检测装置

1.本实用新型实施例涉及光学检测领域，尤其涉及一种检测装置。


背景技术：

2.光学方法常用来对人体器官是否发生病变进行检测，而荧光寿命是用来检测病变的光学参数之一。
3.当某种物质被激发后跃迁到某一激发态，而后以辐射跃迁的形式回到基态，在上能级平均停留的时间即为荧光寿命。参考图1，示出了荧光寿命原理图，所述原理图的横坐标为时间(t)，纵坐标为荧光强度(i)。如原理图所示，以分子的荧光强度降到最大值i
max
的1/e所需要的时间作为荧光寿命。
4.荧光寿命可用单e指数公式来描述：
5.i(t)＝i
max
exp(
‑
t/τ)
6.其中τ为荧光寿命，i
max
为辐射出的最大荧光强度值，i(t)为t时刻的荧光强度。
7.荧光物质的荧光寿命与自身结构、所处微环境的极性、粘度、ph等条件有关，因此荧光寿命的测定可以反映体系发生的变化，荧光寿命多在纳秒级别，可以通过荧光技术观察到多种复杂分子间相互作用过程。
8.而在人体器官发生病变时，人体细胞或组织所处微环境的新陈代谢发生异常，从而影响人体细胞或组织某些分子的荧光寿命，通过对所述荧光寿命对应的指标进行检测，可以判断人体内新陈代谢是否异常，进而判断器官是否发生病变。
9.然而，现有光学检测装置的准确性和敏感性不够，具有一定的漏诊率，而且通常需要将探测装置放置到病变区域，或者通过手术或活检的方式获取病人组织标本才能实现检测，因此对人体具有一定的创伤性；此外，现有的光学检测装置的光路复杂，相应使用的光学器件较多，不利于缩减光学检测装置的制作成本。


技术实现要素：

10.本实用新型实施例解决的问题是提供一种检测装置，优化光路，缩减制作成本。
11.为解决上述问题，本实用新型实施例提供一种检测装置，包括：发光器，用于提供激发光，所述激发光投射至所述检测物上能够产生荧光；滤光器，包括第一滤光片、第二滤光片以及切换机构，所述切换机构用于调整所述第一滤光片和第二滤光片的位置，使所述第一滤光片或第二滤光片位于光路上，以透过荧光；所述荧光透过所述第一滤光片，形成第一荧光，所述荧光透过所述第二滤光片，形成第二荧光；光电探测器，用于探测所述第一荧光或者第二荧光；控制器，与所述光电探测器和切换机构相连，用于在切换机构控制所述第一滤光片在光路位置时，使所述光电探测器探测第一荧光，获得第一荧光信号；还用于在切换机构控制所述第二滤光片在光路位置时，使所述光电探测器探测第二荧光时，获得第二荧光信号；时间计数器，用于根据所述第一荧光信号获得基于时间的第一荧光寿命数据，还用于根据所述第二荧光信号获得基于时间的第二荧光寿命数据。
12.可选的，所述切换机构包括：承载架；转动承托，转动设置于所述承载架上，所述第一滤光片和第二滤光片位于所述转动承托上，且所述第一滤光片和第二滤光片所在平面均与所述光路垂直；所述控制器，用于驱动所述转动承托相对所述承载架发生转动，所述转动承托的转动平面与所述光路垂直，以使所述第一滤光片和第二滤光片分别位于所述光路位置。
13.可选的，所述转动承托为圆环，所述转动承托的转动中心为所述转动承托的圆心，过所述转动承托的圆心的直线将所述转动承托分为第一区域和第二区域，所述第一滤光片位于所述第一区域中，所述第二滤光片位于所述第二区域中。
14.可选的，所述荧光透过所述第一滤光片或者第二滤光片的位置至所述圆心的距离为所述圆环半径的三分之一至三分之二。
15.可选的，所述第一滤光片和第二滤光片均为一个，且所述第一滤光片和第二滤光片相间隔，所述第一滤光片和第二滤光片均为圆形。
16.可选的，所述转动承托的边框为圆，所述转动承托的转动中心为所述转动承托的圆心，所述第一滤光片和第二滤光片位于所述转动承托圆心的两侧，且第一滤光片的圆心和第二滤光片的圆心在所述转动承托的同一直径上。
17.可选的，所述切换机构包括：承载架；移动承托，可移动设置于所述承载架上，所述第一滤光片和第二滤光片位于所述移动承托上，所述第一滤光片和第二滤光片所在平面与所述光路垂直；所述控制器，用于驱动所述移动承托相对所述承载架发生线性移动，且所述移动承托的移动方向与光路垂直，以使所述第一滤光片和第二滤光片分别位于光路位置。
18.可选的，所述控制器控制所述切换机构周期性调整所述第一滤光片和第二滤光片的位置。
19.可选的，所述发光器为一个激光器，所述激光器为飞秒激光器；所述飞秒激光器用于激发700纳米至820纳米的飞秒激光。
20.可选的，所述发光器为一个激光器，所述激光器为不可调谐的皮秒激光器；所述皮秒激光器用于激发350纳米至410纳米的皮秒激光。
21.可选的，所述第一滤光片为420纳米至540纳米的带通滤光片，所述第二滤光片为490纳米的长通滤光片或500纳米至620纳米的带通滤光片。
22.与现有技术相比，本实用新型实施例的技术方案具有以下优点：
23.本实用新型实施例提供的检测装置中，通过滤光器中的切换机构来调整第一滤光片和第二滤光片的位置，使得第一滤光片或第二滤光片分别位于光路上，以透过荧光，分别形成第一荧光或第二荧光，所述第一荧光和第二荧光被同一个光电探测器接收，所述控制器协调所述切换机构与光电探测器，使得所述第一滤光片位于光路上时，所述光电探测器基于第一荧光获得第一荧光信号，使得所述第二滤光片位于光路上时，所述光电探测器基于第二荧光获得第二荧光信号，时间计数器用于根据所述第一荧光信号获得基于时间的第一荧光寿命数据，还用于根据所述第二荧光信号获得基于时间的第二荧光寿命数据。与配备双色镜和两个光电探测器的检测装置中，双色镜将荧光分成第一荧光和第二荧光，第一荧光和第二荧光分别被两个光电探测器接收的情况相比，本实用新型实施例，将第一滤光片和第二滤光片集成在滤光器中，通过控制器来协调切换机构调整第一滤光片和第二滤光片在光路上的位置，并让光电探测器获得第一荧光信号和第二荧光信号，使得光路上至少
省去了一个光色镜和一个光电探测器，有利于简化光路，缩减制作成本。
24.可选方案中，所述发光器包括一个激光器，所述激光器的激发光同时位于nadh和fad吸收谱波段内，能够同时使得nadh和fad产生荧光。所述激光器提供的激发光投射至检测物上后产生的荧光，经过第一滤光片和第二滤光片后分别能够形成第一荧光和第二荧光，因此在利用检测装置进行检测的过程中，所述激光器无需调节，能够简化检测装置的结构。
25.可选方案中，所述控制器控制所述切换机构周期性调整所述第一滤光片和第二滤光片的位置，使得荧光能够周期性的透过第一滤光片或第二滤光片，分别形成第一荧光和第二荧光，所述控制器将光电探测器与切换机构相连，相应能够周期性的获得第一荧光信号和第二荧光信号，时间计数器能够基于第一荧光信号和第二荧光信号获得基于时间的第一荧光寿命数据和第二荧光寿命数据，使得第一荧光寿命数据和第二荧光寿命数据的准确性和精度较高，提高了检测敏感性。
附图说明
26.图1是荧光寿命原理图；
27.图2是公开技术中一种检测装置的功能框图；
28.图3是本实用新型一实施例检测装置的功能框图；
29.图4是本实用新型一实施例检测装置的结构示意图；
30.图5是图3中切换机构第一实施例荧光透过第二滤光片的结构示意图；
31.图6是图3中切换机构第一实施例荧光透过第一滤光片的结构示意图；
32.图7是图3中切换机构第二实施例的结构示意图；
33.图8是图3中切换机构第三实施例的结构示意图；
34.图9是图3中时间计数器的功能框图
35.图10是图4所示检测装置的检测结果；
36.图11是基于相量域转换单元获得的相量域中的检测结果。
具体实施方式
37.由背景技术可知，目前检测装置的光路复杂，制作成本高。现结合公开技术中一种检测装置来分析产生上述技术问题的原因。
38.参考图2，示出了公开技术中一种检测装置的结构示意图。
39.检测装置包括：发光单元100、双色镜104、第一滤光片101、第二滤光片102、第一光电探测器111、第二光电探测器112以及时间相关单光子计数单元110。其中：
40.发光单元100，用于提供激发光，所述激发光投射至检测物上能够产生荧光；双色镜104，用于反射荧光中第一波段的光，透过荧光中第二波段的光；第一滤光片101，用于使荧光中第一波段的光透过，形成第一荧光；第二滤光片102，用于使荧光中第二波段的光透过，形成第二荧光；第一光电探测器111，用于探测所述第一荧光，形成第一荧光信号；第二光电探测器112，用于探测所述第二荧光，形成第二荧光信号；时间相关单光子计数单元110，用于根据所述第一荧光信号获得基于时间的第一荧光寿命数据，还用于根据所述第二荧光信号获得基于时间的第二荧光寿命数据。
41.所述检测装置中利用双色镜104将荧光中第一波段的光反射，将第二波段的光区透过，使得第一波段的光和第二波段的光分开，并通过第一滤光片101和第二滤光片102分别透过第一波段的光和第二波段的光，形成第一荧光和第二荧光，利用第一光电探测器111和第二光电探测器112分别探测第一荧光和第二荧光，以分别形成第一荧光信号和第二荧光信号，也就是说，本检测装置通过双色镜104将荧光中的第一波段的光和第二波段的光分成两个光路，且两个波段的光均匹配了一个滤色片和光电探测器，导致检测装置的结构复杂，相应的检测光路复杂，此外，因为检测装置根据第一波段的光和第二波段的光划分成了两个光路，采用的光学器件的数量较多，导致检测装置的制作成本较高。
42.为了解决上述技术问题，本实用新型实施例的检测装置，通过滤光器中的切换机构来调整第一滤光片和第二滤光片的位置，使得第一滤光片或第二滤光片分别位于光路上透过荧光，分别形成第一荧光或第二荧光，所述第一荧光和第二荧光被同一个光电探测器接收，所述控制器协调所述切换机构与光电探测器，使得所述第一滤光片位于光路上时，所述光电探测器基于第一荧光获得第一荧光信号，使得所述第二滤光片位于光路上时，所述光电探测器基于第二荧光获得第二荧光信号，时间计数器用于根据所述第一荧光信号获得基于时间的第一荧光寿命数据，还用于根据所述第二荧光信号获得基于时间的第二荧光寿命数据。与配备双色镜和两个光电探测器的检测装置中，双色镜将荧光分成第一荧光和第二荧光，第一荧光和第二荧光分别被两个光电探测器接收的情况相比，本实用新型实施例，将第一滤光片和第二滤光片集成在滤光器中，通过控制器来协调切换机构调整第一滤光片和第二滤光片在光路上的位置，并让光电探测器获得第一荧光信号和第二荧光信号，使得光路上至少省去了一个光色镜和一个光电探测器，有利于简化光路，缩减制作成本。
43.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
44.参考图3和图4，图3示出了本实用新型一实施例检测装置的功能框图，图4是与图3相对应的一实施例检测装置的结构示意图。本实用新型检测装置包括：
45.发光器200，用于提供激发光，所述激发光投射至检测物上能够产生荧光；滤光器201，包括第一滤光片2011、第二滤光片2012以及切换机构2013，所述切换机构2013用于调整所述第一滤光片2011和第二滤光片2012的位置，使所述第一滤光片2011或第二滤光片2012位于光路上，以透过荧光；所述荧光透过所述第一滤光片2011，形成第一荧光，所述荧光透过所述第二滤光片2012，形成第二荧光；光电探测器202，用于探测所述第一荧光或者第二荧光；控制器203，与所述光电探测器202和切换机构2013相连，用于在切换机构2013控制所述第一滤光片2011在光路位置时，使所述光电探测器202探测第一荧光，获得第一荧光信号；还用于在切换机构2013控制所述第二滤光片2012在光路位置时，使所述光电探测器202探测第二荧光时，获得第二荧光信号；时间计数器204，用于根据所述第一荧光信号获得基于时间的第一荧光寿命数据，还用于根据所述第二荧光信号获得基于时间的第二荧光寿命数据。
46.通过滤光器201中的切换机构2013来调整第一滤光片2011和第二滤光片2012的位置，使得第一滤光片2011或第二滤光片2012分别位于光路上，以透过荧光，分别形成第一荧光或第二荧光，所述第一荧光和第二荧光被同一个光电探测器202接收，所述控制器203协
调所述切换机构2013与光电探测器202，使得所述第一滤光片2011位于光路上时，所述光电探测器202基于第一荧光获得第一荧光信号，使得所述第二滤光片2012位于光路上时，所述光电探测器202基于第二荧光获得第二荧光信号，时间计数器204，用于根据所述第一荧光信号获得基于时间的第一荧光寿命数据，还用于根据所述第二荧光信号获得基于时间的第二荧光寿命数据。与配备双色镜和两个光电探测器的检测装置中，双色镜将荧光分成第一荧光和第二荧光，第一荧光和第二荧光分别被两个光电探测器接收的情况相比，本实用新型实施例，将第一滤光片2011和第二滤光片2012集成在滤光器201中，通过控制器203来协调切换机构调整第一滤光片2011和第二滤光片2012在光路上的位置，并让光电探测器202获得第一荧光信号和第二荧光信号，使得光路上至少省去了一个光色镜和一个光电探测器202，有利于简化光路，缩减制作成本。
47.需要说明的是，本实施例以检测宫颈组织切片(即检测物为宫颈组织切片)中两种辅酶：烟酰胺腺嘌呤二核苷(nadh，reduced form of nicotinamide
‑
adenine dinucleotide)、黄素腺嘌呤二核甘酸(fad，flavin adenine dinucleotide)的荧光为例进行说明。在其他实施例中，还可以探测其他分子对应的荧光。
48.本实施例中，所述发光器200为一个激光器。所述激光器提供的激发光同时位于nadh和fad吸收谱波段内，能够同时使得nadh和fad产生荧光。所述激光器提供的激发光投射至检测物上后产生的荧光，经过第一滤光片2011和第二滤光片2012后分别形成第一荧光和第二荧光，因此在利用检测装置进行检测的过程中，所述激光器无需调节，能够简化检测装置的结构和检测方法。
49.本实施例中，所述发光器200为皮秒激光器，用于发出350nm～410nm的皮秒激光(比如400nm的激光)，所述皮秒激光用于激发宫颈组织切片中nadh到达激发态，进而发出第一荧光，同时用于激发宫颈组织切片中fad到达激发态，进而发出第二荧光。其他实施例中，所述发光器为不可调谐的飞秒激光器，用于发出700nm～820nm的飞秒激光，所述飞秒激光用于激发宫颈组织切片中nadh到达激发态，进而发出第一荧光，同时用于激发宫颈组织切片中fad到达激发态，进而发出第二荧光。
50.本实施例中，所述滤光器201用于透过第一荧光或者第二荧光。与配备双色镜和两个光电探测器的检测装置中，双色镜将荧光分成第一荧光和第二荧光，第一荧光和第二荧光分别被两个光电探测器接收的情况相比，本实施例滤光器201将第一滤光片2011和第二滤光片2012集成在一起，通过所述切换机构2013调整所述第一滤光片2011或第二滤光片2012的位置，使得透过滤光器201的荧光能够周期性的向光电探测器202提供第一荧光或者第二荧光，有利于简化光路，缩减制作成本。
51.具体的，所述滤光器201中的第一滤光片2011，用于使荧光中第一波段的光透过，形成第一荧光。本实施例中，对于nadh，所述第一滤光片2011能使nadh发射谱波段内的光通过即可，因此，所述第一滤光片2011可以为420nm～540nm的带通滤光片。
52.具体的，所述滤光器201中的第二滤光片2012，用于使荧光中第二波段的光透过，形成第二荧光。本实施例中，对于fad，所述第二滤光片2012能使fad发射谱波段内的光通过即可，因此，所述第二滤光片2012可以为大于490nm的长通滤光片或500nm～620nm的带通滤光片。
53.其他实施例中，对于其他检测分子种类而言，可以选择与所述分子的发射谱波段
对应的滤光片，用于使分子受激产生的荧光透过。
54.本实施例中，所述切换机构2013包括：承载架(图中未示出)；转动承托(图中未示出)，转动设置于所述承载架上，所述第一滤光片2011和第二滤光片2012位于所述转动承托上，且所述第一滤光片2011和第二滤光片2012所在平面均与所述光路垂直；控制器203，用于驱动所述转动承托相对所述承载架发生转动，所述转动承托的转动平面与所述光路垂直，以使所述第一滤光片2011和第二滤光片2012分别位于光路位置。
55.在检测装置工作时，所述控制器203驱动所述转动承托相对所述承载架转动，相应的所述转动承托上的所述第一滤光片2011和第二滤光片2012与光路的位置发生变化，从而第一滤光片2011和第二滤光片2012分别位于光路上，使得所述荧光能够分别透过第一滤光片2011或者第二滤光片2012。
56.需要说明的是，所述第一滤光片2011和第二滤光片2012所在平面与所述光路垂直，且所述转动承托的转动平面与所述光路垂直指代的是，在检测装置工作时，荧光透过所述第一滤光片2011和第二滤光片2012，如此设置能够提高后续获得的第一荧光寿命数据和第二荧光寿命数据的准确性和精度，提高检测敏感性。
57.如图5和图6所示，示出本实施例中切换机构第一实施例的结构示意图，具体的，图5是图3中切换机构第一实施例荧光透过第二滤光片2012的结构示意图；图6是图3中切换机构第一实施例荧光透过第一滤光片2011的结构示意图。
58.第一实施例中，所述转动承托为圆环，所述转动承托的转动中心为所述转动承托的圆心，过所述转动承托的圆心的直线将所述转动承托分为第一区域和第二区域，所述第一滤光片2011位于所述第一区域中，所述第二滤光片2012位于所述第二区域。
59.本实施例中，第一区域和第二区域为直径划分成的，也就是说所述第一区域和第二区域均为半圆，所述第一区域和第二区域的面积相等，相应的，所述第一滤光片2011和第二滤光片2012的面积相等。所述第一区域和第二区域充分利用了所述转动承托的区域，使得所述第一滤光片2011和第二滤光片2012的面积较大，在检测装置工作过程中，荧光始终透过第一滤光片2011或者第二滤光片2012，从而所述光电探测器一直能探测到第一荧光或者第二荧光，所述光电探测器202获得第一荧光信号和第二荧光信号之间不存在空挡期，也就是说所述光电探测器202能够获得连续的荧光信号，从而时间计数器204能够获得较多的第一荧光寿命数据和第二荧光寿命数据，有利于使得第一荧光寿命数据和第二荧光寿命数据的准确性和精度较高，提高了检测敏感性。
60.本实施例中，所述荧光透过所述第一滤光片2011或者第二滤光片2012的位置300至所述圆心的距离为所述圆环半径的三分之一至三分之二。若所述占比过大，所述荧光透过所述第一滤光片2011或第二滤光片2012的位置靠近所述转动承托的边缘，若所述检测装置的光路存在略微的偏差会出现荧光不能透过第一滤光片2011或第二滤光片2012，从而所述光电探测器202不能获得第一荧光信号和第二荧光信号，进而相应的时间计数器204不能获得第一荧光寿命数据和第二荧光寿命数据。若所述占比过小，所述荧光透过所述第一滤光片2011或第二滤光片2012的位置过于靠近所述转动承托的圆心，若所述检测装置的光路存在略微的偏差会出现预设荧光透过第一滤光片2011，但却透过第二滤光片2012的情况，或者荧光始终透过第一滤光片2011或者第二滤光片2012的情况，如此，光电探测器202不能准确获得第一荧光信号和第二荧光信号，相应的时间计数器204获得第一荧光寿命数据和
第二荧光寿命数据的准确性和精度较差，检测敏感性较低。
61.本实施例中，所述切换机构2013工作时，所述转动承托相对于承载架顺时针转动，相应的所述第一滤光片2011和第二滤光片2012顺时针转动。其他实施例中，所述转动承托还可以相对承载架逆时针转动。
62.如图7所示，示出本实施例中切换机构第二实施例的结构示意图，所述第一滤光片3011和第二滤光片3012均为一个，且第一滤光片3011和第二滤光片3012相间隔，所述第一滤光片3011和第二滤光片3012均为圆形。
63.圆形的第一滤光片3011和第二滤光片3012为常用类型滤光片，无需对滤光片进行定制，如此，能够降低所述滤光器的制作成本。
64.本实施例中，所述切换机构工作时，所述转动承托相对于承载架顺时针转动，相应的所述第一滤光片3011和第二滤光片3012顺时针转动。其他实施例中，所述转动承托还可以相对承载架逆时针转动。
65.本实施例中，转动承托的边框为圆形，所述转动承托的转动中心为所述转动承托的圆心，所述第一滤光片3011和第二滤光片3012位于所述转动承托圆心的两侧，且第一滤光片3011的圆心和第二滤光片3012的圆心在所述转动承托的同一直径上。所述第一滤光片3011和第二滤光片3012在转动承托上如此设置，在检测装置工作时，荧光在转动承托上的位置从第一滤光片3011上移出至移入所述第二滤光片3012之间的时间间隔，与荧光在转动承托上的位置从第二滤光片3012上移出至移入所述第一滤光片3011之间的时间间隔相同，有利于使得所述时间计数器能够按照一定的周期获得第一荧光信号的第一荧光寿命数据和第二荧光信号的第二荧光寿命数据，方便控制器对光电探测时机进行较为准确的控制，从而进一步提高检测准确度和精度，进而提高检测敏感性。
66.所述光电探测器，用于探测透过第一滤光片3011的所述第一荧光，使光信号转换为电信号形成第一荧光信号；还用于探测透过第二滤光片3012的所述第二荧光，使光信号转换为电信号形成第二荧光信号。
67.具体地，所述光电探测器均为光电倍增管(photomultiplier tube，pmt)，可以将较为微弱的光转换为较大增益的电信号，提高检测灵敏度。
68.在其他实施例中，光电探测器还可以是其他光电探测器，例如光电管、电荷耦合器件(charge couple device，ccd)、雪崩二极管(avalanche photodiode，apd)等。
69.本实施例设置双通道pmt，可以同时获得nadh和fad两种辅酶因子的变化情况，提供更多肿瘤早期病变的细节信息，大大减少了由于病变区域小带来的漏诊率。
70.如图8所示，示出了切换机构第三实施例的结构示意图。
71.所述切换机构包括：承载架；移动承托，可移动设置于所述承载架上，所述第一滤光片4011和第二滤光片4012位于所述移动承托上，所述第一滤光片4011和第二滤光片4012所在平面与所述光路垂直；所述控制器，用于驱动所述移动承托相对所述承载架发生线性移动，所述移动承托所在平面与所述光路垂直，且所述移动承托的移动方向与光路垂直，以使所述第一滤光片和第二滤光片分别位于光路位置。
72.在检测装置工作时，所述控制器驱动所述移动承托相对所述承载架往复移动，相应的所述移动承托上的所述第一滤光片4011和第二滤光片4012与光路的位置发生变化，使得所述荧光能够透过第一滤光片4011或者第二滤光片4012，从而使光电探测器202分别对
第一荧光和第二荧光进行探测。
73.需要说明的是，所述第一滤光片4011和第二滤光片4012所在平面与所述光路垂直，且所述移动承托的移动方向与光路垂直，指代的是，在检测装置工作时，荧光透过所述第一滤光片4011和第二滤光片4012，如此设置有利于降低穿过第一滤光片4011和第二滤光片4012后荧光的能量损耗，能够提高后续获得的第一荧光寿命数据和第二荧光寿命数据的准确性和精度，提高检测敏感性。
74.所述控制器203，与所述光电探测器202和切换机构2013相连。
75.所述控制器203控制所述切换机构周期性调整所述第一滤光片2011和第二滤光片2012的位置，使得荧光能够周期性的透过第一滤光片2011或第二滤光片2012，分别形成第一荧光和第二荧光，控制器203将光电探测器202与切换机构相连，相应能够周期性的获得第一荧光信号和第二荧光信号，时间计数器204能够基于第一荧光信号和第二荧光信号能够获得基于时间的第一荧光寿命数据和第二荧光寿命数据，使得第一荧光寿命数据和第二荧光寿命数据的准确性和精度较高，提高了检测敏感性。
76.所述控制器203包括中央处理器，和与中央处理器连接的存储器、控制电路以及功率控制硬件板卡，所述功率控制硬件板卡与光电探测器202连接。
77.其中，所述功率控制硬件板卡用于限制线路超负荷用电功率；中央处理器为基于arm内核的16/32位单片机处理器；所述存储器中存储控制切换机构和光电探测器202周期性调整的控制参数，所述存储器中的控制参数在检测过程中，能够通过控制电路被中央处理器实时调用。
78.需要说明的是，在所述第一实施例和第二实施例中，所述控制器还连接电机，所述电机为转动承托的一部分所述电机用于驱动第一滤色片和第二滤色片的转动。
79.在第三实施例中，所述控制器连接微孔板振荡器，所述微孔板振荡器为移动承托的一部分，用于驱动第一滤色片和第二滤色片做往复运动。
80.结合参考图9，图9示出了时间计数器204的功能框图，所述时间计数器204包括处理器2041以及驱动器2042。
81.所述时间计数器204对所述光电探测器202采集到荧光信号(与第一荧光对应的电信号以及与第二荧光对应的电信号)进行处理，以便于获得第一荧光寿命曲线和第二荧光寿命曲线，以便于进一步对nadh和fad两种辅酶因子的荧光寿命是否发生异常变化进行判断，以便于实现对宫颈组织切片是否发生病变的判断。
82.所述处理器2041，用于对光电探测器202探测采集到的信号进行数据处理。
83.具体地，所述处理器2041为安装于计算机中的时间相关单光子计数卡。
84.需要说明的是，荧光寿命可用单e指数公式来描述，
85.i(t)＝i0exp(
‑
t/τ)
86.其中τ为荧光寿命，i0为辐射出的最大荧光强度值，i(t)为t时刻的荧光强度。
87.基于拟合结果，光电探测器202采集到的图像中每个像素的加权平均寿命由如下公式得出：
88.89.其中t
i
为不同成分的荧光寿命，a
i
是不同成分对应的占比。
90.本实施例中，所述驱动器2042，还与扫描单元206(如图4所示)和处理器2041相连，用于使所述扫描单元206的扫描与处理器2041保持同步。
91.具体地，所述驱动器2042为通过usb与计算机相连的外置板卡。
92.需要说明的是，如图4所示，在所述发光器200和所述检测物之间的光路上还设置有第一共轭小孔209，用于滤除非焦面的荧光，提高了检测精度和分辨率。在其他实施例中，还可以不设置所述第一共轭小孔。
93.本实施例中，在所述发光器200和所述宫颈组织切片的光路上还设置有双色镜205，用于区分所述激发光和荧光。
94.具体地，所述双色镜205包括第一面以及与第一面相对的第二面，所述激光器发出的激光入射到所述第一面后发生透射，在到达宫颈组织切片后，形成第一荧光和第二荧光，所述第一荧光和第二荧光到达所述第二面发生反射，从而实现了激发光和荧光的区分。
95.本实施例通过设置所述双色镜205，可以减少激发光对荧光的干扰，从而提高检测准确度。在其他实施例中，检测装置还可以不设置所述双色镜，以简化光路。
96.继续参考图4，本实施例检测装置还包括：扫描单元206，用于使激发光对所述宫颈组织切片进行扫描，或者，用于控制所述激发光对所述宫颈组织切片的预设位置进行检测。
97.具体地，所述扫描单元206为振镜驱动系统，包括x方向振镜和y方向振镜，用于实现对所述宫颈组织切片的面扫描。
98.所述扫描单元206除了实现面扫描，还可以控制激发光对宫颈组织切片预设位置进行扫描，从而使激发光对检测物特定位置实现检测。
99.本实施例中，所述扫描单元206与检测物之间还设置有物镜组207，用于使宫颈组织切片的像放大，从而可以获得所述宫颈组织切片放大后的图像，以便于宫颈组织切片检测位置的确定，进而进一步提高检测准确性。
100.所述物镜组207还用于使所述荧光透过，以便于荧光透射到后续光路的光电探测器202上实现检测。
101.具体地，所述物镜组207为激光共聚焦显微镜的物镜。
102.需要说明的是，在其他实施例中，通过设置自聚焦电机以及物镜调节焦螺旋，可以实现对宫颈组织切片z方向的连续扫描采集，从而能对宫颈组织切片多一个维度的检测，对不同深度的组织可以获得类似的检测精度。
103.如图4所示，所述检测装置还包括载物台208，用于放置所述检测物宫颈组织切片。
104.在其他实施例中，所述检测装置还可以不设置所述载物台，而是包括光纤，用于传输所述激发光至所述检测物，还用于传输所述荧光。从而通过光纤实现对检测物的检测。光纤的材质较软，可以通过光纤端部的探头对一些不利于检测的器官进行探测。
105.激发光到达宫颈组织切片时，可使宫颈组织切片中分子(包括：nadh、fad、胶原蛋白、弹性蛋白、视黄醇等)激发到激发态，之后以辐射跃迁的形式回到基态，通过滤光片对nadh与fad的荧光进行过滤，从而测量nadh与fad的荧光寿命信息，通过判断nadh与fad荧光寿命的变化，来判断宫颈组织是否发生病变。
106.通过nadh与fad荧光寿命的变化，判断宫颈组织是否发生病变的原理在于：宫颈组织切片中的细胞需要能量来维持体内平衡，细胞活动的所有过程都依赖于能量，主要产生
能量的活动为糖酵解和氧化磷酸化作用，两种辅酶因子nadh与fad是参与其中的电子供体与受体。nadh与fad在生物体内有两种状态，一种为结合态(bound)，一种为自由基状态(free)。自由基状态的nadh与结合态fad寿命在几百皮秒，自由基状态fad和结合态nadh寿命在几千皮秒。正常细胞的能量代谢活动与病变情况下的细胞代谢有着显著不同。肿瘤细胞的特征在于极度活跃且不可控制的细胞增殖。当细胞所处微环境的新陈代谢发生异常时，nadh与fad的自体荧光寿命会发生改变。因此，可以通过检测两种辅酶结合态的占比与寿命的变化，判断人体内新陈代谢是否异常，进而帮助判断器官是否发生病变。
107.为了测量荧光寿命，本实施例中，激发光使所述宫颈组织切片产生荧光，荧光通过所述物镜组207和所述扫描单元206到达双色镜205，所述双色镜205使所述荧光发生反射，从而使荧光与激发光在光路上区分开，进而使后续光路实现对荧光的检测。
108.需要说明的是，本实施例检测装置，荧光经双色镜205反射后直接透过滤光器201到达光电探测器202，所述双色镜205和光电探测器202之间不设置反射镜有利于减少光学器件的利用，能够减小检测装置的成本，简化光路。其他实施例中，还可以在光路上所述双色镜和光电探测器之间还设置有反射镜，所述反射镜用于改变光传播的方向，提高检测装置的紧凑性。
109.继续参考图4，本实施例中，检测装置还包括：电信号耦合单元214，用于将光电探测器202探测到的电信号传输至时间计数器204。
110.在其他实施例中，也可以不设置所述电信号耦合单元。
111.需要说明的是，在器官发生恶性肿瘤时，病变器官的相邻区域也会受到影响。以卵巢和子宫为例，当卵巢或子宫有恶性肿瘤时，宫颈的新陈代谢体现异常，进一步影响宫颈组织的微环境。类似的，在消化道器官发生病变时，口腔组织的新陈代谢也会发生变化。
112.继续参考图4，所述检测装置还可以包括：数据处理单元221，用于处理所述第一荧光寿命数据和所述第二荧光寿命数据，并判断处理结果是否落入参考范围，所述参考范围是基于远端部位对应的数据获得参考范围，所述远端部位为与所述检测物相比更难检的部位，或者，所述参考范围为基于检测物对应的数据获得的参考范围。
113.本实施例中，所述数据处理单元221设置于计算机中。
114.需要说明的是，对于所述参考范围是基于远端部位对应的数据获得参考范围这种情况，指的是通过对身体健康的正常人以及远端部位发生病变的病人的数据获得的参考范围。例如，远端部位指的是卵巢，检测物为宫颈组织切片，卵巢相对于所述宫颈组织为较难检测的部位。通过身体健康的正常人以及卵巢发生病变的病人的数据(所述数据可以是通过本实用新型检测装置预先检测获得的检测数据，也可以是根据文献获得的参考数据)设定参考范围。进行检测时，以所述宫颈组织切片作为检测物，通过检测宫颈组织切片获得辅酶或其他分子的荧光寿命数据，基于所述荧光寿命数据是否落入所述参考范围，判断卵巢是否异常。
115.通过检测检测物(例如：宫颈组织或口腔组织)可以获得远端部位(例如，卵巢或消化道器官)的检测结果，而检测物的检测难度相对较低，尤其对于一些活检位置较难的远端位置的检测，本实用新型实施例可以减小检测难度，甚至可以避免创伤性活检操作。
116.另一方面，所述参考范围还可以是基于检测物对应的数据获得参考范围这种情况，指的是通过对身体健康的正常人以及检测物发生病变的病人的数据获得的参考范围。
例如，检测物为宫颈组织切片。通过身体健康的正常人以及宫颈组织发生病变的病人的数据设定参考范围。进行检测时，以所述宫颈组织作为检测物，通过检测宫颈组织获得辅酶或其他分子的荧光寿命数据，基于所述荧光寿命数据是否落入所述参考范围，判断宫颈组织是否异常。
117.还需要说明的是，所述参考范围包括一个或多个数值范围，对于参考范围为多个数值范围的情况，通过判断检测获得的数据落入哪个数值范围，从而可以对异常情况进行更细致的区分。
118.具体地，为了将获得的第一荧光寿命数据和第二荧光寿命结合分析，所述数据处理单元221可以建立以第一荧光寿命为横坐标(纵坐标)，以第二荧光寿命为纵坐标(横坐标)的坐标系，将测量到的第一荧光寿命数据和第二荧光寿命数据设置到所述坐标系中作为检测数据点，而远端部位的数据作为参考数据也设置到所述坐标系中作为参考数据点，基于所述参考点的分布可以获得参考范围，通过判断检测数据点是否落入参考范围，来获得判断结果。
119.参考图10，示出了图4所示检测装置的检测结果。其中横坐标为结合态fad自体荧光寿命，纵坐标为结合态nadh自体荧光寿命。方形数据点为正常人宫颈的结合态fad和结合态nadh的荧光寿命数据(通过检测装置获得的参考数据点)，而圆形数据点(通过检测装置获得的检测结果)为卵巢癌病人的宫颈组织获得的结合态nadh的荧光寿命数据(第一荧光寿命数据)和结合态fad的荧光寿命数据(第二荧光寿命数据)。需要说明的是，检测得到的fad、nadh的荧光寿命数据包括结合态的荧光寿命数据。图10中各个数据点的数值为结合态的荧光寿命数据。
120.通过图10检测结果可发现通过检测宫颈组织获得的nadh的荧光寿命数据(第一荧光寿命数据)和fad的荧光寿命数据(第二荧光寿命数据)，与参考数据在数值分布上有一定的差异性，以图中虚线为界可以设定参考范围。检测时，如果检测出的数据点落入虚线左下方为异常，落入虚线右上方为正常。由此可以证明通过对检测物(宫颈组织)的检测，可以实现较难检测的远端器官(卵巢)是否发生异常的判断。
121.由于本实施例检测装置的检测准确度较高，通过检测宫颈组织就可以实现卵巢病变的检测。而宫颈组织可以通过阴道镜的方法实现探测，相对于获取子宫内或者卵巢这些远端器官的组织来说，检测难度降低。
122.类似的，在对其他器官由进行检测时，可以对恶性肿瘤远端的器官进行更简易的检测，来发现腹腔深处的肿瘤。例如：通过检测口腔，对判断食管病变提供检测数据。
123.需要说明的，实际操作中，也可以对检测物进行检测，并基于检测物所对应的数据获得参考范围，进而对检测物本身是否发生异常进行判断。
124.相量谱分析法能够剔除复杂环境中血液等杂质对数据的影响，进行实时数据自检与修正，有着更强的适应性和特异性，帮助提高早期病变或癌前病变的诊断敏感性。
125.继续参考图3和图4，为了进一步提高检测精度。所述检测装置还可以包括所述时间计数器204相连的相量域转换单元220，将时间计数器204的时域数据转换为相量谱进行分析。
126.具体拟合公式为：
[0127][0128][0129]
这里，i,j定义为图像的一个像素点，ω为角频率，ω＝2πf，f为激光的重复频率。
[0130]
相量曲线的位置与寿命有直接的联系，通过时间计数器204中单e指数获得的荧光寿命经过相量转换后，可以在一个圆心坐标为(0.5，0)，半径为0.5的半圆上找到对应的位置。
[0131]
具体的，所述相量域转换单元220，用于将第一荧光寿命数据和第二荧光寿命数据从时域转换为相量谱，获得第一荧光对应的第一相量谱信息以及第二荧光对应第二相量谱信息。
[0132]
通过将荧光寿命数据从时域转换为相量域，可以将测到的荧光寿命曲线转换为一个相量，相位作为相量的角度，调制度为相量的幅度。通过在相量域分析检测到的数据，可以排除对器官检测过程中血液、淋巴液等带来的影响，从而进一步提高检测准确度和精度。
[0133]
通过相量域转换单元220将时间计数器204获得的每一张图像转换为相量坐标系中的散点图。对每个采集区域，都可以获得一个相量坐标系中散点图的密度分布，选取密度分布最集中的位置作为此采集区域的中心坐标值。
[0134]
通过相量域转换单元220将获得的荧光寿命数据转换到相量谱后，数据处理单元可以基于所述第一荧光寿命数据和第二荧光寿命数据对应的相量谱信息判断检测物是否发生异常。
[0135]
参考图11，示出了数据处理单元221基于相量域转换单元220获得的信息进行处理的结果。与图10的不同之处在于，图11中的参考范围是基于检测物对应的数据获得的参考范围。具体地说，检测对象为容易检测的器官所对应的检测物(宫颈组织切片)，参考范围通过容易检测的器官获取的数据设定。
[0136]
normal代表了正常人的测试结果(通过检测装置获得的检测结果)，而cin3代表宫颈癌高危患者(高危癌前病变)通过本实用新型实施例装置获得的测试结果，两者在进行相量域转换之前的获得的荧光寿命数据较为接近。而在图11所示的相量域坐标系中，cin3位于normal值的右下方，从而使宫颈癌高危人群在患癌之前的检测数据与正常人的检测数据实现了区分，便于实现宫颈癌高危人群在病变之前有效诊断。需要说明的是，此次cin3为包含了第一荧光和第二荧光荧光寿命信息的相量域分析结果，具体地说，是将第一荧光寿命数据和第二荧光寿命数据合并在一起分析获得的结果。
[0137]
需要说明的是，图11示意的是对检测物进行检测，并基于检测物对应的数据获得的参考范围，进而进行是否异常的判断。在其他实施例中，还可以对检测物进行检测，而参考范围是通过远端部位对应的数据获得的相量谱的参考范围，进而实现通过对检测物进行检测的数据来判断远端部位是否异常。
[0138]
还需要说明的是，在图10和图11中，所述参考范围为一个，在其他实施例中，所述参考范围为多个，例如不同的参考范围为不同病变阶段的数据设定的范围，通过检测获得的处理结果与所述参考范围的关系，从而实现更细致的检测。
[0139]
虽然本实用新型实施例披露如上，但本实用新型实施例并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型实施例的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型实施例的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。