循环肿瘤细胞(Circulating Tumor cell,CTC)是肿瘤转移的重要标志,目前检测CTC的技术大多为体外检测或在体标记的方法,光声活体流式细胞术(in vivo Photoacoustic Flow Cytometry,PAFC)可以实现CTC的在体无标记检测。光声效应是指激光照射在生物组织时,生物组织由于吸收光子能量产生热膨胀并向外辐射超声波的过程。本次硕士课题是基于光声效应检测原理搭建PAFC系统,通过捡测血管中CTC的数目实现黑色素瘤的早期诊断与对病情发展的监测。系统设计主要包括图像导航、光声信号激发、光声信号检测与光声信号处理四个模块。图像导航模块主要采用CCD成像引导血管定位,从而引导激光激发被检测物的光声信号;光声信号激发模块主要通过将高频率脉冲激光塑形成楔形光斑聚焦血管位置,激发血管中被检测物的光声信号;光声信号检测模块主要是声信号向电信号的转换、信号放大与信号存储;光声信号处理模块中,存储的数据经阈值法、作差法、单周期信号分析等方法处理确认光声信号来源于被检测物。由于黑色素瘤细胞中所含的黑色素对1064 nm激光具有特异性吸收,相对于血液背景的吸收具有明显差异,因此PAFC系统设计中选用1064 nm波长激光进行循环黑色素瘤细胞信号的检测。PAFC系统的设计中包括了1064nm与532 nm两条光路,用于检测黑色素瘤发生发展过程中CTC的变化规律,探究CTC数目与肿瘤发展及生存周期之间的内在联系。尾静脉注射黑色素瘤细胞模拟CTC实验结果表明,黑色素瘤细胞在循环系统中的数目先急剧上升,随着循环系统的代谢数目逐渐降低,在20分钟后出现信号数目再次升高,随后降低。原位癌模型数据结果显示随着瘤块的增大,CTC的数目逐渐变多,小鼠的生存率逐渐降低。结果表明PAFC系统对CTC的检测对于肿瘤的早期诊断具有重大意义。