光声成像技术是近年来发展的一种新型的无损医学成像技术，它是以脉冲激光作为激发源，以检测的声信号为信息载体，通过相应的图像重建算法重建组织内部结构和功能信息的成像方法。该方法结合了光学成像和声学成像的特点，可提供深层组织高分辨率和高对比度的组织层析图像，在生物医学临床诊断以及在体成像领域具有广泛的应用前景。光声成像技术作为一种全新的生物医学影像技术，图像对比度高、传递的信息量大，不仅能准确刻画生物组织结构，更能精确的量化所测量的生理参数，提供组织功能信息，可望引发生物医学影像领域的一次革新。　　本论文在课题组前期研究的基础上，研究了基于速度势积分的光声图像重建算法以及基于声场分布补偿的光声图像修正方法。构建了基于中空环形阵列探测器的声光同轴光声内窥镜以及基于线性阵列探测器的三维光声内窥成像系统，利用人的正常肠组织和肠肿瘤组织的光吸收差异特性，开展肠肿瘤的检测，重建肠肿瘤组织的二维以及三维光声内窥图像。构建高分辨率的光声显微镜，对血管以及细胞进行成像。通过抗体和抗原的特异性结合，利用光声分子成像，将连接有单壁纳米碳管的抗体用于肿瘤的早期检测。主要工作内容包括：　　1、研究了基于速度势积分的光声图像重建算法，利用该算法重建了模拟样品的高对比度的光声图像。研究了基于声压分布补偿的光声图像修正方法，解决了由于光分布不均匀导致的同一个吸收体光声图像对比度不均匀的问题。　　2、建立一套基于中空环形阵列探测器的声光同轴预临床光声内窥镜系统。64通道并行采集系统用于光声信号采集，重建了离体肠组织的光声内窥图像，实现了离体的肠癌组织检测。为进一步实现在体内窥光声成像研究打下基础。　　3、建立一套基于线性阵列的三维内窥式光声成像系统。基于线性阵列的三维内窥式光声双模成像系统利用数字B超机进行光声信号采集，它能够通过圆周扫描实现离体腔体模型的三维光声内窥成像。　　4、建立了基于振镜扫描的透射模式光学分辨率光声显微镜系统。通过振镜摆动对组织进行逐点扫描。该系统的横向分辨率可以达到500nm.该光声显微镜系统重建了高对比度的离体的老鼠血红细胞以及在体的老鼠耳朵血管的光声图像。实现了光学分辨的光声成像，为光声成像在细胞水平的成像打下研究基础。　　5、实现了鲜红斑痣皮肤的畸形血管高分辨率光声成像，解决了其它成像方法不能解决的医学难题。实验中分别对鲜红斑痣动物模型.鸡冠血窦以及鲜红斑痣病人皮肤血管进行成像。重建出高分辨的畸形血管图像，并且计算出畸形血管的深度，直径以及密度等参数。有可能帮助临床医生为鲜红斑痣病变确定好的治疗方案。　　6、建立了基于电动平台扫描的光声显微镜系统。该系统可以用于厘米范围的光声显微扫描成像。实验中测量了该成像系统的纵向以及横向分辨率，分别为～32μm和～58μm。重建了离体和在体的老鼠背部血管的光声图像。实验结果表明这套系统能够用于高分辨率的微血管成像，有潜力用于监控肿瘤血管增生。　　7、基于靶向性抗体修饰的单壁纳米碳管的光声分子成像用于肿瘤的早期检测。包裹的单壁碳纳米管不仅有好的生物相容性，而且在近红外有强的光吸收。实验中先是通过模拟样品实验确定了纳米碳管能够起增强吸收作用的浓度。初步的离体和在体实验结果表明αvβ3抗体能够高对比度和高效地靶向到接种到小鼠身上的人神经胶质肿瘤上。