【摘 要】
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癌症属于恶性肿瘤，依旧是当今世界人类主要的死亡原因之一。对于癌症的及时发现、诊断和治疗可以很大程度上降低死亡率。早期诊断癌症最为有效的方法是通过血液检查寻找肿瘤标志物，肿瘤标志物的浓度反映了癌症的发展阶段。通过在肿瘤标志物上加入一些荧光材料，利用荧光光强的变化来间接反映癌症的发展阶段。这种方法可以有效检测肿瘤标志物，但是早期的肿瘤标志物存在荧光信号微弱的问题，现有的大部分荧光检测仪器使用复杂的硬件
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癌症属于恶性肿瘤，依旧是当今世界人类主要的死亡原因之一。对于癌症的及时发现、诊断和治疗可以很大程度上降低死亡率。早期诊断癌症最为有效的方法是通过血液检查寻找肿瘤标志物，肿瘤标志物的浓度反映了癌症的发展阶段。通过在肿瘤标志物上加入一些荧光材料，利用荧光光强的变化来间接反映癌症的发展阶段。这种方法可以有效检测肿瘤标志物，但是早期的肿瘤标志物存在荧光信号微弱的问题，现有的大部分荧光检测仪器使用复杂的硬件电路来实现对荧光信号的采集和分析，同时这类检测仪器大多价格昂贵，只适合医院等医疗机构使用。而能在家庭或社区进行使用的检测仪器普遍存在检测精度不高的问题，无法精确反映早期肿瘤标志物浓度的变化。
本文针对家庭或社区使用的荧光检测仪存在检测精度不高等问题，设计了一套基于快速锁相算法和成形信号技术的荧光弱信号检测系统。将吲哚菁绿荧光材料应用于本文实验中作为实验所需荧光剂。吲哚菁绿荧光材料为780nm近红外光激发，810nm荧光发射，普遍应用于肿瘤荧光标志物检测。本实验所设计的检测系统结合了快速锁相算法和成形信号技术，快速锁相算法采用4倍频调制信号来进行采样，和传统的数字锁相算法相比，快速数字锁相算法在运算速度上大幅度提高，在降低系统功耗的同时保留了检测精度。成形信号技术能够对于低于量化步长的微弱光信号进行有效提取，提高信号信噪比。实验结果显示系统线性度测试的相关系数为0.980，表明检测系统可以提高荧光弱信号检测精度。并且在加入融合算法后变异系数仅为0.54％，表明检测系统拥有良好的数据稳定性。最后实验将检测系统应用于实际中，设计了一种手持式荧光弱信号检测设备，检测结果显示设备可以对所配置的吲哚菁绿荧光溶液进行较为准确的浓度测量。
本文提出的基于快速锁相算法和成形信号技术的荧光弱信号检测在提高测量精度上具有可行陛和有效性。表明了这种融合算法在荧光弱信号检测方面的优势，为这种检测算法应用于工程实践奠定了基础。
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