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龙图腾网获悉天津医科大学申请的专利基于结构光探测的光声成像装置与方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115201115B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-31发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210828957.X，技术领域涉及：G01N21/17；该发明授权基于结构光探测的光声成像装置与方法是由王国鹤;于春水;李长辉;张希;张雪君;孙少凯;张雁琦设计研发完成，并于2022-07-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于结构光探测的光声成像装置与方法在说明书摘要公布了：本发明为基于结构光探测的光声成像装置与方法，包括光声激光器、反射镜、第一扩束器、载物台、样品池、探测激光器、偏振光分束器、耦合传感器、数据采集卡、计算机、第二扩束器、数字微镜器件、凸透镜和光电探测器，耦合传感器为底部涂有石墨烯层或金属膜的棱镜；样品池内含有液体，底部开有窗口并密封透声薄膜，透声薄膜通过超声耦合剂与成像物体接触；数字微镜器件与计算机连接，光电探测器与数据采集卡连接，数据采集卡与计算机连接；光声激光器与计算机连接。本发明方法无需机械移动，只需要通过改变数字微镜器件的编码多次，再经计算机的图像重建模块即可计算出三维光声图像，从而大大提高成像速度和降低运动伪影与噪声。

本发明授权基于结构光探测的光声成像装置与方法在权利要求书中公布了：1.一种基于结构光探测的光声成像装置，包括光声激光器、反射镜、第一扩束器、载物台、样品池、探测激光器、偏振光分束器、耦合传感器、数据采集卡和计算机，耦合传感器为底部涂有石墨烯层或金属膜的棱镜；其特征在于，该光声成像装置还包括第二扩束器、数字微镜器件、凸透镜和光电探测器，样品池内含有液体，底部开有窗口并密封透声薄膜，透声薄膜通过超声耦合剂与成像物体接触；成像物体放在载物台上；耦合传感器的棱镜底部的石墨烯层或金属膜浸入到样品池的液体中；数字微镜器件与计算机连接，光电探测器与数据采集卡连接，数据采集卡与计算机连接；光声激光器与计算机连接； 探测激光器发出探测激光，经偏振光分束器分离出p偏振光，p偏振光经第二扩束器扩束形成探测光面光源，入射至耦合传感器底部，调整入射方向使耦合传感器底部的石墨烯层或金属膜发生表面等离子体共振现象，探测光面光源在耦合传感器底部的照射区域作为探测窗口；光声激光器发出脉冲激发光经反射镜反射，进入第一扩束器扩束后形成激发光面光源照射到载物台上的成像物体上；成像物体发出超声信号，超声信号透过样品池的透声薄膜后经样品池中液体的传播到达耦合传感器底部探测窗口，引起探测窗口处石墨烯层或金属膜附近液体的折射率随时间变化；探测窗口的石墨烯层或金属膜附近液体的折射率变化会引起探测窗口处p偏振光的反射率变化；从耦合传感器的探测窗口反射出的探测光面光源经数字微镜器件编码调制形成结构光后反射至凸透镜后聚焦至光电探测器中；光电探测器将光信号转为电信号后由数据采集卡采集至计算机中进行图像重建； 所述光电探测器为单像素光电探测器； 所述计算机内设置图像重建模块，所述图像重建模块用于计算三维光声图像，包括探测窗口反射光强的解调、利用探测窗口反射光强得到超声信号强度以及光声图像的重建三部分； a探测窗口反射光强的解调： 设置棱镜底面探测窗口S所在平面为z坐标为0的xy平面，探测窗口S的中心为xy平面的坐标原点，垂直于棱镜底面探测窗口S所在平面方向向下为z的正方向； 光电探测器获得的光强信号是探测光面光源经探测窗口的反射光经过数字微镜器件编码调制后形成的结构光的光强总和，将探测窗口S离散成N×N个点反射单元，数据采集卡在时刻t采集到的经数字微镜器件第m次编码的结构光光强对应的电信号记为ym,t；时刻t耦合传感器的棱镜底面探测窗口S内的点反射单元反射的反射光强为qx,y,t，其中x,y为点反射单元的位置坐标；时刻t第m次数字微镜器件的编码调制矩阵记为Am,x,y,t，t为数据采集卡采集信号时间相对于光声激光器发出激光的时间差； 电信号ym,t、编码调制矩阵Am,x,y,t、反射光强qx,y,t三者的关系为式1： ym,t＝Am,x,y,t*qx,y,t1 通过采集m次光电探测器的时序电信号得到m个已知的ym,t，t＝t0,t1,…,ti,…tn，n为整数，ym,t为一个时序序列，t的最大值tn大于光声成像的成像物体的三维成像区域中的体素与探测窗口S内的点反射单元距离中的最大值除以成像物体中的声速，t的取值间隔遵循采样定理，对于百MHz的信号，应小于5ns；Am,x,y,t为已知的数字微镜器件的编码调制矩阵，利用ti时刻m次光电探测器的电信号ym,ti，求解式1得到ti时刻的qx,y,ti，依此利用不同t时刻m次光电探测器的电信号ym,t，得到所有t时刻的qx,y,t，此过程即为探测窗口反射光强的解调； b利用探测窗口反射光强得到超声信号强度： 探测窗口中每个点反射单元的反射光强qx,y,t与光声激光器激发成像物体发出的超声信号强度px,y,t呈线性关系，即满足式2： px,y,t＝a*qx,y,t+b2 其中，a，b为常数，通过设置两个以上已知强度的px,y,t和测得的qx,y,t，求解式2即得到a、b的值；再利用已知a、b值时的式2，通过反射光强qx,y,t能获得超声信号强度px,y,t； c光声图像的重建： 利用经过步骤a和步骤b后得到的所有t时刻的超声信号px,y,t，其中t为步骤a中数据采集卡采集信号时间相对于光声激光器发出激光的时间差，利用px,y,t进行滤波反投影重建即能得到三维光声图像。

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