光声成像技术通过检测光声效应中的超声信号,克服了光在生物组织体传输过程中的强散射作用,突破了传统光学成像的成像深度浅以及声学成像的对比度低的局限,在早期癌症检测中具有广泛的应用前景,有望成为肿瘤的诊断、定位、分期和治疗的有效手段。主要阐述了光声成像技术原理及其在早期癌症检测和治疗中的国内外临床应用研究现状,展望了光声成像技术在生物医学的应用潜力,分析了其未来的发展趋势和局限性。

光学遥感的邻近效应可以看作大气点扩散函数(PSF)和地表辐射场的卷积, 通过逆向蒙特卡罗法模拟大气PSF, 利用辐射传输模型MODTRAN计算地表辐射场, 获得遥感器入瞳处的辐亮度值.开展不同对比度目标背景物在典型条件下的邻近效应模拟与分析, 结果显示: 目标和背景的反射率分布对邻近效应影响很大, 背景反射率越大, 邻近效应占总辐射的比例越高; 暗目标在亮背景下的邻近效应明显大于亮目标在暗背景下的邻近效应; 固定成像高度和区域, 空间分辨率越高, 邻近效应越明显; 地面气象视距对邻近效应的影响非常显著, 气象视距增大, 邻近效应减弱; 太阳天顶角增大, 邻近效应减弱.模拟结果为高分辨率光学遥感成像系统高精度建模和邻近效应校正算法研究提供了依据.

选择准确、合适的成像信号是提高超声调制光学层析成像（UOT）灵敏度和对比度的关键。利用快速傅里叶变换(FFT)获得了超声调制信号的的频谱图像，其中零频强度I0代表着未被超声调制的光信号的谱强度，而在超声探头频率范围内（0.2~1.8 MHz）的谱强度之和表示受超声调制信号的谱强度If。与时域信号相比较，谱强度If对介质的光学性质有较高的灵敏度，但它容易受非靶组织（介质）的影响。而频谱信号的调制深度M2（M2=If/I0）不易受非靶组织（介质）的影响，有较强的抗干扰性，但它对靶组织（介质）的光学属性的灵敏度低。结果表明，采用超声调制光信号的频谱进行图像处理和重构并不比时域信号更具优势。

针对光学遥感成像系统的全链路仿真在我国刚刚起步。通过分析能量在大气、场景和遥感器之间传递时发生的各种相互作用，将整个仿真过程分为三维场景构建与组织、遥感器 入瞳处辐亮度图像模拟、遥感器效果模拟三部分，分析了框架中各个模块的功能和模块之间的概念数据流向。最后分析了地形起伏和观测角度变化对成像的影响。 计算显示：像元高度从0增至1 km时，入瞳处辐亮度的最大相对差异可达170%;观测天顶角从180°变为124.4°时，辐亮度的相对差异最大可接近50%。

光声光谱技术是一种研究物质吸收光谱的新技术，已经成为分子光谱学的一个重要分支。作为现代生物医学领域研究的一种有力的分析工具，光声光谱技术克服了组织散射特性对测量结果的影响，为生物组织样品的研究提供了一种灵敏度高、样品可不经预处理的无损有效检测方法。简述了光声光谱技术的基本原理、实验装置，重点介绍了光声光谱技术在现代生物医学领域研究中的最新应用情况。

信号衰减问题在许多领域都备受关注，在光声成像系统中各种原因引起的信号衰减同样在很大程度上影响了系统的成像质量以及成像深度。从组织光学、声传输与接收等方面讨论了长焦区光声成像系统中引起信号衰减的因素及其特点，并在此基础上提出相应的补偿策略。补偿策略考虑到光声形成与传输过程中的光衰减与声衰减两方面因素对光声信号的影响，实现了从光与声两方面对检测信号综合补偿。信号补偿实验分别从模拟样品补偿成像与离体甲状腺成像展开。实验结果表明，补偿策略能够较好地对光声信号进行补偿，从而提高了系统的成像深度及成像质量。

临床上常规的超声成像对甲状腺结节进行诊断时存在误诊和漏诊。研究了利用多种采集频率的长焦区聚焦换能器进行光声成像的方法。在模拟样品里埋入不同尺寸的血块模拟病变组织，采用不同中心频率的换能器对模拟样品进行光声成像，然后将血液注入正常人体甲状腺内部形成两处瘀血区，模拟病变甲状腺组织，经二维扫描重构出模拟病变甲状腺组织的三维光声图像。结果表明，不同频率的超声换能器对不同尺寸病灶体的探测灵敏度存在较大差异，5 MHz的宽带换能器对几百微米直至毫米量级大小的病灶体均具有良好的灵敏度。获得了甲状腺及其内部两处瘀血区域的较高分辨率和对比度的三维图像。此项技术有望与超声成像技术结合，进一步提高甲状腺疾病诊断的准确率。

针对星载可见光相机成像模拟在逼真度和灵活性方面的综合仿真应用需求，研究并提出了一种以三维场景为基础，以光线追踪技术为主要渲染核心，综合考虑卫星轨道和姿态、光照条件、物体光谱特性和周边环境、大气传输、遥感器成像性能等影响因素的全光路成像模拟技术的仿真模型.文中首先从完备性及可扩展性的角度尝试建立了成像仿真系统的综合模型框架，对整个成像链中的各个重要环节进行分层及模块化，并结合目前现有三维技术、光线追踪技术、传感器仿真技术的特点设计各模块之间的调用及接口关系，使其能在较好利用现有计算模型的同时能够对新的算法模型实现有效兼容.随后讨论了模型目前使用的镜头前辐亮度计算模块、光线路径计算模块和传感器效果仿真模块，并针对简单空间探测场景用C++编程语言实现了系统框架和关键模型，生成模拟图像，结果证明该模型在深空光照及大气效果方面有较好的表现，具备较高的仿真度和良好的适应性、扩展性，能够有效支撑卫星光学成像系统的指标论证、算法评估以及效能预估等应用.

光声成像技术是生物医学领域中新兴的无损检测技术，具有对比度高、分辨率好、穿透能力强等优点。本文介绍了光声成像技术近年来的进展状况，主要涉及成像探测方式的改进、成像速度的加快、成像分辨率的提高以及图像重构算法的发展等。以该项技术在现代临床诊断中的应用为例，描述了其在生物医学领域中应用范围的拓宽。最后，总结了该项技术现存的主要问题，指出多模式组合的成像方式，如光声与超声的组合，光声与OCT方式的组合是该项技术的发展趋势; 另外，结合造影剂的分子光声成像技术也同样很有发展前景。

采用结扎大鼠冠状动脉左前降支的方法建立急性心肌缺血模型,通过双光子荧光显微成像技术(TPEF)获取左心室前壁不同缺血时间的图象,得到心肌在不同缺血时间情况下的双光子荧光图像及其光谱图像。从荧光图像中得到不同时刻形态学信息及心肌细胞代谢信息;从光谱图像中分析心肌缺血组织物质成分。