本發(fā)明涉及一種黑色素瘤的檢測(cè)裝置，尤其是涉及一種用于黑色素瘤早期無(wú)標(biāo)記臨床實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

目前，癌癥是嚴(yán)重威脅人類生命和健康的疾病殺手之一。癌癥病人如能在早期及時(shí)發(fā)現(xiàn)并治療，可以提高病人的生存率，這對(duì)于病人而言有著很大的好處。所以，對(duì)于癌癥要早期診斷、早期發(fā)現(xiàn)并且及時(shí)治療。

黑色素瘤是一種惡性的癌癥腫瘤，是世界范圍內(nèi)最嚴(yán)重的皮膚癌之一。在所有醫(yī)治無(wú)效的皮膚癌患者中間，由皮膚癌導(dǎo)致的死亡率高達(dá)80％以上。在全球范圍內(nèi)，每年都會(huì)有160,000例的黑色素瘤新增病例。每年在全球范圍內(nèi)，黑色素瘤會(huì)造成約48,000例的死亡數(shù)量。該種類型的癌癥病例廣泛分布在高加索地區(qū)，特別是在陽(yáng)光充足的氣候中。近年來(lái)，在北美、歐洲、南非和拉美等地，該類型的腫瘤發(fā)病率也直線上升。

如果能夠在發(fā)病早期發(fā)現(xiàn)該種類型癌癥的存在，將尚未生長(zhǎng)完全的癌細(xì)胞完全移除，治療的機(jī)會(huì)將會(huì)大幅上升。多年來(lái)，腫瘤學(xué)家認(rèn)為部分醫(yī)療干預(yù)(如觸診、活組織檢查、手術(shù)切除等)可能會(huì)促進(jìn)轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致腫瘤細(xì)胞向血液中釋放，大大增加了轉(zhuǎn)移的風(fēng)險(xiǎn)。如何能夠在不抽血、不接觸腫瘤組織部位對(duì)人體內(nèi)的腫瘤細(xì)胞進(jìn)行檢測(cè)成為黑色素瘤細(xì)胞的早期診斷亟待解決的問(wèn)題。臨床試驗(yàn)表明：循環(huán)黑色素瘤細(xì)胞與黑色素瘤的轉(zhuǎn)移密切相關(guān)，因此如果能檢測(cè)循環(huán)中黑色素瘤細(xì)胞的個(gè)數(shù)，可以為黑色素瘤的診斷提供一個(gè)重要的指標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種用于黑色素瘤早期無(wú)標(biāo)記臨床實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種用于黑色素瘤早期無(wú)標(biāo)記臨床實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置，包括：

光聲信號(hào)激發(fā)組件：包括激光器和接在激光器發(fā)射口處并用于耦合激光束的耦合透鏡；

激光傳輸組件：包括用于傳輸從光聲信號(hào)激發(fā)組件發(fā)出的光束的傳輸光纖，該傳輸光纖一端連接耦合透鏡，另一端連接激光線性發(fā)生器；

血管定位組件：包括用于整形光束以適應(yīng)檢測(cè)部位血管的激光線性發(fā)生器，安裝在激光線性發(fā)生器上并用于調(diào)整輸出的激光光斑大小的激光微調(diào)器，以及用于固定激光線性發(fā)生器于檢測(cè)部位上的探測(cè)固定帶；

光聲信號(hào)探測(cè)組件：包括安裝在探測(cè)固定帶上的光聲信號(hào)采集單元，以及與光聲信號(hào)采集單元連接的光聲信號(hào)處理單元。

優(yōu)選的，所述的激光器為摻鐿光纖激光器，其脈沖頻率為0.5MHz，波長(zhǎng)為1064nm，脈沖時(shí)間寬度為10ns，脈沖能量為100uJ。

優(yōu)選的，所述的激光線性發(fā)生器的發(fā)散角度為60度，其晶體的直徑為10mm，但不限于60度，可以為30度、45度、60度等任意角度，直徑不限于10mm，直徑可以為1-100mm。

優(yōu)選的，檢測(cè)部位為手腕，對(duì)應(yīng)的探測(cè)固定帶為手環(huán)腕帶，在手環(huán)腕帶上還預(yù)留有用于安裝所述光聲信號(hào)采集單元的小孔。

更優(yōu)選的，所述的手腕環(huán)帶為采用3D打印技術(shù)打印的無(wú)毒聚乙烯材料的可伸縮腕帶。

優(yōu)選的，所述的光聲信號(hào)采集單元為10MHz的水浸式超聲探頭。

循環(huán)血液中的黑色素瘤細(xì)胞比正常細(xì)胞富有更多的黑色素，實(shí)驗(yàn)表明：黑色素在血液背景下可產(chǎn)生信號(hào)，黑色素對(duì)特定波長(zhǎng)具有強(qiáng)吸收的特點(diǎn)。基于以上兩種特性，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種用于黑色素瘤早期無(wú)標(biāo)記臨床實(shí)時(shí)檢測(cè)的診斷裝置，其具體檢測(cè)過(guò)程為：從激光器發(fā)出低功率、高頻率的激光經(jīng)(耦合透鏡)光束耦合后進(jìn)入激光傳輸組件，激光傳輸組件將光束傳輸?shù)窖芏ㄎ唤M件，并進(jìn)行光斑整形，使激光傳輸組件傳輸?shù)膱A形光斑的激光整形成條形光斑，從而可以覆蓋人體腕部等部位的血管；激光照射到血管內(nèi)的黑色素瘤細(xì)胞后，黑色素瘤細(xì)胞吸收的光能通過(guò)分子振動(dòng)和熱彈性膨脹轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致局部初始?jí)毫υ黾?，形成波源，最終被皮膚表面的光聲信號(hào)采集單元探測(cè)到，光聲信號(hào)采集單元探測(cè)到光聲信號(hào)后經(jīng)光聲信號(hào)處理單元處理后得到單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的黑色素瘤細(xì)胞個(gè)數(shù)供研究人員以及醫(yī)生參考。

本發(fā)明的光聲信號(hào)處理單元首先對(duì)測(cè)得的光聲信號(hào)做去噪處理，方法包括小波去噪和平均去噪。小波去噪可以有效地濾除信號(hào)中的各種噪聲，使信號(hào)更加明確；平均去噪可以有效地提高信號(hào)的信噪比。對(duì)信號(hào)的處理分為時(shí)域處理和頻域處理。時(shí)域處理包括閾值判斷和相關(guān)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)。閾值的設(shè)定使用了公式法，統(tǒng)計(jì)的參數(shù)主要包括信號(hào)峰的半高全寬(FWHM)和峰谷差距值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、該方法可以有效地檢測(cè)循環(huán)中的靶細(xì)胞(如黑色素瘤細(xì)胞)，得到細(xì)胞的光聲信號(hào)。通過(guò)對(duì)靶細(xì)胞光聲信號(hào)的分析處理，可以得到腫瘤細(xì)胞光聲信號(hào)的特征，實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤的早期檢測(cè)。

2、能做到臨床檢測(cè)、無(wú)創(chuàng)檢測(cè)，不用抽血、不用標(biāo)記，為臨床腫瘤細(xì)胞的早期檢測(cè)提供了新的途徑。通過(guò)使用該算法對(duì)檢測(cè)得到的信號(hào)做處理和分析，可以在早期判斷活體循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)是否有靶細(xì)胞的存在，進(jìn)而為臨床判斷黑色素瘤提供一個(gè)重要臨床指標(biāo)。這對(duì)于腫瘤病人的早期預(yù)防及治療有著極大的意義。

3、該裝置實(shí)現(xiàn)了激光的柔性傳輸，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備和患者的隔離，有效避免了患者對(duì)大型診斷設(shè)備的恐懼心理。

4、該裝置的手環(huán)腕帶設(shè)計(jì)具有可調(diào)節(jié)功能，適用于不同的檢測(cè)人群，可長(zhǎng)期無(wú)創(chuàng)檢測(cè)。

5、該設(shè)備以黑色素瘤細(xì)胞為基礎(chǔ)，可以擴(kuò)展到其它癌細(xì)胞及紅細(xì)胞、干細(xì)胞等領(lǐng)域，用途廣泛。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1-光聲信號(hào)激發(fā)組件，11-激光器，12-耦合透鏡，2-激光傳輸組件，3-血管定位組件，31-激光線性發(fā)生器，32-激光微調(diào)器，33-手環(huán)腕帶，4-光聲信號(hào)探測(cè)組件，41-光聲信號(hào)采集單元，42-光聲信號(hào)處理單元。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例1

一種用于黑色素瘤早期無(wú)標(biāo)記臨床實(shí)時(shí)檢測(cè)裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括：

光聲信號(hào)激發(fā)組件1：包括激光器11和接在激光器11發(fā)射口處并用于耦合激光束的耦合透鏡12，其中，激光器11為摻鐿光纖激光器11，其脈沖頻率為0.5MHz，波長(zhǎng)為1064nm，脈沖時(shí)間寬度為10ns，脈沖能量為100uJ。

激光傳輸組件2：包括用于傳輸從光聲信號(hào)激發(fā)組件1發(fā)出的光束的傳輸光纖，該傳輸光纖一端連接耦合透鏡12，另一端連接激光線性發(fā)生器31；傳輸光纖為芯徑為1000um的單模光纖。

血管定位組件3：包括用于整形光束以適應(yīng)手腕血管的激光線性發(fā)生器31，安裝在激光線性發(fā)生器31上并用于調(diào)整輸出的激光光斑大小的激光微調(diào)器32，以及用于固定激光線性發(fā)生器31于手腕上的手環(huán)腕帶33。激光線性發(fā)生器31采用發(fā)散角度為60度，其晶體的直徑為10mm，但不限于60度，可以為30度、45度、60度等任意角度。

手腕環(huán)帶為采用3D打印技術(shù)打印的無(wú)毒聚乙烯材料的可伸縮腕帶。在手環(huán)腕帶33上還預(yù)留有用于安裝光聲信號(hào)采集單元41的小孔。

光聲信號(hào)探測(cè)組件4：包括安裝在手環(huán)腕帶33上的光聲信號(hào)采集單元41，以及與光聲信號(hào)采集單元41連接的光聲信號(hào)處理單元42。光聲信號(hào)采集單元41為10MHz的水浸式超聲探頭。

本實(shí)施例的具體檢測(cè)過(guò)程為：從激光器11發(fā)出低功率、高頻率的激光經(jīng)(耦合透鏡12)光束耦合后進(jìn)入激光傳輸組件2，激光傳輸組件2將光束傳輸?shù)窖芏ㄎ唤M件3，并進(jìn)行光斑整形，使激光傳輸組件2傳輸?shù)膱A形光斑的激光整形成條形光斑，從而可以覆蓋人體腕部等部位的血管；激光照射到血管內(nèi)的黑色素瘤細(xì)胞后，黑色素瘤細(xì)胞吸收的光能通過(guò)分子振動(dòng)和熱彈性膨脹轉(zhuǎn)化為熱能，導(dǎo)致局部初始?jí)毫υ黾?，形成波源，最終被皮膚表面的光聲信號(hào)采集單元41探測(cè)到，光聲信號(hào)采集單元41探測(cè)到光聲信號(hào)后經(jīng)光聲信號(hào)處理單元42處理后得到單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)的黑色素瘤細(xì)胞個(gè)數(shù)供研究人員以及醫(yī)生參考。

光聲信號(hào)處理單元42首先對(duì)測(cè)得的光聲信號(hào)做去噪處理，方法包括小波去噪和平均去噪。小波去噪可以有效地濾除信號(hào)中的各種噪聲，使信號(hào)更加明確；平均去噪可以有效地提高信號(hào)的信噪比。對(duì)信號(hào)的處理分為時(shí)域處理和頻域處理。時(shí)域處理包括閾值判斷和相關(guān)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)。閾值的設(shè)定使用了公式法，統(tǒng)計(jì)的參數(shù)主要包括信號(hào)峰的半高全寬(FWHM)和峰谷差距值。

上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說(shuō)明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。