皮膚是人體最大的器官，在維持體內平衡以及保護身體免受外界環境影響方面發揮著重要作用。皮膚病可能危及生命或嚴重損害患者的生活質量。蕁麻疹(也稱為“蕁麻疹”)很常見，至少五分之一的人一生中都會受到影響，并且可能持續數年甚至數十年。許多皮膚病是人類特有的，由于缺乏合適的實驗動物模型和有限的臨床數據，其發病機制往往仍不清楚。其中一種人類特有的疾病是慢性自發性蕁麻疹(CSU)，其特征是出現稱為風團的皮疹，其大小和形狀各異，并伴有瘙癢。

盡管 CSU 在皮膚表面具有清晰可見的外觀，但體內各種形狀的風團背后的機制仍然很大程度上不清楚。最近，人們對蕁麻疹的許多病理生理學特征進行了研究，包括自身免疫反應、細胞浸潤和補體系統激活凝血途徑。因此，將這些元素整合到其體內動態中以開發更有效的針對患者的治療方法非常重要。

為了解決這個問題，京都大學人類生物學高級研究所 (WPI-ASHBi) Sungrim Seirin-Lee 教授領導的一個研究小組利用分層數學模型來分析皮疹的形狀，并將這些形態特征與體內的皮疹聯系起來。 CSU 的病理動力學。通過使用體外實驗數據結合血管內和血管外動力學，他們將皮疹模式分為五種潛在類型。利用這些模式，研究人員根據肥大細胞與組織因子和組胺動力學的關系制定了噴發幾何分類標準(EGe 標準)，肥大細胞作用于血管并誘導風團形成。研究人員隨后在 105 名患者中證明了他們根據這些標準對 CSU 進行分類的數學模型的有效性，并在皮膚科醫生分析時發現可靠性高達 87.6%。

“這項研究首次使用數學模型根據皮疹的形態來闡明皮疹的病理生理學，并有助于為替代治療方法鋪平道路。例如，患者可能會拍攝皮疹照片，為根本原因的明確診斷提供數據，或者可以隨著時間的推移監測治療的有效性。此外，這項研究顯示了數學模型在理解人類特定疾病機制方面的前景，而動物模型是無法獲得的，”Seirin-Lee 說。

通過這些努力，作者希望將數學皮膚學開創為一個實用的新的多學科研究領域，將數學科學和臨床皮膚學相結合，以闡明皮膚病的病理生理學并開發治療頑固性皮膚病的新策略。