研究目的 本研究拟利用数学方法,通过对光动力疗法（PDT）治疗鲜红斑痣（PWS）中所涉及到的激光、光敏剂和氧等因素的作用及其相互关系进行分析,建立PDT治疗PWS的系统数学模型和仿真计算方法,并对仿真结果进行初步的验证。 方法和结果 第一部分是构建PDT治疗PWS的数学模型。用数学方法对三方面主要因素的变化规律分别建模,以此作为本模型建立的理论依据:（1） 光在组织中分布的模型建立:由于PWS的病理组织结构复杂,选用Monte Carlo方法进行建模;（2） 光敏剂浓度变化的模型建立,可分为两部分:①血管内的光敏剂浓度变化规律符合药代动力学的药-时方程;②血管外组织中的光敏剂浓度变化服从Fick第二定律,并受光漂白作用的影响。（3） 氧在血管外组织中的变化的模型建立:氧在组织中的扩散服从Fick第二定律,同时PDT生成单线态氧（¹O₂）对氧有消耗。在以上建模结果的基础上,通过分析¹O₂产生的光化学反应动力学过程,用Lambert-Beer定律和光敏剂的¹O₂量子产率公式计算¹O₂的产率,构建生成¹O₂的数学模型。用有限差分法,建立了系统的仿真运算方法。 第二部分,在含有一根柱状血管的理想组织模型上,对血管和组织中¹O₂的产生、分布情况进行仿真。重点了解¹O₂的时间、空间分布规律,以及在数学模型中各个因素对¹O₂分布的影响,结果为:（1） ¹O₂产量最高处是血管壁及靠近管壁的血液;（2） 光、光敏剂剂量的改变,通过直接作用和间接作用（漂白作用和氧效应）,使¹O₂的改变呈非线性的变化;（3） 光敏剂的各种特性如药代动力学规律、漂白速率常数、扩散系数等对PDT的组织选择性有明显影响。 第三部分,针对PWS的动物模型——鸡冠进行仿真运算,并通过动物实验验证仿真结果。仿真结果表明:（1） 给药后1h照光血管内产生的¹O₂少于给药后即刻照光,提高给药后1h照光的功率密度,血管中¹O₂增加的同时会使真皮受损;（2）