[發(fā)明專利]一種基于自體熒光的乳腺腫瘤檢測系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2022-10-18
• 公開（公告）號: CN115607110A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳志峰;嚴劍鋒;李嘉源;謝志坤;周潔林
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州大學(xué)
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 廣州駿思知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44425
• 代理人: 盧娟

1.一種基于自體熒光的乳腺腫瘤檢測系統(tǒng)，其特征在于：包括激發(fā)光源、光傳導(dǎo)單元、瞬態(tài)探測單元和數(shù)據(jù)采集處理單元；其中所述激發(fā)光源產(chǎn)生脈寬為百皮秒量級、重復(fù)頻率為千赫茲量級的紫外激發(fā)光；所述光傳導(dǎo)單元將所述激發(fā)光傳送并照射待檢組織，待檢組織被激發(fā)產(chǎn)生的自體熒光信號通過所述光傳導(dǎo)單元傳送至瞬態(tài)探測單元；所述瞬態(tài)探測單元包括響應(yīng)時間在亞納秒級的高速響應(yīng)探測器，所述高速響應(yīng)探測器將所述光傳導(dǎo)單元回傳的熒光信號轉(zhuǎn)換為電信號；所述數(shù)據(jù)采集處理單元包括數(shù)據(jù)采集器和熒光壽命擬合模塊，其中所述數(shù)據(jù)采集器的帶寬至少為1GHz，采樣速率至少為4GS/s，存儲深度至少為1Mpts，其將所述高速響應(yīng)探測器輸出的電信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號；所述熒光擬合模塊對所述數(shù)字信號進行卷積擬合處理獲得所述自體熒光信號的熒光壽命。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述卷積擬合處理的公式為：

其中

式中，t和t'均為時間，B為高斯型響應(yīng)函數(shù)的歸一化因子，w為系統(tǒng)的響應(yīng)特征時間，τ_r為熒光上升沿特征時間，A₀和t₀分別為熒光強度和時間的坐標平移量，k為熒光衰減過程的數(shù)量，A_i和τ_i分別為相應(yīng)熒光衰減過程的幅值和壽命；

平均熒光壽命τ由下式計算獲得：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述激發(fā)光源包括激光器和準直鏡，其中所述激光器用于產(chǎn)生激光，所述準直鏡設(shè)置在所述激光的光路上。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述光傳導(dǎo)單元包括二向色鏡、第一光纖耦合鏡、光纖和第二光纖耦合鏡，其中所述二向色鏡對激發(fā)光有高反射率并對自體熒光有高透射率，其設(shè)置于所述激發(fā)光的光路上并將激發(fā)光反射至所述第一光纖耦合鏡中，所述光纖的兩端分別與第一光纖耦合鏡和第二光纖耦合鏡相連。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述準直鏡、第一光纖耦合鏡和第二光纖耦合鏡為石英透鏡，所述光纖為紫外光纖。

6.根據(jù)權(quán)利要求1～5任一項所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)中還包括分光鏡和穩(wěn)態(tài)探測單元，其中所述分光鏡設(shè)置在所述光傳導(dǎo)單元輸出的自體熒光信號的光路上，并使其所述熒光信號分成瞬態(tài)路和穩(wěn)態(tài)路，并使所述瞬態(tài)路的熒光信號進入所述瞬態(tài)探測單元，使所述穩(wěn)態(tài)路的熒光信號進入所述穩(wěn)態(tài)探測單元；所述穩(wěn)態(tài)探測單元包括依次設(shè)置在穩(wěn)態(tài)路上的熒光信號多通道帶通濾波裝置和高靈敏探測器，其中所述多通道帶通濾波裝置包括至少兩個濾波通道，每個濾波通道可使一特定波長范圍內(nèi)的熒光信號通過；所述高靈敏探測器分別將經(jīng)過不同濾波通道的熒光信號的光強轉(zhuǎn)換為電信號；所述數(shù)據(jù)采集器還對所述高靈敏探測器輸出的電信號進行積分采集，獲得不同波長范圍的熒光信號強度值。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述多通道帶通濾波裝置包括四個濾波通道，其帶寬為10nm，中心波長分別為400nm、420nm、430nm和465nm。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述多通道帶通濾波裝置為滾輪式帶通濾波片組，其包括滾輪架和中心波長分別為400nm、420nm、430nm、465nm的10nm帶通濾波片。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述激發(fā)光波長為355nm。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集處理單元還包括光強數(shù)值處理模塊，其對所述數(shù)據(jù)采集器獲得的不同波長范圍的熒光信號強度值按式(I₂+I₃)/(I₁+I₄)進行運算，式中I₁、I₂、I₃、I₄依次為所述通過中心波長為400nm、420nm、430nm和465nm的濾波通道的熒光信號強度值。