本发明涉及医疗器械和激光定位，具体为一种放疗用激光定位系统及其工作方法。
背景技术：
1、在放射治疗定位领域中，为实现精确放疗效果，需要制定精确的放疗计划，而精确的放疗计划要求精确的三维图像定位；但是，常规的x线模拟机只能提供两维的信息。基于此，市面上逐渐出现了集放射诊断、放疗计划制定、模拟定位和模拟治疗于一体的ct模拟定位系统，并且该系统在放射治疗中的作用与地位越来越重要。
2、ct模拟定位系统就是以ct技术为基础的模拟定位系统，该系统一般是由一台ct扫描机、一套虚拟定位及计划系统和一套三维(或四维)移动激光射野模拟系统三部分组成，且三部分通过数据传输系统形成在线连接；通过三维数字重建感兴趣的图像显示，可以在工作站中进行虚拟透视和虚拟模拟，从而能够提供准确的病变区的形状、大小、方位等信息。在ct模拟定位系统的实际应用中，通常使用激光线来对患者病变区位置坐标信息进行标记定位，所以激光线的移动稳定性、到位准确性会对定位效果产生很大影响；若是无法稳定有效地定位患者病变区位置，医生则无法制定精确的放疗计划，进而无法保障对患者病变区的有效治疗效果。
3、ct模拟定位系统中，一般是通过控制激光灯移动端动作来实现激光线的移动，进而使激光线到达患者病变区，从而可以对患者病变区坐标信息进行标记定位。然而，现有的ct模拟定位系统中仍然存在着一些局限性，具体地：
4、其一，现有的ct模拟定位系统中，多采用线缆连接模式，基于此使得多个激光灯移动端和上位机电脑控制端之间会存在大量的往复交互线缆，进而会导致系统整体十分笨重繁琐，占用大量的机房空间资源；而且各种线缆穿插交互，常有线间串扰产生，会使得系统的稳定性不好保证；另外还会导致系统的安装与维护十分不方便，一旦出现故障，进行问题排查需要很大的工作量。
5、其二，现有的ct模拟定位系统中，多采用运动控制卡来实现对各激光灯移动端的运动控制，这种方式下还需要配置可适配相应pci接口运动控制卡的工控机，由此会使得系统比较庞大进而需要较高的造价成本，并且在控制精度方面也存在着较大的提升空间。
6、其三，现有的ct模拟定位系统中，多采用步进电机来开环控制或者半闭环控制各激光灯移动端的动作；例如公开号为cn110180093a的中国专利提供了一种基于x线图像引导的远程智能校准激光定位系统，包括激光定位灯和步进电机，通过步进电机对激光定位灯进行动作控制。这种方式下，系统不会对负载端进行位置采样或者采样后不会反馈到上位机电脑控制端，使得系统不具备自调节功能，不利于精确定位的实现。
7、综上所述，提出一种新型的激光定位系统及其工作方法是非常有必要的。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种放疗用激光定位系统及其工作方法，以解决上述背景技术中所提到的，现有的ct模拟定位系统中所存在着的系统笨重、稳定性差以及定位精确度不够高的问题。
2、本发明是采用以下技术方案实现的：
3、一种放疗用激光定位系统，包括一个上位机模块、若干个下位机控制模块、若干个驱动执行模块和若干个负载位置采样反馈模块，所述一个上位机模块、若干个下位机控制模块、若干个驱动执行模块和若干个负载位置采样反馈模块之间搭建有无线通讯网络，所述若干个驱动执行模块分别与若干个下位机控制模块信号连接；所述下位机控制模块包括带有微型计算机处理芯片的控制板，所述驱动执行模块基于信号连接将输出端位置采样信息实时反馈至下位机控制模块，所述负载位置采样反馈模块基于无线通讯网络将负载端位置反馈信息实时反馈至下位机控制模块和上位机模块。
4、上述激光定位系统中，由于搭建有无线通讯网络，所以上位机模块、下位机控制模块、驱动执行模块和负载位置采样反馈模块之间可以进行无线数据交互，使得各负载端(即激光灯移动端)只需要借助电源线同电源进行连接即可，而不再需要过多的其他线缆，基于此可以有效减少系统整体的线缆数量。通过下位机控制模块中的微型计算机处理芯片对负载端进行运动控制，可以精确控制脉冲信号的输出数量和频率，并且不需要再进行配置以适配运动控制卡。下位机控制模块可以读取输出端位置采样信息和负载端位置反馈信息，实现对负载端的闭环控制，所以由驱动执行模块的输出端运动误差、机械传动部分运动误差(例如输出端出现丢步、传动环节机械间隙)等情况而造成负载端移动不稳定、到位不准确的问题会被实时补偿，有助于保障激光线精确且稳定地到达需要标记的患者病变区。负载端位置反馈信息也会反馈至上位机模块，使得上位机模块可以对各负载端的运动情况进行实时监控以及同下位机控制模块反馈的相应信息进行比对，以便于对整体系统进行精确、稳定、有效的控制；另外上位机还可应用负载端位置反馈信息对各负载端进行定期位置校验，进而有助于保障各负载端运动的准确性。
5、进一步地，所述无线通讯网络包括一个主节点、若干个从节点和公共网路空间，所述主节点对应上位机模块，主节点负责若干个从节点的地址、id的注册，所述从节点对应下位机控制模块和负载位置采样反馈模块；所述主节点和从节点与公共网路空间之间存在着数据信息的传递交互，所述公共网路空间中设有有效数据模型。
6、进一步地，所述下位机控制模块中集成有无线通讯从节点电路和各种外围接口电路，所述下位机控制模块用于输出精确个数的pwm驱动脉冲，基于微型计算机处理芯片中的程序对驱动脉冲的数目、频率进行实时调整。
7、进一步地，所述下位机控制模块读取经由外围接口电路处理过的输出端位置采样信息以及经由无线通讯网络获取到的负载端位置反馈信息。
8、进一步地，所述主节点和/或从节点将数据信息发送至公共网路空间，到达公共网路空间中的数据信息经由有效数据模型处理后被输出为各节点所需的有效适用数据信息。
9、进一步地，所述无线通讯网络采用的通讯方式可能性包括但不限于蓝牙、zigbee无线网上协议、2.4ghz无线透传。
10、进一步地，所述驱动执行模块采用的器件组合可能性包括但不限于步进电机和驱动器、伺服电机和驱动器、电动顶杆和驱动器。
11、进一步地，所述各种外围接口电路包括但不限于位置采样电路、运算比对电路、脉冲调整电路和脉冲输出电路。
12、一种放疗用激光定位系统的工作方法，应用以上所述的一种放疗用激光定位系统，包括如下步骤：
13、步骤一：上位机模块读取用户输入的或者从tps治疗计划系统导入的患者病变区位置坐标信息；
14、步骤二：上位机模块将患者病变区位置坐标信息发送至无线通讯网络上；
15、步骤三：下位机控制模块接收无线通讯网络上的患者病变区位置坐标信息；
16、步骤四：下位机控制模块基于接收到的患者病变区位置坐标信息，通过理论计算构筑理想运动轨迹曲线；
17、步骤五：下位机控制模块根据理想运动轨迹曲线，控制驱动执行模块执行相应的运动输出；与此同时，下位机控制模块采集驱动执行模块反馈的输出端位置采样信息和负载位置采样反馈模块反馈的负载端位置反馈信息；
18、步骤六：下位机控制模块基于输出端位置采样信息和负载端位置反馈信息，对驱动执行模块执行的运动输出进行实时调整和动态校正，并拟合理想运动轨迹曲线。
19、进一步地，所述步骤五中，负载位置采样反馈模块还会将负载端位置反馈信息反馈至上位机模块，上位机模块基于该信息对负载进行定期位置校验。
20、本发明实现的有益效果是：
21、与系统笨重、稳定性差以及定位精确度不够高的现有定位系统相比，本发明所提供的激光定位系统及其工作方法中：
22、通过搭建无线通讯网络进行数据传递，可以在实现数据稳定交互的同时，有效减少系统中的线缆数量，进而使系统更加简练，从而能够有效减少系统的空间占用，并且可以提高系统的稳定性，还会使得对系统的安装维护较为方便；
23、通过下位机控制模块中的微型计算机处理芯片对负载端进行运动控制，能够降低系统的配置难度，并且可以实现较为精确的控制效果；
24、通过驱动执行模块和负载位置采样反馈模块所进行的信息反馈，可以实现系统的自调节，能够闭环控制负载端的动作，从而有助于实现更加精确、稳定、有效的定位效果。
1.一种放疗用激光定位系统，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种放疗用激光定位系统，其特征在于：所述无线通讯网络包括一个主节点、若干个从节点和公共网路空间，所述主节点对应上位机模块，所述从节点对应下位机控制模块和负载位置采样反馈模块；所述主节点和从节点与公共网路空间之间存在着数据信息的传递交互，所述公共网路空间中设有有效数据模型。
3.根据权利要求2所述的一种放疗用激光定位系统，其特征在于：所述下位机控制模块中集成有无线通讯从节点电路和各种外围接口电路，所述下位机控制模块用于输出精确个数的pwm驱动脉冲，基于微型计算机处理芯片中的程序对驱动脉冲的数目、频率进行实时调整。
4.根据权利要求3所述的一种放疗用激光定位系统，其特征在于：所述下位机控制模块读取经由外围接口电路处理过的输出端位置采样信息以及经由无线通讯网络获取到的负载端位置反馈信息。
5.根据权利要求2所述的一种放疗用激光定位系统，其特征在于：所述主节点和/或从节点将数据信息发送至公共网路空间，到达公共网路空间中的数据信息经由有效数据模型处理后被输出为各节点所需的有效适用数据信息。
6.根据权利要求1所述的一种放疗用激光定位系统，其特征在于：所述无线通讯网络采用的通讯方式可能性包括但不限于蓝牙、zigbee无线网上协议、2.4ghz无线透传。
7.根据权利要求1所述的一种放疗用激光定位系统，其特征在于：所述驱动执行模块采用的器件组合可能性包括但不限于步进电机和驱动器、伺服电机和驱动器、电动顶杆和驱动器。
8.根据权利要求3所述的一种放疗用激光定位系统，其特征在于：所述各种外围接口电路包括但不限于位置采样电路、运算比对电路、脉冲调整电路和脉冲输出电路。
9.一种放疗用激光定位系统的工作方法，应用权利要求1-8任一所述的一种放疗用激光定位系统，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种放疗用激光定位系统的工作方法，其特征在于：所述步骤五中，负载位置采样反馈模块还会将负载端位置反馈信息反馈至上位机模块，上位机模块基于该信息对负载进行定期位置校验。
