使用MATLAB建模技术，模拟了660纳米激光光刺激对人类精子运动能力和顶体完整性的剂量依赖性影响

《Lasers in Medical Science》：Simulated dose-dependent effects of 660 nm laser photostimulation on human sperm motility and acrosome integrity using MATLAB modeling

低强度激光疗法（LLLT）通过MATLAB建模模拟660 nm激光对精子活力和顶体完整性的影响，能量密度5-20 mW/cm2，照射时间30-120秒，能量范围0.15-2.4 J/cm2。精子活力呈S型曲线，峰值1.2 J/cm2；顶体完整性呈钟型曲线，峰值0.6 J/cm2，最佳能量窗口0.6-0.9 J/cm2兼顾两者优化。

　　

摘要

研究表明，低水平激光疗法（LLLT）通过光生物调节作用有可能改善精子功能。然而，为了达到最佳效果所需的治疗剂量参数尚未明确。本文利用基于MATLAB的建模方法，模拟了660纳米激光照射对人类精子运动能力和顶体完整性的影响。模拟结果显示，在0.15–2.4焦耳/平方厘米的能量范围内，精子反应随能量变化而变化，该能量范围由不同的功率密度（5–20毫瓦/平方厘米）和照射时间（30–120秒）产生。在模拟精子运动能力和顶体完整性的过程中，采用了逻辑函数和高斯函数，并加入生物自然噪声以模拟实验中的变异情况。精子运动能力以S形曲线方式增加，在约1.2焦耳/平方厘米时达到峰值；而顶体完整性则以钟形曲线方式在约0.6焦耳/平方厘米时达到峰值。最佳能量范围（0.6–0.9焦耳/平方厘米）既能提升精子运动能力，又能保持顶体完整性。660纳米激光对精子运动能力和顶体完整性的改善作用发生在较狭窄的能量窗口内。这种计算机模拟方法为生殖应用中确定最佳光生物调节（PBM）参数提供了一种可预测且可重复的手段。