针刺在中国有两千多年的应用历史,历代中医在针刺疗法的实践已经证明针刺可以治疗多种疾病。近年来兴起的实验针灸学,其中涉及的研究方法及定性定量的研究结果比传统中医学的经验论在国际上具有更强的说服力。尽管如此,针刺的国际化进程仍然缓慢,原因在于缺乏理论基础及科学的解释手段。为了推动这项传统医学的国际化,必须利用现有科学技术手段建立起一座连接传统医学与现代医学的桥梁,使针刺机制可视化,推动针刺在理论建立、研究论证、临床推广方面的发展。目前用于研究针刺机制的可视化工具有功能核磁共振,正电子发射断层扫描,脑电图,脑磁图等,但都具有局限性。本文提出将一种新型的生物医学成像技术——光声层析成像应用于针刺机理的研究。光声层析成像技术具有光学成像高对比度优势及超声成像高分辨率的优势,对组织的功能信息检测具有高灵敏度。针刺作用机理很大程度与脑功能动态变化相关,因此本文主要将光声成像技术应用于脑功能成像研究,通过重复性的实验,对比实验动物在针刺前后脑血流变化情况,利用后期的统计分析证明光声层析成像技术应用于针刺机理研究的可行性,并给出利用该项技术得到的针刺涌泉穴时大脑皮层血流变化情况,尝试从血流动力学层面解释针刺作用机制。本文侧重于光声层析成像系统在脑成像及针刺机理方面的实验研究,内容结构为:1、介绍了近年来国内外关于针刺机制的可视化研究进程,对比分析了各种可视化工具在脑成像研究方面的利弊,引入具有相对优势的光声成像技术,简单介绍了其发展历程,重点论述了该技术在脑成像应用领域的研究进展及具有突破性的研究成果;2、由生物组织的光学及声学特性入手,从光与组织的相互作用、超声波在组织内的传播特性、光声信号产生机制解释了光声信号在组织内产生的具体过程,推导了光声波动方程并介绍了该方程基于格林函数的解;3、对光声层析成像系统应用于脑成像的能力进行研究。首先介绍了实验室PAT系统的硬件部分、工作过程、用于完成图像重建的延迟叠加算法。其次制作模拟吸收体及模拟脑皮层血管模型证明了系统进行结构及功能成像的能力,通过离体脑成像实验证明系统对动物脑皮层血管分布进行成像的能力,通过活体实验证明系统进行活体脑成像的能力,为针刺机理的研究奠定了基础;4、利用光声成像系统研究动物接受针刺前后的脑部血流变化情况,分别对单独针刺左涌泉穴、右涌泉穴及同时针刺左右涌泉穴的情况进行了实验研究。对取得的重复性实验数据利用统计分析的方法作假设检验,证明系统应用于针刺机理研究的可行性,这项研究为传统针刺疗法的效果提供了一种可视化的实验判据。