[发明专利]一种基于自体荧光的乳腺肿瘤检测系统

权利要求书

1.一种基于自体荧光的乳腺肿瘤检测系统，其特征在于：包括激发光源、光传导单元、瞬态探测单元和数据采集处理单元；其中所述激发光源产生脉宽为百皮秒量级、重复频率为千赫兹量级的紫外激发光；所述光传导单元将所述激发光传送并照射待检组织，待检组织被激发产生的自体荧光信号通过所述光传导单元传送至瞬态探测单元；所述瞬态探测单元包括响应时间在亚纳秒级的高速响应探测器，所述高速响应探测器将所述光传导单元回传的荧光信号转换为电信号；所述数据采集处理单元包括数据采集器和荧光寿命拟合模块，其中所述数据采集器的带宽至少为1GHz，采样速率至少为4GS/s，存储深度至少为1Mpts，其将所述高速响应探测器输出的电信号转化为数字信号；所述荧光拟合模块对所述数字信号进行卷积拟合处理获得所述自体荧光信号的荧光寿命。

2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述卷积拟合处理的公式为：

其中

式中，t和t'均为时间，B为高斯型响应函数的归一化因子，w为系统的响应特征时间，τ_r为荧光上升沿特征时间，A₀和t₀分别为荧光强度和时间的坐标平移量，k为荧光衰减过程的数量，A_i和τ_i分别为相应荧光衰减过程的幅值和寿命；

平均荧光寿命τ由下式计算获得：

3.根据权利要求2所述的检测系统，其特征在于：所述激发光源包括激光器和准直镜，其中所述激光器用于产生激光，所述准直镜设置在所述激光的光路上。

4.根据权利要求3所述的检测系统，其特征在于，所述光传导单元包括二向色镜、第一光纤耦合镜、光纤和第二光纤耦合镜，其中所述二向色镜对激发光有高反射率并对自体荧光有高透射率，其设置于所述激发光的光路上并将激发光反射至所述第一光纤耦合镜中，所述光纤的两端分别与第一光纤耦合镜和第二光纤耦合镜相连。

5.根据权利要求4所述的检测系统，其特征在于，所述准直镜、第一光纤耦合镜和第二光纤耦合镜为石英透镜，所述光纤为紫外光纤。

6.根据权利要求1～5任一项所述的检测系统，其特征在于，所述系统中还包括分光镜和稳态探测单元，其中所述分光镜设置在所述光传导单元输出的自体荧光信号的光路上，并使其所述荧光信号分成瞬态路和稳态路，并使所述瞬态路的荧光信号进入所述瞬态探测单元，使所述稳态路的荧光信号进入所述稳态探测单元；所述稳态探测单元包括依次设置在稳态路上的荧光信号多通道带通滤波装置和高灵敏探测器，其中所述多通道带通滤波装置包括至少两个滤波通道，每个滤波通道可使一特定波长范围内的荧光信号通过；所述高灵敏探测器分别将经过不同滤波通道的荧光信号的光强转换为电信号；所述数据采集器还对所述高灵敏探测器输出的电信号进行积分采集，获得不同波长范围的荧光信号强度值。

7.根据权利要求6所述的检测系统，其特征在于，所述多通道带通滤波装置包括四个滤波通道，其带宽为10nm，中心波长分别为400nm、420nm、430nm和465nm。

8.根据权利要求7所述的检测系统，其特征在于，所述多通道带通滤波装置为滚轮式带通滤波片组，其包括滚轮架和中心波长分别为400nm、420nm、430nm、465nm的10nm带通滤波片。

9.根据权利要求8所述的检测系统，其特征在于，所述激发光波长为355nm。

10.根据权利要求9所述的检测系统，其特征在于，所述数据采集处理单元还包括光强数值处理模块，其对所述数据采集器获得的不同波长范围的荧光信号强度值按式(I₂+I₃)/(I₁+I₄)进行运算，式中I₁、I₂、I₃、I₄依次为所述通过中心波长为400nm、420nm、430nm和465nm的滤波通道的荧光信号强度值。