光声层析成像技术结合了组织纯光学成像和组织纯超声成像的优点，是一种新型的组织无损伤检测成像技术。因此，该技术已成为近年来生物医学影像领域的研究热点。由于光声成像是一种较复杂的技术，它是根据光声信号去反演原物的光吸收分布，所以，目前主要的成像方法都是利用各种数学算法重建光声图像。这些成像算法虽然能够实现高分辨率成像，但需要对成像物体逐点扫描和采集数据，所需时间较长，难以实时成像。 为了实时地获取生物组织的光声图像，我们课题组提出了使用声透镜对光声信号进行直接成像的方法。声透镜能够把生物组织某个层面由于光声效应激发的声压分布(原物光吸收分布)成像于像面上，因此在像面上检测声压分布就能重构原物光吸收分布而不需要其他重建算法，具有实时成像的优势。并且，声透镜成像的焦深较长，光声信号具有较好的时间分辨特性，结合时间分辨技术可以实现层析成像。 本文参与设计了一套基于声透镜成像系统的光声层析成像系统，在此基础上，本文做了以下研究： 第一，基于热膨胀理论和波动方程，首先叙述了光声信号的产生过程；然后，根据Fourier成像理论，分析了声透镜的二维光声Fourier成像特性；并且，利用声透镜成像系统，测出了点声源在像面上的点扩展函数；同时，通过实验获得了强散射介质(模拟生物组织)中样品的光声图像。证明了声透镜具有直接进行二维光声Fourier成像的功能。另外，对系统的成像质量进行了讨论。 第二，理论推导了声透镜焦平面附近的轴向声压分布。利用声透镜焦深较长的特点，结合时间分辨技术，实验成功地获得强散射介质中不同层面的光声图像。另外，分析了声透镜系统的层析能力。 第三，使用声透镜系统对真实生物组织进行了光声层析成像的研究。实验获得了生物组织不同层面以及模拟血管的光声图像。此外，利用双三次插值法及对数变换等方法对实验所得光声图像进行了后期图像处理工作，保证图像不模糊、不失真，处理结果比较理想。