黑素瘤是一种具有高死亡率和高转移率的黑色素细胞恶性肿瘤。循环肿瘤细胞(Circulating tumor cells,CTCs)是判断癌症转移、复发和治疗效果的标志,考虑到黑色素瘤细胞具有很强的光吸收能力,可以通过光声效应检测黑色素肿瘤细胞对癌症进行早期检测。本次硕士课题综合考虑了在体光声流式细胞仪(In vivo Photoacoustic Flow Cytometry,PAFC)原理和人体工程学,设计并搭建了在体光声检测微型化系统,通过简化光路的设计来极大地缩小检测系统体积,通过倍频晶体设计了血管定位系统,然后通过光声效应采集黑色素瘤细胞的光声效应,最后通过计算分析数据来监测黑色素瘤的转移过程,以达到降低癌症死亡率的目的。本论文系统设计主要包括光声信号激发系统、血管定位系统、光声信号检测系统以及光声信号处理系统。血管定位系统通过倍频晶体将1064 nm激光倍频为532 nm,可以精准定位血管位置;光声信号激发系统将1064 nm高频脉冲激光依次连接光纤、准直器、透镜组合塑形成光斑聚焦在血管定位处,激发被检测物产生光声信号;光声信号检测系统通过超声探头采集光声信号,并转换为电信号,再经过放大器电信号放大后传输给数据采集存储单元;光声信号处理系统采用阈值法、作差法、单周期信号分析等方法处理存储数据,并最终确认理确认光声信号来源于被检测物。在体光声检测微型化系统适用于在体循环系统中细胞的检测,为临床上的癌症早期诊断提供一种新的方法。与传统的荧光流式细胞仪(In vivo Flow Cytometry,IVFC)相比,在体光声检测微型化系统利用黑色素瘤细胞代替荧光染料作为生物标志物,以非侵入性的方式采集光声(Photoacoustic Signal,PA)信号,具有实时性、无标记、无创性、便携性等优势。为了有效地区分目标PA信号与背景噪声,我们采用了小波去噪法来降低背景噪声。光声检测微型化系统实现了激光的柔性传输,可以实现设备和患者的隔离,有效避免了患者对大型诊断设备的恐惧心理,同时它的小型便携性极大地推进光声在体流式细胞仪的临床转化和应用。