本硕士课题为对活体光声流式细胞仪光声信号的算法处理。生物组织有光声效应。当活体组织受到激光的照射后,靶细胞会吸收电磁波的能量,组织温度升高,体积发生膨胀,在此过程中会向外发射超声波。基于光声效应,我们自主搭建了活体光声流式细胞仪(In Vivo Photoacoustic Flow Cytometry,PAFC)。该仪器可以在体检测活体动物体内靶细胞的光声信号。在肿瘤转移灶形成过程中,会有循环肿瘤细胞出现在血液循环或者淋巴循环中。因此,恶性循环肿瘤细胞的早期检测,对于及时治疗、降低癌症死亡率有着显著的作用。PAFC可以有效地检测循环中的黑色素瘤细胞,得到细胞的光声信号。通过对光声信号的分析处理,我们可以得到肿瘤细胞光声信号的特征,确定信号的来源,实现对肿瘤的早期检测。首先对测得的光声信号做去噪处理,方法包括小波去噪和平均去噪。小波去噪可以有效地滤除信号中的各种噪声,使信号更加明确;平均去噪可以有效地提高信号的信噪比。对信号的处理分为时域处理和频域处理。时域处理包括阈值判断和相关参数的统计。阈值的设定使用了公式法,统计的参数主要包括信号峰的半高全宽(FWHM)和峰谷差距值。在频域中,我们使用的方法包括快速傅里叶变换(FFT)及滤波、计算功率谱、频谱图形状的分析、计算包络曲线及其拖尾因子、计算统计信号频谱图中的FWHM。在这些方法中,FFT的变换点数和数据长度可调,滤波的目的是为了找到不同信号的特异性频带;计算功率谱时使用了不同的窗函数;对于频谱图形状的分析主要是针对频谱图中峰值的最高峰位置以及其与多个峰之间的间距;包络曲线的计算使用了希尔伯特变换法和线性插值法,之后计算曲线的拖尾因子并做了统计;最后计算了频谱图中信号峰的FWHM,用来对比不同靶细胞信号之间的差异。经过以上的计算和分析,我们发现:通过时域中的阈值法做判断,使用“三倍标准差”的阈值判断方法判别是否有峰值信号的出现,再结合频域中峰值信号的FWHM值是否集中在某一频率范围,我们可以确定PAFC检测到的信号来自于黑色素瘤细胞,从而实现对黑色素瘤细胞的早期检测。