为了研究光动力疗法选择性光损伤，采用蒙特卡罗方法，建立了组织中光动力剂量数学模型。得到光动力剂量随组织厚度增加呈指数衰减的结果。光动力损伤是阈值过程，对肿瘤组织造成深层光动力损伤时，更多正常组织受到损伤。光斑半径对对肿瘤组织损伤深度有明显影响。结果表明，适量光敏剂能引起浅薄全面的肿瘤组织光动力损伤，深层光动力损伤伴随正常组织损伤。

制冷剂喷雾冷却(CSC)是激光治疗鲜红斑痣(PWS)手术的重要辅助手段。为了深入了解制冷剂喷雾特性以提高冷却效率、优化喷嘴设计,利用质量传递数法推导传质方程,通过选取合适的阻力系数经验关联式建立了动量方程,考虑液滴蒸发以及与环境气体的对流换热建立了液滴能量方程,初步建立了单个制冷剂液滴平衡蒸发阶段蒸发冷却理论模型。利用建立的模型模拟悬挂水滴冷冻过程的过冷阶段,并在变物性条件下预测了制冷剂液滴温度随飞行距离的变化,结果与实验对比证明了模型的有效性。有关液滴初始参数对液滴蒸发冷却特性影响的研究结果表明,本模型可以为制冷剂喷雾冷却实际应用于激光治疗鲜红斑痣手术提供有效的分析方法。

为了研究光动力治疗(PDT)中各个因素作用的规律,帮助临床采取有效的治疗方案,针对鲜红斑痣(PWS)组织特性,将光动力治疗中组织光分布、单线态氧产生、光敏剂漂白过程和光敏剂扩散过程结合起来,建立适合于光动力治疗鲜红斑痣病变的系统模型。利用建立的模型,对临床中出现的第二光斑治疗效果差的问题进行仿真研究,发现影响其治疗效果的因素,并通过仿真实验提出改进其治疗效果的新方案。通过临床实验,证明了新方案的有效性和模型的有效性。研究结果说明,针对特定的病例条件建立仿真模型,通过仿真实验可以为临床和理论研究提供一种有效的分析方法。

为了研究光敏剂特性对光动力疗法(PDT)治疗鲜红斑痣(PWS)疗效的影响,帮助临床采取有效的治疗方案,建立了光动力治疗鲜红斑痣的数学模型。建立了卟啉类光敏剂受光激发产生单线态氧的数学模型以及光敏剂自身漂白过程和组织中扩散过程的数学模型,以国产光敏剂血啉甲醚(HMME)的实验数据为例,用蒙特卡罗方法仿真组织中的光分布,应用建立的单线态氧产生过程的数学模型,仿真光动力治疗鲜红斑痣过程中,组织内单线态氧产量的分布。对比不同的光敏剂漂白速度对组织中单线态氧产量的影响,发现漂白速率越快,破坏血管的同时对表皮和真皮组织的保护作用越好。这些结果为光动力疗法治疗鲜红斑痣的临床应用提供了具有针对性的指导。