在乳腺癌发病率不断上升的趋势下，早期乳腺癌检测的重要性越来越显著。微波热声成像(Microwave-Induced Thermoacoustic Imaging)技术通过发射微波脉冲辐照乳房，激发出肿瘤的微波热声信号，然后通过接收超声信号对肿瘤进行超声成像，因而兼具微波成像的高对比度和超声波成像的高分辨率，是一种颇有潜力的早期乳腺癌检测技术。 本文首先详细介绍了早期乳腺癌的微波热声理论，并探讨了其中早期乳腺癌的微波辐照、热传导和热声信号的传播等问题。然后采用我们开发的时域有限差分(FDTD)仿真程序对早期乳腺癌的微波热声效应进行了仿真研究，得到了肿瘤受热膨胀后所产生的热声信号。利用所获得的热声信号，采用共焦成像算法(CIA)对肿瘤进行成像研究。成像结果表明该算法能很好地应用于早期乳腺癌的微波热声成像中，成像分辨率可达毫米量级。 文中还对一些与实际乳房组织微波热声成像密切相关的问题进行了较为深入的研究。结果表明，乳房肿瘤所产生的热声信号不仅与肿瘤的大小和形状有关，还与微波辐照信号的频率、脉宽和极化取向有关，多极化辐照有助于获得更多关于肿瘤的信息。为了同时兼顾穿透深度、成像对比度和信噪比三方面的需要，选择微波辐照频率时应该采取折中选取的原则。微波热声成像分辨率主要由微波脉冲宽度决定。针对实际乳房组织内微波能量的非均匀分布，本文提出通过局部辐照、局部成像或多处辐照的方法可有效地解决对小体积早期乳腺癌的“漏检”问题。最后，本文还考虑了实际乳房组织内的声速估计误差对早期乳腺肿瘤成像的影响，成像结果显示，对于声速误差在±5％范围内的乳房组织，采用共焦成像算法仍能对早期肿瘤进行很好地成像。这些工作为我们研发国内第一套早期乳腺癌微波热声成像系统打下了基础。