基于SFDI的非黑色素瘤皮肤癌光动力治疗在体测评方法初探

作     者：赵宽心 

作者单位：天津大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵会娟

授予年度：2018年

学科分类：1002[医学-临床医学] 100214[医学-肿瘤学] 10[医学] 

主      题：光动力治疗 毒性单态氧 空间频率域成像 光剂量 光敏剂剂量 

摘      要：非黑色素瘤类皮肤癌是一类较普遍的恶性皮肤癌疾病。近年来,光动力治疗（photodynamic therapy,PDT）作为非黑色素瘤类皮肤癌疾病新兴的治疗手段,受到广泛关注,但目前仍缺乏一套行之有效的实时无创在体测评方法,治疗效果因人而异。临床上,决定PDT疗效的关键在于病变组织体中毒性单态氧（toxic singlet oxygen,TSO）的产率与治疗时间下的积累量能否满足需求,基于此,本文重点针对TSO产率与积累量的求解,建立了评判PDT疗效的无创在体测评模型。为了求解该模型,首先需要求解组织体中光剂量与光敏剂剂量的在体分布。为此,本文发展了一种基于锁相光子计数检测的单像素空间频率域成像（spatial frequency domain imaging,SFDI）系统,用于获取组织体实时的光学参数信息及荧光产率分布信息的原始数据,以完成对光剂量与光敏剂剂量的求解。系统验证说明了所发展的SFDI系统能同时准确重构多波长下仿体表面漫反射光图像用于光学参数及荧光产率的重建。随后,对所发展的针对TSO产率的精确PDT疗效测评模型进行了初步的模拟探讨,主要是基于正常及癌变皮肤组织光学模拟模型,以临床常用光敏剂剂量初值为例对其进行求解。首先,利用基于网格的微扰-蒙特卡罗（Mento-Carlo,MC）方法求解出了癌变模型中光剂量三维分布结果。该方法在传统MC的基础上提高了光剂量的测评效率并降低了对运算设备的要求。之后再根据光剂量求解结果及光敏剂分布初值,分别求解出了模型中各个时刻下的光敏剂剂量,常态氧量,TSO产率、产量以及积累量,完成了针对TSO的测评。