光动力疗法(Photodynamic Therapy,PDT)作为一种肿瘤检测与治疗的方法,已经发展了近30年,是一种将光、光敏剂和氧分子联合利用,借助光动力反应产生的活性氧而选择性地灭杀肿瘤的治疗方法,与手术、化疗、放疗等常规治疗手段相比,是一种无创或微创的、非产热性的、利用光化学反应引起靶组织和靶细胞破坏的治疗方法。但是目前在临床上,一方面缺乏有效的实时在体评估PDT疗效的方法,治疗时间还只能靠医生的经验判断;另一方面治疗深度还局限于浅表。本论文针对深部肿瘤PDT过程中的多参数进行实时检测,进而预测肿瘤存活率。论文的主要工作包括:设计并加工了一套PDT实验平台,包括激光器、暗箱、支架、滤光片等;为了有效的采集观察深部肿瘤光动力治疗过程中主要参数,设计并开发了可用于实时在体的单态氧含量与氧分压监测及微弱荧光成像系统。该系统利用普林斯顿高灵敏度CCD采集微弱荧光图像,利用海洋光学氧传感器NeoFox监测氧含量,采用LabVIEW开发上位机控制程序,将荧光图像、氧分压、荧光强度(单态氧浓度)的结果的显示、分析与存储等功能结合在一起,完成了光动力治疗过程中实时荧光成像与多参数监测;设计并完成了在660nm激光照射下,光动力反应过程中氧分压变化的探究实验;设计并完成了体外的基于不同组织厚度的660nm和980nm激发光下的PDT治疗深度的探索实验;借助上转换纳米粒子,设计并完成了980nm激发光下的深部肿瘤治疗过程中氧分压与单态氧的同步检测,以及肿瘤细胞存活率实验,并且拟合出特定条件下的有效治疗评估模型。最终构建了一套用于深部肿瘤治疗过程中多参数检测及成像综合系统,并利用其完成了一系列针对深部肿瘤治疗过程中相关参数变化的探索实验。该系统工作为肿瘤PDT疗效实时动态评估奠定了基础,并且可用于生物学及分子影像学研究。