目前，辅助激光临床治疗鲜红斑痣所使用的R134a制冷剂喷雾冷却冷量不足，导致表皮黑色素含量高的患者的治疗效果较差。R404A以其更强的冷却能力具有取代R134a的潜力。本文通过实验定量研究了喷雾距离和时间对R404A喷雾冷却类皮肤表面动态传热的影响，并分析了不同工况下传热规律的相似性。结果表明：增加喷雾时间，可以延长对表皮的冷却保护时间；喷雾距离对表面温度的影响取决于时间尺度，短时间喷雾(20 ms)下，表面最低温度T_min随着喷雾距离的增大而升高，而长时间喷雾下(100 ms)，表面最低温度T_min在喷雾距离为30 mm时达到最小值；表面的最大热流密度q_max和最大换热系数h_max随喷雾距离增大而单调递减，与喷雾时长无关。通过理论分析提出了无量纲热流密度随无量纲时间变化的关系式。本研究结果对R404A喷雾冷却未来的临床应用具有重要的指导意义。

制冷剂喷射冷却(CSC)是采用激光热疗法治疗葡萄酒色斑(PWS)的重要辅助手段。为了揭示CSC在激光热疗中的冷却保护机理, 采用计算机数值计算的方法定量分析带有CSC的PWS激光热疗过程。结果表明, 采用计算机数值解法离散微分方程, 很好地模拟了带有CSC的PWS激光热疗过程。CSC可有效保护表皮层免受热损伤, 而且可提高激光热疗过程中的许用激光能量密度, 有助于增加疗效; 皮肤表面温度随着传热系数的增加而降低, 但降低的幅度随传热系数的增大而不断减小; 提高组织的初始温度有助于提高疗效, 但有可能带来热损伤危险, 应同时适当延长制冷剂喷射时间以避免发生热损伤。

为了探究光清透剂在减少皮肤组织散射，提高到达靶组织激光能量方面的作用，利用皮肤仿体定量研究了可见-近红外波长下甘油的光清透效果。搭建了葡萄酒色斑激光治疗的体外模拟实验系统，研究光清透效果与多脉冲Nd∶YAG激光作用下血液凝结特性之间的定量关系。结果表明，0.5 mL无水甘油涂抹在仿体表面10 min后，在波长1064 nm处仿体的漫反射率降低36.69%，透射率增加38.73%。将无水甘油涂抹在仿体表面4 min后，仿体下毛细血管中血液凝结所需激光脉冲数目减少了25%。作用10 min后，所需激光脉冲数目并未进一步减少，但血液凝结面积与4 min时相比增加了34.1%。这说明甘油能有效提高病变血管对激光能量的吸收，改善葡萄酒色斑的疗效。

研究鲜红斑痣(PWS)组织结构和光学特性在光动力治疗(PDT)前后的变化有利于客观评价疗效及指导后续治疗。通过分析光学相干层析术(OCT)采集的光学相干信号在PWS 不同组织结构中的特征，得到治疗前后PWS 的表皮层厚度以及扩张血管的管径和深度；基于扩展的Huygens-Fresnel 原理与最小二乘法对PWS 的OCT 纵向信号进行拟合，获取治疗前后组织的散射特性参数。分析上述参数在28 例PWS 患者PDT 治疗前后的变化。治疗后表皮层厚度及各层散射系数无明显改变(p>0.05)，扩张血管的平均管径减小，扩张血管的平均深度增加(p<0.05)。本研究实现了OCT 对PWS结构参数和光学参数的在体无创测量。研究结果表明将PWS各参数在PDT 治疗前后的变化作为评价治疗效果和调整治疗方案的参考依据具有一定的可行性。

目前，治疗葡萄酒色斑(PWS)等血管性皮肤病主要使用激光疗法，但治疗过程中血管的损伤机理仍不清楚，深入研究激光照射过程中血管形态的动态变化规律具有重要意义。自制了鼠脊视窗，利用CCD相机以及显微镜可视化观测Nd:YAG（1064 nm）激光照射后血管形态的动态变化，并连续观测血管直径随时间的动态变化规律。实验结果表明，在单脉冲较低能量激光照射下，血管随激光能量的增加持续膨胀，能量累积到一定值时，血管出现收缩。多脉冲激光照射血管时，血管出现膨胀、血液凝固以及血管收缩等现象。有关激光照射后血管形态动态变化的规律，为今后更好地使用近红外长波激光治疗PWS提供了参考。

扩张血管的直径和深度是鲜红斑痣(PWS)扩张血管的两个关键参数。最近，光学相干层析(OCT)已被用于PWS的临床检测和参数提取。然而，信号在深度上的衰减和散斑噪声是分辨OCT图像中PWS病变结构信息的两个主要制约因素。为了优化临床OCT样机获得的图像，提出了相应的OCT信号增强降斑算法。该算法基于动态规划分割PWS表皮层，并以边界曲线为基准，对真皮深层细节信息进行衰减补偿。对于增强后的信号，基于OCT散斑噪声的光学统计特性(瑞利分布)，建立了一个新的正则化变分模型以消除相应的乘性噪声。实验结果表明，所提出的算法能够较好地恢复OCT图像中PWS扩张血管结构的边缘信息，有利于精确分割并提取相应的关键参数。

尝试利用漫反射光谱和荧光光谱检测鲜红斑痣皮肤在光动力治疗中的变化特点， 用于分析治疗中组织光学特性的变化， 指导光剂量的制定。 在光动力治疗中， 采用微型光纤光谱仪监测PWS皮肤的漫反射光谱和荧光光谱， 结合PWS结构特点以及皮肤中主要吸光基团的吸收光谱， 分析术中、 术后相关组织成分变化及对应的光学特性变化。 PDT治疗中PWS皮肤的反射光谱的变化主要是血红蛋白和黑色素吸收波段的反射率增加或降低； 部分患者伴有反射光谱形态的变化， 主要是两种血红蛋白吸收光谱差异明显的波段。 PWS组织的荧光光谱也反映了组织中血液含量的信息。 漫反射光谱监测可反映组织中血液含量、 血氧含量、 黑色素含量变化引起的组织光学特性变化， 进一步进行深入研究可提供PDT中组织光学特性动态变化的信息。

尝试利用漫反射光谱检测鲜红斑痣皮肤的氧含量, 并用于监测光动力治疗中鲜红斑痣皮肤氧含量的变化. 采用Ocean Optics公司生产的USB2000微型光纤光谱仪采集PWS皮肤的漫反射光谱, 根据氧合血红蛋白与还原血红蛋白(皮肤中两种主要的吸光基团)吸收光谱的差异, 分析病变皮肤氧含量及治疗中氧含量的变化趋势. 对14例PWS患者进行治疗中皮肤漫反射光谱的监测. 结果显示, 治疗前不同类型PWS皮肤氧含量不同, 光动力治疗中大部分P4、 P5型PWS皮肤氧含量没有显著降低, P6型PWS皮肤氧含量降低明显. 表明现有的漫反射光谱法可定性监测PWS皮肤氧含量的变化趋势. 通过进一步提高仪器的灵敏度并建立相应的光谱分析方法, 有望更准确地测量PWS皮肤中的氧含量变化.

在分析鲜红斑痣病理的基础上，根据病变程度改变真皮上层血液层的厚度，并建立相应的光学模型，确定其组织光学参数.通过Monte Carlo模拟，得出：鲜红斑痣皮肤反射光谱与荧光光谱均可反映鲜红斑痣皮肤病变程度，特别是血管直径的变化；当血管直径增大时，鲜红斑痣皮肤反射光谱反射率与荧光光谱强度均明显下降.研究表明反射光谱和荧光光谱可能应用于判断或分析鲜红斑痣皮肤的病变程度，从而为鲜红斑痣的临床治疗方案及治疗效果提供参考.