血管靶向光动力疗法（Vascular targeted photodynamic therapy,V-PDT）作为治疗鲜红斑痣和恶性肿瘤的一种有效方法,通过利用光敏剂、光和氧的相互作用,产生单线态氧（Singlet oxygen,~1O2）以损伤细胞,造成细胞坏死或凋亡,进而达到治疗效果。~1O2产量与激光功率、血氧饱和度和光敏剂剂量密切相关,直接决定着V-PDT的最终疗效,因此,对V-PDT过程中的剂量参数进行实时监测尤为重要。光学成像技术以其无损、快速、准确和非侵入式检测等优点,被广泛用于临床诊断和治疗。本文利用窄带光成像系统初步研究了光动力剂量对血管损伤定量影响,结果表明:海姆泊芬介导光动力疗法（Hemoporfin-mediated photodynamic therapy,Hemoporfin-PDT）中不同静脉的血管管径收缩率之间存在差异,并且为了实现最佳的血管面积收缩率,需要分别优化Hemoporfin-PDT的激光和光敏剂剂量。同时,为了克服单一成像技术的局限性,本文还设计研发了能够实现多个剂量参数实时监测的高光谱-散斑成像系统,利用该系统监测了Hemoporfin-PDT过程中光敏剂浓度、血流速度、血氧饱和度和血管管径收缩率等剂量参数。研究结果表明,该系统能够实时监测Hemoporfin-PDT治疗过程中的光敏剂浓度、血流速度、血氧饱和度和血管管径收缩率等剂量参数,对于揭示V-PDT的作用机制,以及优化和实现个性化治疗具有重要的理论依据。本学位论文的主要研究内容如下:（1）利用窄带光成像系统研究不同光动力剂量对血管损伤效应定量影响。建立ICR小白鼠背部皮窗（Dorsal skinfold window chamber,DSWC）模型,定量评估海姆泊芬（Hemoporfin）剂量和激光功率密度对皮窗血管损伤,探讨光动力剂量对血管损伤的定量影响。（2）研发了一套用于监测Hemoporfin-PDT过程中多个剂量参数的光学成像系统。该系统结合了高光谱成像（Hyperspectral imaging,HSI）技术和激光散斑成像（laser speckle imaging,LSI）技术,其中HSI用于监测Hemoporfin-PDT过程中血管管径收缩率、血氧饱和度和光敏剂浓度的变化,LSI用于监测Hemoporfin-PDT过程中血流变化。利用自编程的Lab View程序实现系统中的硬件控制、图像采集和存储。通过搭建的高光谱-散斑成像系统获取Hemoporfin-PDT过程中DSWC模型的高光谱图像和激光散斑图像。利用自编程的Matlab程序对采集图像进行处理,实现图像配准、图像分割和数据处理分析等,进而得到光敏剂浓度、血流速度、血氧饱和度和血管管径收缩率等参数,分析不同参数之间的内在规律,验证高光谱-散斑成像系统的有效性和应用价值,为临床医师制定个性化治疗方案提供依据。