心脑血管疾病是人类健康的一大杀手,动脉粥样硬化(atherosclerosis)是其常见的诱因。动脉粥样硬化往往伴随着血管内部斑块的出现,斑块的形态各异,主要分为稳定斑块和易损斑块,其中易损斑块很有可能引发急性心脑血管病。因此,为了保证易损斑块诊断的准确性,研究高质量、高对比度的成像方法具有重要的理论价值与实际意义。在易损斑块的检测和评价中,血管内超声(IVUS)成像具有较强的穿透深度和叫好的分辨能力,能够呈现组织信息;血管内光声(IVPA)成像同时具备了“光”的对比度和“声”的分辨率,因此成像效果更好。然而,传统的超声和光声成像技术仅仅利用了回波射频信号中的幅度信息,而忽略了频谱信息。而回波射频信号,反映了光/声和组织相互作用,其频谱中包含了大量组织微结构的信息。因此,本文针对传统血管内光声成像技术的缺陷,采用了动脉粥样硬化光声RF信号的频谱分析方法,通过频谱特征值对钙化区、脂质区和正常血管组织进行区分,为光声成像技术对动脉粥样硬化的检测和评价提供了新思路。本文的主要内容包括:首先,介绍了基于无铅KNN压电单晶的内窥式光声探头和光声成像系统,并完成了回波RF信号数据采集;其次,对RF信号进行了频谱分析与特征值统计规律t检验,并根据“频谱特征值”表征动脉粥样硬化的不同区域;最后,进行了光声信号的频谱分析和血管内超声虚拟组织学的差异性对比研究,结果表明,光声信号的频谱不仅能区分钙化区和脂质区,而且能辨别重度钙化和轻度钙化。可见,与血管内超声虚拟组织学相比,光声信号的频谱分析方法不仅同样能够区分组织成分,而且辨识度更好。