光动力疗法治疗鲜红斑痣的数学模型的建立及验证

论文题目: 光动力疗法治疗鲜红斑痣的数学模型的建立及验证

论文类型: 博士论文

论文专业: 内科学

作者: 黄乃艳

导师: 顾瑛

关键词: 光动力疗法,鲜红斑痣,数学模型,单线态氧

文献来源: 中国人民解放军军医进修学院

发表年度: 2005

论文摘要: 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）

论文目录:

中文摘要

英文摘要

前言

第一部分光动力治疗鲜红斑痣的相关因素及其数学关系分析及数学模型的建立

一、概述

二、光传输模型及鲜红斑痣组织的光分布

三、光敏剂的分布——血管中和组织中

四、卟啉类光敏剂漂白的动力学规律

五、光动力疗法中氧的弥散模型

六、单线态氧产量的确定

七、光动力疗法治疗鲜红斑痣系统模型及仿真运算方法

小结

第二部分仿真结果及分析

一、组织模型

二、血管内单线态氧产生的仿真结果

三、各层组织中单线态氧产生规律的数学仿真

小结

第三部分鸡冠的光动力疗法模型仿真及验证

一、组织模型的建立及仿真结果

二、动物实验

小结

第四部分光动力疗法治疗鲜红斑痣的模型仿真及临床验证

一、光动力疗法治疗鲜红斑痣的模型建立及仿真结果

二、临床验证

小结

结论、创新点及展望

综述卟啉类光敏剂漂白的动力学规律

在学期间发表论文

致谢

发布时间: 2005-07-15

参考文献

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