CN116312955B - 用于控制和调节膝骨关节炎光治疗剂量的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于控制和调节膝骨关节炎光治疗剂量的系统和方法，系统包括膝关节样本数据库、膝关节光剂量分析模块、可调节光治疗模块。膝关节样本数据库统计了不同特征的膝关节结构及光学特性参数。膝关节光穿透分析模块用于判断治疗光在膝关节中的传输情况，并提供光治疗最佳参数至可调节光治疗模块。可调节光治疗模块包含控制电路和光源阵列，控制电路根据接收到的治疗参数改变光源阵列的照射时间及出光功率，使膝关节内的治疗靶点接收到合适的光剂量。本发明相比现有产品，能对不同患者进行差异化治疗剂量调节，降低患者治疗光剂量过度或不足的风险，且基于膝关节样本数据库的模型分析方法运算速度快，操作简便，具有很好的临床推广价值。
Description
技术领域
本发明属于医疗治疗控制技术领域，特别是一种用于控制和调节膝骨关节炎光治疗剂量的系统和方法。
背景技术
光生物调节用于治疗肌肉骨骼疾病在抗炎治疗中占有重要地位，它还有无创、成本低，并且迄今为止在日常临床实践中没有副作用等优点。研究表明，光生物调节可以通过不同途径控制急性和慢性炎症，能够调节促炎细胞因子、ROS和金属蛋白酶，可以在体内稳态被破坏的任何情况下控制不同炎症介质的分泌。临床实验已经表明这种非侵入性治疗手段可以改善关节炎关节的炎症环境，减少水肿和疼痛。光生物调节治疗膝骨关节炎通常选用波长在600-950nm的红光和近红外光。这是由于光在组织中传输时，血红蛋白和黑色素等组织发色团在波长小于600nm时具有高吸收带，使得组织对光谱蓝色区域的吸收比红色区域高得多。此外水在波长大于1150nm时开始显著吸收，光的穿透能力也会受到影响。光生物调节采用600-950nm波长的光处于光治疗的“光学窗口”，治疗光在组织中的穿透能够最大化。
除了治疗光的波长，在光生物调节领域的另一个关键问题是不同用途的最佳光剂量是多少。遵循Arndt-Schulz定律，该定律指出，弱刺激会略微加速生命活动，增强刺激会进一步提高生命活动，但达到峰值后，更强的刺激会抑制生命活动，甚至出现副作用。这意味着治疗光剂量过高或过低都会导致治疗效果下降。而目前大多数光疗设备对不同的患者或者不同治疗部位采用相同的治疗剂量，忽略了组织光学差异性对光的影响，导致在组织内部的光剂量不恰当，严重影响了光生物调节的治疗效果，因此确定膝骨关节炎治疗的剂量学并建立一套用于控制和调节膝骨关节炎光治疗剂量的系统具有重要意义。
然而在临床实践中检测膝盖内的光剂量仍然是困难的。传统设备只能在膝盖表面进行检测，难以从深层组织获取信息。即使世界激光治疗协会 (WALT) 对光生物调节给出了一些剂量指导，光剂量也只能在皮肤表面进行调整，组织内的光剂量仍不清楚。因此，需要提供一种工具来分析膝关节内的治疗光剂量。光在组织中的剂量分析通常有从电磁场或光辐射理论建立解析方程，并进行适当近似求解析解；或者使用数值模拟的方法将光在组织中的传播视为随机散射过程，求最终的稳态分布等。下文以数值模拟中的蒙特卡洛作为实施例进行介绍。蒙特卡洛MC方法已被广泛应用于计算组织光学中的光剂量，它也可以很容易模拟光在具有不同结构组织中的传输。在这种方法中，光被模拟为光子包，这些光子在穿过组织时逐渐被吸收，并且光子根据组织的局部光学特性的会发生随机散射。通常MC方法会发射数百万个光子包并跟踪，来还原它们在组织中的传播分布。目前利用MC方法已经实现了皮肤、大脑、胸腔、指关节等部位的光传输模拟，但对于膝关节的研究仍然存在空缺。
目前市场上的膝关节光子治疗仪存在许多缺陷：（1）治疗光线的穿透能力以及有效性难以保证；（2）对于不同的患者，难以提供差异化的治疗方案；（3）针对不同阶段病状的患者，难以调节治疗的光剂量；（4）膝关节光治疗仪体积大，不易携带，并且成本高，使用时的舒适性不高。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种用于控制和调节膝骨关节炎光治疗剂量的系统及方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一方面，提供了一种用于控制和调节膝骨关节炎光治疗剂量的系统，所述系统包括膝关节样本数据库、膝关节光剂量分析模块和可调节光治疗模块；
所述膝关节样本数据库，包括存在映射关系的不同体征患者的身体状态信息及其膝关节MRI信息即膝关节结构数据；
所述膝关节光剂量分析模块，用于基于膝关节样本数据库输出的信息和目标剂量，分析膝关节光剂量，对光治疗参数信息进行调整，并将调整后的光治疗参数输出至可调节光治疗模块；
所述可调节光治疗模块，用于根据光治疗参数产生并输出优化后的治疗光。
进一步地，所述身体状态信息包括患者的年龄、性别、BMI指数、肤色和膝关节症状；所述膝关节MRI信息由核磁共振检测得到的对应膝关节组织三维结构数据构成。
进一步地，所述膝关节样本数据库，还包括信息输入单元、数据匹配单元、数据储存单元和数据输出单元；
所述信息输入单元，用于输入待测患者的身体状态信息；
所述数据匹配单元，用于与数据库中的患者身体状态信息进行匹配，匹配到最优的膝关节结构数据；
所述数据储存单元，用于对匹配到的膝关节结构数据进行提取；
所述数据输出单元，用于将膝关节结构数据与患者身体状态信息一同输出，即输出膝关节MRI结构模型。
进一步地，所述膝关节光剂量分析模块包括膝关节光学模型建立单元、光剂量定量分析单元以及光治疗参数输出单元；
所述膝关节光学模型建立单元，用于接收膝关节样本数据库中数据输出单元输出的膝关节MRI结构模型，并将其体素化，之后对各体素对应的组织光学参数进行赋值，建立完整的膝关节光学模型，并将该膝关节光学模型以及患者身体状态信息一同输入至光剂量定量分析单元；
所述光剂量定量分析单元，用于基于膝关节光学模型，将所有光在组织中的传输进行分析，根据患者身体状态信息选择需要治疗的目标组织，并提取目标组织中的光能量流率及吸收能量密度参数；
所述光治疗参数输出单元，用于接收目标组织中的光能量流率及吸收能量密度参数，并与目标剂量进行对比，根据对比结果对光治疗参数信息进行调整优化以改变目标组织中的光剂量，直至产生的光剂量与目标剂量匹配，之后将优化后的光治疗参数输出至可调节光治疗模块。
进一步地，所述光治疗参数包括光治疗时间、出射光功率和治疗位置。
进一步地，所述光剂量定量分析单元包括阵列光源、光分布求解单元和光分布统计单元；
所述阵列光源，绕膝关节光学模型一周，能够建立位置对光剂量间关系影响的特点；
所述光分布求解单元，用于自动循环计算各个光源的光在膝关节组织中的穿透情况及光分布；
所述光分布统计单元，用于根据接收到的患者身体状态信息，自动确定光治疗的目标靶点。
进一步地，所述可调节光治疗模块包括控制模块、电源模块和光源模块；
所述控制模块输入端用于接收膝关节光剂量分析模块传输的光治疗参数信号，之后对接收到的信号进行处理后，在输出端产生控制信号发送至电源模块的输入端；
所述电源模块，用于根据接收到的控制信息，调节电源模块中各个驱动单元输出不同的电流以调节光源模块；
所述光源模块，包括阵列光源，每个光源的发光芯片由单独的信号线进行控制，能根据接收到的信号调整光源的参数，产生对应的治疗光；所述光源参数包括光源点亮的位置、照射时长和出光功率。
进一步地，所述光源模块还包括可穿戴柔性材料基层，所述阵列光源和其传输线路均固定在该基层上。
另一方面，提供了一种用于控制和调节膝骨关节炎光治疗剂量的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1，采集不同体征患者的身体状态信息及其膝关节MRI信息，建立身体状态信息与膝关节MRI结构模型存在映射关系的膝关节样本数据库；
步骤2，针对待测患者，采集其身体状态信息，并从膝关节样本数据库中自动检索相匹配的膝关节MRI结构模型；并根据待测患者的身体状态信息确定目标治疗靶点；
步骤3，对步骤2获得的膝关节MRI结构模型进行体素化处理得到体素化膝关节MRI结构模型；
步骤4，根据预设的组织光学特性对体素化膝关节MRI结构模型对应的组织进行定义赋值，建立完整的膝关节光学模型；
步骤5，对膝关节光学模型进行蒙特卡洛模拟，并输出目标治疗靶点的光剂量吸收情况，同时根据理想的光剂量计算方式对模拟结果进行对比，调节光治疗参数使得产生的光剂量与目标剂量匹配，获得最优的光治疗参数；
步骤6，根据最优的光治疗参数，控制光源输出优化后的治疗光。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
1）系统内设置患者膝关节数据库，建立了患者特征信息和对应MRI膝关节模型之间的映射关系。后续其他的患者能够通过输入特征信息，在数据库中进行膝关节模型的匹配，大幅度降低成本和时间。
2）根据膝关节MRI数据建立光学模型，并利用光分布求解方法进行剂量学仿真，在一些简单情况下能够选择对光传输方程（RTE）求解析解，该方法能够定量地还原光在膝关节组织中的分布情况，并对目标靶点的光剂量进行统计，能够对临床提供指导。同时使用光分布求解方法能够突破常规的剂量检测技术探测能力弱的局限，测量皮下的剂量。并能够为不同类型的膝骨关节炎或者不同阶段的膝骨关节炎患者提供定量光剂量的治疗。
3）光剂量分析模块计算光剂量之后能够根据理想的剂量产生输出信号，将光剂量分布信息转换为控制治疗光光学参数的信息，能够对患者提供精确的治疗方案，可以对不同患者提供不同的治疗剂量。
4）光源模块由光源阵列和可穿戴柔性材料组成，每个光源能够进行单独的控制，能够精确控制治疗的剂量，并且整个治疗设备便捷，可携带，不会引起患者的不适感。
5）本发明所提出的方法，能够运用到其他部位的深层光治疗中，例如肩部、腰部、臀部等，与之对应的是建立相关的肩部、腰部、臀部等部位的患者数据库，在建立的相关部位光学模型上利用本发明所提出的方法进行剂量计算，并输出优化后的光疗仪治疗参数。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1为一个实施例中用于控制和调节膝骨关节炎光治疗剂量的系统的框架示意图。
图2为一个实施例中控制及光源模块进行参数控制的信号通信示意图。
图3为一个实施例中可调节光治疗模块的光源模块示意图。
图4为一个实施例中用于控制和调节膝骨关节炎光治疗剂量的方法的流程示意图。
图5为一个实施例中膝关节光剂量分析模块的算法流程图。
图6为一个实施例中对患者进行核磁共振扫描MRI来建立光学模型的示意图。
图7为一个实施例中体素化处理后的模型三个剖面示意图。
图8为一个实施例中在膝关节模型在Z2位置处的光源排布示意图。
图9为一个实施例中光子在膝关节X-Z方向不同位置的光源传输模拟示意图，其中图9中的（a1）至图9中的（c1）分别为高度Z1处膝关节光学模型示意图，膝关节中的光能量流率分布以及吸收能量密度分布示意图，图9中的（a2）至图9中的（c2）分别为高度Z2处膝关节光学模型示意图，膝关节中的光能量流率分布以及吸收能量密度分布示意图，图9中的（a3）至图9中的（c3）分别为高度Z3处膝关节光学模型示意图，膝关节中的光能量流率分布以及吸收能量密度分布示意图。
图10为一个实施例中以图8的光源入射时，几个常见的目标组织中产生的光剂量GE示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在一个实施例中，提供了一种用于控制和调节膝骨关节炎光治疗剂量的系统，该系统包括膝关节样本数据库、膝关节光剂量分析模块和可调节光治疗模块；
所述膝关节样本数据库，包括存在映射关系的不同体征患者的身体状态信息及其膝关节MRI信息即膝关节结构数据；所述身体状态信息包括患者的年龄、性别、BMI指数、肤色和膝关节症状；所述膝关节MRI信息由核磁共振检测得到的对应膝关节组织三维结构数据构成。
所述膝关节光剂量分析模块，用于基于膝关节样本数据库输出的信息和目标剂量，分析膝关节光剂量，对光治疗参数信息进行调整，并将调整后的光治疗参数输出至可调节光治疗模块；
所述可调节光治疗模块，用于根据光治疗参数产生并输出优化后的治疗光。
进一步地，在其中一个实施例中，所述膝关节样本数据库，还包括信息输入单元、数据匹配单元、数据储存单元和数据输出单元；
所述信息输入单元，用于输入待测患者的身体状态信息；
所述数据匹配单元，用于与数据库中的患者身体状态信息进行匹配，匹配到最优的膝关节结构数据；
所述数据储存单元，用于对匹配到的膝关节结构数据进行提取；
所述数据输出单元，用于将膝关节结构数据与患者身体状态信息一同输出，即输出膝关节MRI结构模型。
这里，通过设置膝关节样本数据库能够大幅度减少检测成本和时间成本。
进一步地，在其中一个实施例中，所述膝关节光剂量分析模块包括膝关节光学模型建立单元、光剂量定量分析单元以及光治疗参数输出单元；
膝关节光学模型建立单元首先接收膝关节样本数据库中数据输出单元输出的膝关节MRI结构模型，并将其体素化。该单元的膝关节光学模型根据膝关节组织光学特性的差异，将其分为骨骼、软骨、关节滑液、肌腱、皮下组织、真皮、表皮等。对各体素对应的组织光学参数进行赋值，建立完整的膝关节光学模型，并通过输出端，将光学模型输入到光剂量定量分析单元中。该系统建立的光学模型能够高度还原患者膝关节的真实光学穿透特性，使得后续的光子传输模拟更加准确。
所述光剂量定量分析单元包括阵列光源部分、光分布求解单元、光分布统计三个部分。阵列光源绕膝关节光学模型一周，能够建立位置对光剂量间关系影响的特点。光分布求解单元能自动循环计算各个光源的光在膝关节组织中的穿透情况，及光分布。（光分布求解单元在一些简单情况下可以选择直接利用电磁场或光辐射理论对光传输方程求解析解，来减小运算的计算量；在复杂的情况下可以使用蒙特卡洛等方法求数值解）光分布统计部分能够根据接收到输入端的患者身体状态信息，自动确定光治疗的目标靶点。将所有光在组织中的传输进行分析，提取目标组织中的光能量流率及吸收能量密度参数。光疗仪参数输出单元接收到组织中的光能量流率及吸收能量密度参数后与目标剂量进行对比，并对光照时间、光功率、光源位置等参数信息进行适当调整，通过输出端将光疗仪参数输出至可调节光治疗模块中。
进一步地，在其中一个实施例中，可调节光治疗模块包括由控制模块，电源模块和光源模块。控制模块输入端用于接收光剂量分析模块传输的光疗仪参数信号，对接收到的信号进行处理后，在输出端产生控制信号发送至电源模块的输入端。电源模块能够根据接收到的控制信息，调节电源模块中各个驱动单元输出不同的电流，来调节光源模块。光源模块包括阵列光源，每个发光芯片由单独的信号线进行控制，能够根据接收到的信号产生对应的治疗光，调整光源点亮的位置、照射时长、出光功率等参数。光源模块还包括可穿戴柔性材料，用于使得整个治疗设备便捷，可携带，治疗时不会引起患者的不适感。阵列光源和传输线路都固定在柔性材料基层上。
本系统的具体工作原理为：先采集足够患者的身体特征信息以及MRI数据，来建立膝骨关节炎的膝关节样本数据库。之后在临床上，将新患者的身体特征信息输入，便能够在数据库中自动检索匹配的膝关节光学模型，并进行光剂量学的传输分析。患者膝关节光剂量分析模块得到的光治疗最佳参数将通过信号传输线到达可调节光治疗模块中的控制模块，并输出控制信号到电源模块，再输出不同的电信号对光源模块进行调节，优化治疗光的治疗参数。
作为一种具体示例，结合附图对本发明进行进一步详细说明。各变量定义如下：能量流率（mW/cm2），/>吸收能量密度（mW/cm3），/>散射系数（cm-1），/>吸收系数(cm-1)，/>折射率，/>各向异性因子，/>理想剂量（J），/>治疗时间（s），/>总能量（mW/Wdelivered）。
图2是光疗仪控制及光源模块进行参数控制的信号通信示意图。患者膝关节光剂量分析模块输出的光治疗参数信号进入可调节光治疗模块的控制模块中进行信息处理，并将控制信号传输至电源模块的各个驱动单元中，再由驱动单元对光源模块中各个发光芯片进行控制。
图3是光疗仪可调节光治疗模块的光源模块示意图，由发光芯片、柔性固定材料、芯片控制信号线及电源线组成，发光芯片和线路都固定在柔性材料上，每个发光芯片都能由控制模块和电源模块进行单独控制，柔性材料能够方便地包裹在患者膝关节，并且具有透气性。
如图4所示，光分布求解单元选择采用蒙特卡洛模拟方法。其中1,2两步采集患者的身体特征信息和MRI膝关节信息，建立特征信息与膝关节结构模型存在映射关系的膝关节样本数据库3。接着对于临床上需要进行膝关节光疗的患者，先在4中采集其特征信息，并根据数据库自动检索匹配的膝关节结构模型5，并利用4的信息，在8中根据病症判断合适的治疗靶点。之后对5进行体素化处理得到体素化膝关节结构模型6。在7中根据预设的组织光学特性，/>，/>，/>对6的膝关节模型对应的组织进行定义。在9中建立了完整的膝关节光学模型并进行蒙特卡洛模拟，并在10中输出目标治疗靶点的光剂量吸收情况，在11中根据理想的光剂量计算公式对10的模拟结果进行对比，在12中调整最优的光治疗参数（光治疗时间、出射光功率、治疗位置等参数），13中将光治疗参数信号传送至可调节光治疗模块的控制模块和电源模块，并控制光源模块输出优化后的治疗光。
图5是患者膝关节光剂量分析模块的算法流程，以蒙特卡洛模拟方法为例，该算法根据数据库进行信息输入，包括膝关节光学模型和患者身体特征信息。并绕膝关节光学模型建立一个光源阵列，进入蒙特卡洛程序对每一个光源发出的光子进行穿透模拟。在某一个光源的模拟中，首先发射光子，并定义其运动的步长，根据算法产生一个伪随机数/>计算光子进一步移动的步长，并利用/>与组织之间的距离判断光子是否穿过不同组织之间的界面，并选择是否发生折射或反射。根据组织的吸收系数来计算光子在移动中的权重，根据散射系数和各向异性因子，来决定光子在组织中的传输方向及运动轨迹。当光子权重低于设置的最低阈值时，令光子死亡，为了增加仿真可靠性，增加“轮盘赌”，随机使没有低于阈值的光子产生随机死亡，重复实验并进行大量光子的模拟，记录输出的光分布/>情况，并继续进行下一个光源的模拟，直至完成所有的光源仿真。将所有的光分布情况进行加权叠加，并分析各个光源对目标靶点剂量的贡献占比，并与理想的剂量/>对比进行剂量优化。膝关节光剂量分析模块的输出端输出光疗仪参数信号，进入光疗仪控制模块的接收端。
图6是根据是对患者进行核磁共振扫描MRI来建立光学模型的示意图。它是患者MRI结构进行体素化后，在X-Z平面的示意图，其中将组织分为了表皮、真皮、肌腱、软骨、骨骼、滑液、皮下组织等，它们具有不同的光学特性。不同的组织使用不同颜色来区分。在模型中，对不同组织进行了标签，后续的MC程序中将通过这些特征标签来判断对应体素所属的组织。
图7是体素化处理后的模型三个剖面示意图，并且进行了光源阵列排列位置的简要示意，沿模型Z轴方向，在不同高度Z1，Z2，Z3进行光源排列；图8是在膝关节模型在Z2位置处的光源排布示意图，12个光源沿30°进行等间隔排列并垂直入射向膝关节，来模拟可穿戴的光疗仪绕膝关节固定后的光源照射模式。
图9是光子在膝关节X-Z方向不同位置的光源传输模拟示意图。图中展示了光源的位置，以及在组织中产生的能量流率和吸收能量密度Q，算法将自动提取治疗目标组织所在区域的能量流率和吸收能量密度，并进行下一步目标组织总剂量GE的计算。
图10统计了以图8中的光源入射时，在几个常见的目标组织中产生的光剂量GE。该物理量的运算，首先统计目标组织包含的体素及体素体积，将吸收能量密度与体素体积相乘并累加所有的目标组织体素，便得到目标组织的总剂量GE。将它与膝关节理想剂量进行对比运算，并接着输出优化后的治疗光参数。由于治疗膝骨关节炎不同症状时的目标靶点是不同的，例如患者疼痛剧烈需要镇痛时，由于周围神经和疼痛受体集中在骨皮质和滑膜中，因此将这两个部位设置为靶点。而通过修复软骨时，则需要将靶点设置为软骨组织或半月板。该自动调节方法能轻易地对不同的靶点的治疗提供相应的治疗剂量指导。
本发明提供的膝骨关节炎光治疗控制系统，相比目前已有产品，能够对不同患者进行差异化治疗剂量的调节，降低患者治疗光剂量过度或不足的风险，并且基于膝关节样本数据库的模型分析方法运算速度快，操作简便，具有很好的临床推广价值。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于控制和调节膝骨关节炎光治疗剂量的系统，其特征在于，所述系统包括膝关节样本数据库、膝关节光剂量分析模块和可调节光治疗模块；
所述膝关节样本数据库，包括存在映射关系的不同体征患者的身体状态信息及其膝关节MRI信息即膝关节结构数据；
所述膝关节光剂量分析模块，用于基于膝关节样本数据库输出的信息和目标剂量，分析膝关节光剂量，对光治疗参数信息进行调整，并将调整后的光治疗参数输出至可调节光治疗模块；
所述可调节光治疗模块，用于根据光治疗参数产生并输出优化后的治疗光；
所述膝关节样本数据库，还包括信息输入单元、数据匹配单元、数据储存单元和数据输出单元；
所述信息输入单元，用于输入待测患者的身体状态信息；
所述数据匹配单元，用于与数据库中的患者身体状态信息进行匹配，匹配到最优的膝关节结构数据；
所述数据储存单元，用于对匹配到的膝关节结构数据进行提取；
所述数据输出单元，用于将膝关节结构数据与患者身体状态信息一同输出，即输出膝关节MRI结构模型；
所述膝关节光剂量分析模块包括膝关节光学模型建立单元、光剂量定量分析单元以及光治疗参数输出单元；
所述膝关节光学模型建立单元，用于接收膝关节样本数据库中数据输出单元输出的膝关节MRI结构模型，并将其体素化，之后对各体素对应的组织光学参数进行赋值，建立完整的膝关节光学模型，并将该膝关节光学模型以及患者身体状态信息一同输入至光剂量定量分析单元；
所述光剂量定量分析单元，用于基于膝关节光学模型，将所有光在组织中的传输进行分析，根据患者身体状态信息选择需要治疗的目标组织，并提取目标组织中的光能量流率及吸收能量密度参数；
所述光治疗参数输出单元，用于接收目标组织中的光能量流率及吸收能量密度参数，并与目标剂量进行对比，根据对比结果对光治疗参数信息进行调整优化以改变目标组织中的光剂量，直至产生的光剂量与目标剂量匹配，之后将优化后的光治疗参数输出至可调节光治疗模块；
所述可调节光治疗模块包括控制模块、电源模块和光源模块；
所述控制模块输入端用于接收膝关节光剂量分析模块传输的光治疗参数信号，之后对接收到的信号进行处理后，在输出端产生控制信号发送至电源模块的输入端；
所述电源模块，用于根据接收到的控制信息，调节电源模块中各个驱动单元输出不同的电流以调节光源模块；
所述光源模块，包括阵列光源，每个光源的发光芯片由单独的信号线进行控制，能根据接收到的信号调整光源的参数，产生对应的治疗光；所述光源参数包括光源点亮的位置、照射时长和出光功率。
2.根据权利要求1所述的用于控制和调节膝骨关节炎光治疗剂量的系统，其特征在于，所述身体状态信息包括患者的年龄、性别、BMI指数、肤色和膝关节症状；所述膝关节MRI信息由核磁共振检测得到的对应膝关节组织三维结构数据构成。
3.根据权利要求1所述的用于控制和调节膝骨关节炎光治疗剂量的系统，其特征在于，所述光治疗参数包括光治疗时间、出射光功率和治疗位置。
4.根据权利要求1所述的用于控制和调节膝骨关节炎光治疗剂量的系统，其特征在于，所述光剂量定量分析单元包括阵列光源、光分布求解单元和光分布统计单元；
所述阵列光源，绕膝关节光学模型一周，能够建立位置对光剂量间关系影响的特点；
所述光分布求解单元，用于自动循环计算各个光源的光在膝关节组织中的穿透情况及光分布；
所述光分布统计单元，用于根据接收到的患者身体状态信息，自动确定光治疗的目标靶点。
5.根据权利要求4所述的用于控制和调节膝骨关节炎光治疗剂量的系统，其特征在于，所述光分布求解单元采用蒙特卡洛模拟方法。
6.根据权利要求5所述的用于控制和调节膝骨关节炎光治疗剂量的系统，其特征在于，所述光源模块还包括可穿戴柔性材料基层，所述阵列光源和其传输线路均固定在该基层上。
7.基于权利要求1至6任意一项所述系统的用于控制和调节膝骨关节炎光治疗剂量的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1，采集不同体征患者的身体状态信息及其膝关节MRI信息，建立身体状态信息与膝关节MRI结构模型存在映射关系的膝关节样本数据库；
步骤2，针对待测患者，采集其身体状态信息，并从膝关节样本数据库中自动检索相匹配的膝关节MRI结构模型；并根据待测患者的身体状态信息确定目标治疗靶点；
步骤3，对步骤2获得的膝关节MRI结构模型进行体素化处理得到体素化膝关节MRI结构模型；
步骤4，根据预设的组织光学特性对体素化膝关节MRI结构模型对应的组织进行定义赋值，建立完整的膝关节光学模型；
步骤5，对膝关节光学模型进行蒙特卡洛模拟，并输出目标治疗靶点的光剂量吸收情况，同时根据理想的光剂量计算方式对模拟结果进行对比，调节光治疗参数使得产生的光剂量与目标剂量匹配，获得最优的光治疗参数；
步骤6，根据最优的光治疗参数，控制光源输出优化后的治疗光。
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