值小于目标温度值时，对幅度、频率和/或占空比进行增加调整；
在所述温度监测值接近或大于目标温度值时，对幅度、频率和/或占空比进行降低调整。
12.根据权利要求10所述的微波调制装置，其特征在于，基于比对结果调整固定调制参数的脉冲调制信号的数量，包括：
在所述温度监测值小于目标温度值时，增加固定调制参数的脉冲调制信号数量；
在所述温度监测值接近或大于目标温度值时，降低固定调制参数的脉冲调制信号的数量。
13.根据权利要求10所述的微波调制装置，其特征在于，将所述温度监测值与目标温度值进行比对，基于比对结果调整调制参数，包括：
通过PID控制算法，获得温度调整值；
基于所述温度调整值、所述温度监测值与所述目标温度值，利用如下计算式获得调制参数的调整系数：Sadj=T(t)/(TP S -TP b )；
基于所述调整系数对调制参数进行调整；
其中，Sadj表示调整系数，T(t)表示温度调整值，TP S 表示目标温度值，TP b 表示起始时刻的温度值。
14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括：所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时，至少实现如下步骤：
在第一时间段输出固定调制参数的调制信号；
在所述第一时间段之后的第二时间段，输出调制参数混沌变化的调制信号，所述第一时间段和所述第二时间段输出的调制信号能够加载于基波形成辐射至目标组织的微波信号，以使微波信号的能量密度在所述第二时间段呈降低趋势；
其中，所述调制信号包括包络调制信号和/或脉冲调制信号；所述调制信号包括包络调制信号时，所述调制参数包括幅度和/或频率；所述调制信号包括脉冲调制信号时，所述调制参数包括幅度、频率、占空比中的至少一个。
15.一种调制信号发生器，其特征在于，包括存储器和一个或多个处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述一个或多个处理器执行时至少实现如下步骤：
在第一时间段输出固定调制参数的调制信号；
在所述第一时间段之后的第二时间段，输出调制参数混沌变化的调制信号，所述第一时间段和所述第二时间段输出的调制信号能够加载于基波形成辐射至目标组织的微波信号，以使微波信号的能量密度在所述第二时间段呈降低趋势；
其中，所述调制信号包括包络调制信号和/或脉冲调制信号；所述调制信号包括包络调制信号时，所述调制参数包括幅度和/或频率；所述调制信号包括脉冲调制信号时，所述调制参数包括幅度、频率、占空比中的至少一个。
16.一种微波功率源，其特征在于，包括：
权利要求15所述的调制信号发生器；
功率源，与所述调制信号发生器连接，用于产生基波并将所述调制信号发生器输出的调制信号加载于基波，形成微波信号，所述微波信号的能量密度在所述第二时间段呈降低趋势。
17.一种微波消融系统，其特征在于，包括：
权利要求16所述的微波功率源；
微波消融天线，与所述微波功率源连接，用于将所述微波功率源的微波信号辐射到目标组织。
18.根据权利要求17所述的微波消融系统，其特征在于，还包括：
交互模块，用于输入交互指令和/或显示微波消融过程中的数据；
控制系统，与所述交互模块及所述微波功率源连接，用于根据所述交互指令生成控制指令，以使所述微波功率源根据所述控制指令产生基波及调制信号形成微波信号。
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