近年来,医学成像领域兴起了一项具有无损、安全、高分辨率、高对比度和高成像深度等优点的医学影像技术,即基于光声效应的光声成像技术,它通过测量人体组织在受到外加脉冲光的照射后产生的超声波,从而获得组织的结构和生理病理状态信息。光声成像为医学成像领域提供了一种全新的成像模式,其具有其它成像方法所不具备的一系列优点,是一种极具发展潜力的新兴医学影像技术。本论文基于聚焦光声成像系统,研究了模拟病变组织内部光能量的分布规律、多种采集频率换能器探测下的光声图像特征以及对人体甲状腺腺体组织实现了三维的光声成像。以下是本论文开展的主要工作：一、综述了当今主流医学影像技术的发展概况以及光声成像技术在国内、国际上的研究动态和已经取得的成果,阐述了目前光声成像技术发展中存在的主要问题和本课题的研究意义；二、论述了光声成像所依赖的理论基础,包括光声信号产生的机理以及光声波动方程的建立；三、全面地介绍了实验中所使用的聚焦光声成像系统及成像技术路线；四、利用聚焦光声成像技术对模拟病变组织内部的光能量分布进行测量,进一步揭示病灶体的光学性质和生理特征,为癌症的早期诊断提供一种全新的技术手段。五、分析了不同采集频率下光声图像的特征和差异。然后,将聚焦光声成像技术用于对人体腺体进行无损检测,实现了对人体甲状腺进行三维光声成像,此项技术有望进一步提高临床甲状腺疾病诊断的准确性,为疾病的治疗提供更有力的技术支持和指导方案。