本發(fā)明公開一種利用光聲?熒光互補(bǔ)原理的深層鈣離子濃度監(jiān)測(cè)方法與裝置。該方法可通過探測(cè)鈣離子熒光探針的光聲信號(hào)強(qiáng)弱的變化，檢測(cè)鈣離子濃度大小的變化。該裝置包括光聲熒光信號(hào)激發(fā)源、碗狀中空聚焦超聲探測(cè)器、光電倍增管、反射鏡、分光鏡、擴(kuò)束透鏡組、顯微物鏡、超聲耦合杯、樣品臺(tái)、三維掃描平臺(tái)、濾光片、信號(hào)放大器、雙通道并行采集卡、帶有采集控制軟件和圖像重建軟件以及電機(jī)控制軟件的計(jì)算機(jī)。該方法與裝置可實(shí)現(xiàn)深層組織的鈣離子濃度監(jiān)測(cè)；操作簡(jiǎn)單，監(jiān)測(cè)鈣離子熒光探針的靈敏度可達(dá)到0.15μM，能夠監(jiān)測(cè)深層組織鈣離子濃度變化。本發(fā)明可實(shí)時(shí)檢測(cè)深層組織鈣離子濃度的變化情況，由此可通過該變化的快慢而推斷出組織病變程度。

1.一種運(yùn)用利用光聲-熒光互補(bǔ)原理的深層鈣離子濃度監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)方法，其特征
在于包括如下步驟：
(1)利用鈣離子熒光探針作為光聲鈣離子探針；
(2)將鈣離子熒光探針注射到擬檢測(cè)的區(qū)域；
(3)光聲熒光信號(hào)激發(fā)源發(fā)出的脈沖激光過顯微物鏡后，聚焦在檢測(cè)區(qū)域，使得鈣離子
熒光探針被激光激發(fā)后產(chǎn)生光聲信號(hào)和熒光信號(hào)；
(4)光聲信號(hào)穿過超聲耦合液后被碗狀中空聚焦超聲探測(cè)器接收，然后經(jīng)過信號(hào)放大
器放大；熒光信號(hào)經(jīng)過分光鏡和濾光片濾光后被光電倍增管接收；兩路信號(hào)被雙通道并行
采集卡同時(shí)采集，再將數(shù)據(jù)傳輸并儲(chǔ)存到帶有采集控制軟件和圖像重建軟件的計(jì)算機(jī)中；
(5)檢測(cè)樣品與盛放超聲耦合液的超聲耦合杯一起放置于三維掃平臺(tái)上，由裝有電機(jī)
控制軟件的計(jì)算機(jī)控制樣品的三維移動(dòng)；采集完一個(gè)點(diǎn)的光聲信號(hào)，三維掃描平臺(tái)水平方
向有序移動(dòng)一步；當(dāng)掃描完一個(gè)平面后，平臺(tái)再縱向移動(dòng)一步；以對(duì)樣品進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，用
于重建三維圖像；
(6)鈣離子熒光探針的光聲信號(hào)被采集后，通過最大值投影算法重建出鈣離子探針光
聲信號(hào)強(qiáng)度分布圖像，根據(jù)光聲信號(hào)強(qiáng)度判斷鈣離子的濃度變化；
(7)通過探測(cè)單點(diǎn)的鈣離子熒光探針的光聲信號(hào)強(qiáng)度，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)該點(diǎn)鈣離子濃度的變
化；
所述的鈣離子熒光探針為Rhod-2；
所述的碗狀中空聚焦超聲探測(cè)器的主頻為10MHz，中空聚焦探頭；
步驟(6)中所述的最大值投影算法是通過Matlab軟件自行編寫；
步驟(7)中所述的探測(cè)單點(diǎn)，利用高重復(fù)頻率10KHz的脈沖激光器和高采樣率的采集卡
200M/s；所述的利用光聲-熒光互補(bǔ)原理的深層鈣離子濃度監(jiān)測(cè)裝置包括光聲熒光信號(hào)激
發(fā)源、碗狀中空聚焦超聲探測(cè)器、光電倍增管、反射鏡、分光鏡、擴(kuò)束透鏡組、顯微物鏡、超聲
耦合杯、樣品臺(tái)、三維掃描平臺(tái)、濾光片、信號(hào)放大器、雙通道并行采集卡、帶有采集控制軟
件和圖像重建軟件以及電機(jī)控制軟件的計(jì)算機(jī)；所述顯微物鏡固定于碗狀中空聚焦超聲探
測(cè)器內(nèi)部，并保證顯微物鏡與碗狀中空聚焦超聲探測(cè)器共焦點(diǎn)；所述盛放超聲耦合液的超
聲耦合杯位于樣品正上方，碗狀中空聚焦超聲探測(cè)器和光電倍增管置于超聲耦合杯的正上
方，其中光電倍增管在碗狀中空聚焦超聲探測(cè)器的上方；
所述光聲熒光激發(fā)光源、信號(hào)放大器、光電倍增管、三維掃描平臺(tái)、雙通道并行采集卡
與帶有采集控制軟件和圖像重建軟件以及電機(jī)控制軟件的計(jì)算機(jī)依次電氣相連。
2.根據(jù)權(quán)利求1所述的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所述的光聲熒光信號(hào)激發(fā)源為脈沖激光
器，為輸出激光脈沖寬度是納秒或者皮秒的激光器，輸出波長(zhǎng)為532nm、675～1000nm，重復(fù)
頻率20Hz～10KHz。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所述的信號(hào)放大器的放大倍數(shù)為
70dB，帶寬為50KHz～500MHz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所述的信號(hào)放大器為多級(jí)級(jí)聯(lián)放大
器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所述的三維掃描平臺(tái)由二維電動(dòng)平臺(tái)
和升降臺(tái)構(gòu)成；所述的二維電動(dòng)平臺(tái)由步進(jìn)電機(jī)和移動(dòng)平臺(tái)構(gòu)成，通過電機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)移動(dòng)
平臺(tái)前后移動(dòng)，二維電動(dòng)平臺(tái)由兩個(gè)這種電動(dòng)平臺(tái)組成，實(shí)現(xiàn)前后左右四個(gè)方向移動(dòng)；在豎
直方向由升降臺(tái)控制以達(dá)到不同平面的效果。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所述的采集控制軟件和圖像重建軟件
均為L(zhǎng)abview軟件；
所述的電機(jī)控制軟件為L(zhǎng)abview軟件。