[發(fā)明專利]光聲成像系統(tǒng)及成像方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710216602.4
• 申請(qǐng)日: 2017-04-05
• 公開（公告）號(hào): CN107132187B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮雪;付際;韓志遠(yuǎn);蘇紅宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/17
• 分類號(hào): G01N21/17
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張潤

1.一種光聲成像系統(tǒng)，其特征在于，包括脈沖激光光源、空間光調(diào)制模塊、光強(qiáng)控制模塊、超聲探頭、聲信號(hào)處理模塊和整體控制模塊，其中，

所述脈沖激光光源，用于發(fā)出脈沖激光照射所述空間光調(diào)制模塊；

所述光強(qiáng)控制模塊，與所述空間光調(diào)制模塊相連，用于控制所述空間光調(diào)制模塊對(duì)入射的光束進(jìn)行調(diào)制；

所述超聲探頭，用于接收調(diào)制后的光束照射到待測樣品上所激發(fā)的聲信號(hào)；

所述聲信號(hào)處理模塊，與所述超聲探頭連接，用于對(duì)所述聲信號(hào)進(jìn)行處理并形成檢測結(jié)果圖；

所述整體控制模塊，分別與所述脈沖激光光源、所述光強(qiáng)控制模塊和所述聲信號(hào)處理模塊連接，用于對(duì)所述脈沖激光光源、所述光強(qiáng)控制模塊和所述聲信號(hào)處理模塊進(jìn)行控制；

其中，所述整體控制模塊通過所述光強(qiáng)控制模塊和所述空間光調(diào)制模塊使得激光局部照射在待測區(qū)域的設(shè)定掃描點(diǎn)P_i，i為當(dāng)前測試步編號(hào)；

或者，所述整體控制模塊通過所述光強(qiáng)控制模塊和所述空間光調(diào)制模塊使得激光照射在所述待測樣品上的光強(qiáng)為I_j(x,y)且各次入射的光強(qiáng)滿足ΣI_j(x,y)＝I_total，其中，j為當(dāng)前測試步的編號(hào)，且0j≤M，M為總的測試步長，I_total為在整個(gè)M次測試過程中，待測區(qū)域上每個(gè)測試點(diǎn)處的光強(qiáng)累計(jì)之和；

所述空間光調(diào)制模塊為空間光調(diào)制轉(zhuǎn)盤，所述空間光調(diào)制轉(zhuǎn)盤的圓周上分布有多個(gè)區(qū)域，每個(gè)所述區(qū)域與入射光形狀一致，每個(gè)所述區(qū)域內(nèi)部均設(shè)置有透光孔，所述透光孔透光而其他位置不透光。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光聲成像系統(tǒng)，其特征在于，所述脈沖激光光源發(fā)出的脈沖激光為均勻脈沖激光。

3.一種光聲成像方法，其特征在于，光聲成像系統(tǒng)包括脈沖激光光源、空間光調(diào)制模塊、光強(qiáng)控制模塊、超聲探頭、聲信號(hào)處理模塊和整體控制模塊，其中，

所述脈沖激光光源，用于發(fā)出脈沖激光照射所述空間光調(diào)制模塊；

所述光強(qiáng)控制模塊，與所述空間光調(diào)制模塊相連，用于控制所述空間光調(diào)制模塊對(duì)入射的光束進(jìn)行調(diào)制；

所述超聲探頭，用于接收調(diào)制后的光束照射到待測樣品上所激發(fā)的聲信號(hào)；

所述聲信號(hào)處理模塊，與所述超聲探頭連接，用于對(duì)所述聲信號(hào)進(jìn)行處理并形成檢測結(jié)果圖；

所述整體控制模塊，分別與所述脈沖激光光源、所述光強(qiáng)控制模塊和所述聲信號(hào)處理模塊連接，用于對(duì)所述脈沖激光光源、所述光強(qiáng)控制模塊和所述聲信號(hào)處理模塊進(jìn)行控制，該方法包括以下步驟：

S1：所述整體控制模塊控制所述脈沖激光光源發(fā)出均勻激光；

S2：所述整體控制模塊控制光照射點(diǎn)的位置開始掃描過程，通過所述光強(qiáng)控制模塊和所述空間光調(diào)制模塊使得激光局部照射在待測區(qū)域的設(shè)定掃描點(diǎn)P_i，i為當(dāng)前測試步編號(hào)；

S3：調(diào)制后的激光射入所述待測樣品，以在待測樣品內(nèi)部產(chǎn)生聲信號(hào)，并通過所述超聲探頭捕捉所述聲信號(hào)；

S4：所述聲信號(hào)處理模塊根據(jù)所述聲信號(hào)得到當(dāng)前步的檢測結(jié)果圖R_i；

S5：重復(fù)S2-S4，直至激光點(diǎn)掃描完整個(gè)待測區(qū)域；

S6：所述整體控制模塊根據(jù)各步檢測結(jié)果圖R_i并將所有結(jié)果進(jìn)行累加，形成最后的檢測結(jié)果圖并輸出，其中，0i≤N，N為步驟數(shù)量且N為自然數(shù)；

所述空間光調(diào)制模塊為空間光調(diào)制轉(zhuǎn)盤，所述空間光調(diào)制轉(zhuǎn)盤的圓周上分布有多個(gè)區(qū)域，每個(gè)所述區(qū)域與入射光形狀一致，每個(gè)所述區(qū)域內(nèi)部均設(shè)置有透光孔，所述透光孔透光而其他位置不透光。

4.一種光聲成像方法，其特征在于，包括脈沖激光光源、空間光調(diào)制模塊、光強(qiáng)控制模塊、超聲探頭、聲信號(hào)處理模塊和整體控制模塊，其中，

所述脈沖激光光源，用于發(fā)出脈沖激光照射所述空間光調(diào)制模塊；

所述光強(qiáng)控制模塊，與所述空間光調(diào)制模塊相連，用于控制所述空間光調(diào)制模塊對(duì)入射的光束進(jìn)行調(diào)制；

所述超聲探頭，用于接收調(diào)制后的光束照射到待測樣品上所激發(fā)的聲信號(hào)；

所述聲信號(hào)處理模塊，與所述超聲探頭連接，用于對(duì)所述聲信號(hào)進(jìn)行處理并形成檢測結(jié)果圖；

所述整體控制模塊，分別與所述脈沖激光光源、所述光強(qiáng)控制模塊和所述聲信號(hào)處理模塊連接，用于對(duì)所述脈沖激光光源、所述光強(qiáng)控制模塊和所述聲信號(hào)處理模塊進(jìn)行控制，該方法包括以下步驟：

A：所述整體控制模塊控制所述脈沖激光光源發(fā)出均勻激光；

B：所述整體控制模塊控制光照射點(diǎn)的位置開始掃描過程，通過所述光強(qiáng)控制模塊和所述空間光調(diào)制模塊使得激光照射在所述待測樣品上的光強(qiáng)為I_j(x,y)且各次入射的光強(qiáng)滿足ΣI_j(x,y)＝I_total，其中，j為當(dāng)前測試步的編號(hào)，且0j≤M，M為總的測試步長，I_total為在整個(gè)M次測試過程中，待測區(qū)域上每個(gè)測試點(diǎn)處的光強(qiáng)累計(jì)之和；

C：調(diào)制后的激光射入所述待測樣品，以在待測樣品內(nèi)部產(chǎn)生聲信號(hào)，并通過所述超聲探頭捕捉所述聲信號(hào)；

D：所述聲信號(hào)處理模塊根據(jù)所述聲信號(hào)得到當(dāng)前步的檢測結(jié)果圖R_j；

E：重復(fù)B-D，直至激光點(diǎn)掃描完整個(gè)待測區(qū)域；F：所述整體控制模塊根據(jù)各步檢測結(jié)果圖R_j并將所有結(jié)果進(jìn)行累加，形成最后的檢測結(jié)果圖并輸出，其中，0j≤N，N為步驟數(shù)量且N為自然數(shù)；

所述空間光調(diào)制模塊為空間光調(diào)制轉(zhuǎn)盤，所述空間光調(diào)制轉(zhuǎn)盤的圓周上分布有多個(gè)區(qū)域，每個(gè)所述區(qū)域與入射光形狀一致，每個(gè)所述區(qū)域內(nèi)部均設(shè)置有透光孔，所述透光孔透光而其他位置不透光。