光动力疗法以其高度选择性、无瘢痕褪色、疗效稳定可靠、操作安全简便等特点,已逐渐成为鲜红斑痣(Port wine stains,PWS)临床治疗的重要方法之一。然而,目前其临床治疗过程中仍面临众多临床操作问题,如依赖医生主观评价、手持设备操作照光、难以实现客观、准确、智能地进行疾病评价与光剂量控制等。因此,建立客观量化的疾病评估与光照治疗控制方法是实现鲜红斑痣光动力治疗个性化的必由之路。本文将借助计算机立体视觉系统和图像处理技术建立鲜红斑痣光动力治疗与评价方案,并采用摄像机和投影仪搭建了一套三维数字化光动力治疗控制验证系统。首先,本文通过对该系统进行标定,建立了以摄像机坐标系为参考坐标系的三维空间,基于格雷码编码结构光对鲜红斑痣的头部仿真模型进行三维重建,确定病灶、投影仪相对于摄像机的位置,提取了具有毫米精度的病灶三维点云,为光照治疗、光剂量优化控制及疗效评价提供了三维数字量化模型。其次,本文利用三维重建获取的视觉系统坐标转换关系,实现了投影仪仿真治疗光自动对准病灶治疗,获得了治疗光照与病灶区域的良好匹配,解决了光动力治疗光照区域的曲面控制问题;同时,根据病灶三维特征提出了一种基于病灶表面法线的加权投光方向优化算法,解决了单次光动力治疗时病灶区域接受到的光功率优化分配问题,有利于提高单次光照效率及辅助医生完成治疗规划。最后,考虑到鲜红斑痣皮损分布的非均匀性特点,本文采用超像素聚类算法对海姆泊芬临床II期的7位患者多疗程病灶图像进行精细化划分,借助患者粘贴的比色卡实现了病灶局部区域细化评级,完成了不同疗程的治疗效果评估,为解决光动力治疗的量效评价提供了一种量化解决方法。本文基于病灶三维数字化信息和图像导航控制为鲜红斑痣光动力治疗过程中的病灶定位、投光控制和病灶评估等问题提供了解决思路,为鲜红斑痣光动力治疗的个性化、精准化治疗奠定了工程实践基础。