蒙特卡罗方法研究光动力疗法选择性光损伤

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。     

光动力疗法中的治疗剂量学研究

为了研究光动力过程中光剂量和光敏剂剂量对光动力损伤效果的影响,基于肿瘤组织中光动力损伤剂量的数学模型以及光动力损伤剂量与组织中光剂量、光敏剂剂量、氧浓度之间的函数关系,用数学方法模拟研究了给定模型组织中光及光敏剂的有效吸收剂量与氧浓度之间的关系,并用ALA-PDT实验研究了K562细胞悬浮液中不同药物剂量对光动力损伤效...     

鲜红斑痣光动力治疗的模型仿真初步研究

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。     

光动力疗法中最佳光动力治疗剂量的研究

为了研究光动力过程中光剂量和光敏剂剂量对光动力损伤效果的影响,基于肿瘤组织中光动力损伤剂量的数学模型以及光动力损伤剂量与组织中光剂量、光敏剂剂量、氧浓度之间的函数关系,用数学方法模拟研究了给定模型组织中光及光敏剂的有效吸收剂量与氧浓度之间的关系,并用ALA-PDT实验研究了k562细胞悬浮液中不同药物剂量对光动力损伤效果的影响.研究发现,光动力过程中光剂量与光敏剂浓度存在一个最佳治疗剂量,其大小和组织中氧浓度有关,组织中越缺氧,最佳光动力剂量越小,光动力过程对组织的损伤越小,通过实验发现k562细胞悬浮液中最佳剂量为20×0.25(J/cm2·mmol/L),此时光动力损伤效果最明显.研究结果表明了PDT对肿瘤组织具有选择性光动力损伤的特点,并为PDT在临床上的广泛应用提供了理论支持.     

鲜红斑痣光动力治疗数学模型及临床验证

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。     

光学成像技术在光动力剂量监测中的应用进展

光动力疗法(PDT)作为选择性治疗恶性肿瘤和良性疾病的精准靶向疗法,已获得了广泛的临床应用。如何利用先进的光学成像技术实现对PDT剂量的实时监测,是开展PDT个性化精准治疗的理论基础。本文介绍了PDT治疗过程中光敏剂、氧、单线态氧以及血管响应等所需监测的4个重要参量,重点总结了用于实时监测PDT参量的光学成像技术,并比较分析了这些技术的优势和局限性,最后讨论了光学成像技术在PDT临床转化应用中面临的挑战。     

鲜红斑痣病灶结构及其光学成像方法在血管靶向光动力治疗中的研究进展

鲜红斑痣(port wine stains, PWS)是最常见的先天性皮肤微血管病变之一,PWS的病因是皮肤真皮层由浅至深的毛细血管畸形扩张。通常表现为面颈部粉色、红色和紫色斑片,随着年龄的增加,其逐渐加深和增厚,严重影响患者的生活质量。血管靶向光动力疗法(vascular targeted photodynamic therapy, V-PDT)可以选择性破坏病变血管,是目前国内治疗PWS的首选方法。V-PDT疗效与PWS病灶结构密切相关。PWS的病灶结构可通过活检或者无创光学诊断设备获取,主要包括表皮层黑色素含量、皮肤厚度及血管管径、深度和形态等。总结了目前常用的无创在体光学成像技术在PWS诊疗中的应用现状及PWS病灶结构特点对V-PDT疗效的影响,旨在为V-PDT精准及个性化治疗PWS提供参考。     

基于虚拟仪器的光声信号采集和成像系统

为了实现光声信号的快速采集和图像重建,采用基于虚拟仪器的光声信号采集和成像系统进行光声信号采集,由LABVIEW调用MATLAB程序对采集到的数据进行处理,最后利用滤波反投影重建算法,实现了对模拟组织样品的光声层析成像。成像系统的分辨率为0.15mm,重建图像与实物十分吻合。结果表明,该系统具有快速、方便、直观等特点,有望发展成为一种低成本的实用的临床诊断仪器。     

基于Labview的光声信号采集和成像系统

为了实现光声信号的快速采集和图像重建,采用基于Labview软件平台的光声信号采集和成像系统进行光声信号采集,并调用Matlab程序对采集到的数据进行处理,最后利用滤波反投影重建算法,实现了对模拟组织样品的光声层析成像。成像系统的分辨率为0.15mm,重建图像与实物十分吻合。实验表明,该系统具有快速、方便、直观等特点,有望发展成为一种低成本的实用的临床诊断仪器。     

基于光纤振动的激光散斑控制

散斑噪声的存在使得图像灰度剧烈变化,降低了图像分辨率,影响成像质量。为了控制散斑噪声,使用波长为405nm的激光作为显微系统照明光源,利用音圈电机振动光纤,通过对抛光玻璃显微成像,用CCD图像采集卡采集图像后进行了散斑噪声对比度分析。结果表明,在光纤振动幅度不变、振动频率在4Hz~55Hz内逐渐增加时,图像散斑对比度在0.0326~0.1197范围内逐渐变小;当频率大于51Hz时,图像散斑对比度曲线趋于平稳且对比度在0.0326处获得了最小值,图像清晰,达到良好的散斑控制。     

基于灰度共生矩阵方法的激光散斑特性分析

为了实现物体表面粗糙度的测量,基于激光散斑原理,利用灰度共生矩阵方法计算了激光散斑图像的基本参量,分析了激光散斑含有的物体表面粗糙度特征。在此基础上搭建了物体表面粗糙度激光散斑测量实验系统,采集了不同表面粗糙度标准样板在不同入射角条件下的激光散斑图,继而得到了研磨和平磨条件下散斑条纹对比度与光束入射角之间的关系。结果表明,入射角约为60°时,散斑特性及其对比度效果最好。     

新型四酰胺基铝酞菁的制备及其在体光动力抗癌活性研究

为寻求在红光区具有良好光动力治疗（PDT）抗癌活性的新型四取代铝酞菁光敏剂，以4-硝基邻苯二甲酸为原料，用苯酐尿素法合成了四氨基铝酞菁（TAAIPc）、四乙酰胺基铝酞菁（TAcAAIPc）、四丙酰胺基铝酞菁（TPrAAIPc）和四丁酰胺基铝酞菁（TBuAAIPc）。表征了所得产物的结构，测试了其荧光光谱和急性毒性；并在输出波长532nm下测定了其光动力抗癌活性。结果表明，所得的酰胺基取代系列铝酞菁对小鼠无明显毒性。当注射剂量为20mg／kg时，上述四种铝酞菁光敏剂对小鼠S180实体瘤的抑瘤率分别为44．96％，45．87％．45．62％和48．65％，差别不明显。加大剂量至40mg／kg时，抑瘤率依次为39．16％，42．81％，40．56％和51．82％。在此剂量下，四丁酰胺基铝酞菁表现出较高的光动力治疗抗癌活性。     

基于小波熵的白蛋白热变性动态散斑研究

利用基于小波熵的动态散斑方法研究了白蛋白的热变性过程.采用CCD相机得到了白蛋白热变性过程中的动态散斑图序列;用动态散斑图序列生成了时序散斑图(THSP),再以小波熵为参数,将THSP的每一行分为8个时间窗口,利用db4正交小波对每个窗口进行了三级小波分解,得到了256×256×8的三维小波熵值矩阵.对小波熵值矩阵图像化为8幅256×256的灰度图,直观分析了动态散斑信号的变化规律,进而分析了白蛋白热变性过程中蛋白质分子系综的运动特性.结果表明,利用基于小波熵的动态散斑方法,能对白蛋白热变性过程中蛋白质分子的运动及凝聚过程进行初步的定量分析和研究.该方法是研究溶液中微粒运动的有力手段.     

飞秒激光对离体兔巩膜的光离解作用

为探索飞秒激光在兔眼巩膜上产生光离解作用的可行性,并寻找适当的激光切割方式及相关参数,将不同脉冲能量的飞秒激光(800nm/50fs)聚焦后作用于离体兔眼巩膜。通过计算机控制的三维平台的定向移动,飞秒激光能够在兔眼巩膜上完成打孔、蛇形扫描和线性切割三种方式的光离解作用。应用光学显微镜和扫描电镜(SEM)观察激光作用后巩膜的形态学变化,并用Nd∶YAG激光作为对比。实验结果表明,飞秒激光经过显微物镜(NA0.2)聚焦后,当其功率密度达到或超过9.55×1014W/cm2,脉冲能量在37.5~125μJ变化时,激光以0.1mm/s的速度线性扫描巩膜能形成深度为30~70μm的沟道;当激光的功率密度减小至7.96×1014W/cm2,脉冲能量小于31.25μJ/pulse时,在相同条件下却不能产生光离解作用。与Nd∶YAG激光相比,飞秒激光在兔眼巩膜上切割瘘道的内壁更加光滑整齐,对周围的组织损伤更小。飞秒激光对离体兔眼巩膜高精度和微创伤的光离解作用,预示了它在未来青光眼治疗中有潜在的应用价值。     

发光二极管光源疗法在生物医学中的应用

综述了国内外以发光二极管为光源的光疗法在生物医学中的应用研究,主要从动物体试验,动物细胞实验和医学临床进行了分析,对医学临床进行了重点的分析研究。并从安全性、经济性、使用性等多方面比较分析了发光二极管光源疗法与其它光源疗法的优缺点。发光二极管光源疗法将在生物医学领域有广阔的应用,在产品商业化上也会有较大的发展。     

光谱法用于血氧饱和度无损测量

综述了血氧饱和度无损测量的方法,泰勒级数法、近红外光谱法、氧指数(IOK)法以及基于蒙特卡罗的多元线性回归法等,分析了这些方法的优缺点.基于光动力疗法治疗机制(PDT),提出了一种修正的氧指数法,初步分析表明该法能够监测光动力疗法治疗鲜红斑痣(PWS)过程中血氧饱和度变化情况.     

光纤型光学相干层析技术系统的眼科成像

建立了一套单模光纤型光学相干层析(OCT)成像系统,开展了动物眼睛的成像实验,实现了高信噪比、高分辨率、大成像深度的层析图像的获取.系统纵向分辨率达到9μm,横向分辨率为10μm,最大层析成像深度可达3.4 mm.实验图像和商业蔡氏三代光学相干层析技术成像的对比结果表明,研制的OCT系统已经能展示视网膜的基本分层结构,而且能分辨脉络膜的分层结构和脉络膜血管,后者是蔡氏三代OCT系统所无法实现的.