在探索新生命、研发新型药物和临床病情监测等方面,医学影像是一个不可缺少的工具。目前,超声成像、CT以及MRI仍是临床上应用的最多的获取患者内部组织信息的成像技术。目前这几种主要的成像方式在不同的应用方向分别展示着各自的优势。本文所研究的对象是近二十年新兴的一种具有极大临床应用前景的新型生物医学成像方式——微波热致超声成像(Microwave-induced thermoacoustic tomography,MITAT)。MITAT的基本原理是基于Bell发现的热声现象——组织被短脉冲辐射,吸收电磁能量转化成热能,进而导致组织局部升温、膨胀进而产生声压波。这种携带组织自身固有微波吸收特性的声压信号,被称为热声信号,其频率在超声频率范围内。正是基于热声效应的机理,MITAT不仅可以像MI(microwave imaging)那样具有高的对比度,而且还可以如US(ultrasonic imaging)那样拥有较高的分辨率。此外,相对于基于光声效应的PAT(Photoacoustic Tomography),MITAT对组织的穿透深度上拥有很大的优势。因此,MITAT具有很大的临床应用潜力。尽管目前热声成像相较于最初的发展阶段已经取得了巨大的进步,但是这一领域仍存在许多难题需要解决;例如,电磁能量耦合效率的问题、电磁能量分布不均等问题。本文通过选择更合适的微波频段搭建了一套新的热声成像系统。为了能进一步的将MITAT推向临床并保证其能够长期临床监测使用;系统的超声耦合液选择的是无色、无味且对人体无任何损害的去离子水代替源系统的变压器油。为了将激励源产生的微波能量均匀有效而且安全的传输到耦合液中,本文自行设计系统的微波的辐射装置。进一步地,为了验证系统的性能,通过仿真与实验的方法验证了微波能量的分布情况。通过仿体对比实验比较本文设计的系统与实验室原有的3GHz成像系统的性能。同时还包括分辨率、对比度以及成像深度实验;最后使用仿体与活体小鼠脑成像实验验证系统的成像能力。最终,通过一系列实验数据与结果分析,验证了本文所研究成像系统具有良好的热声成像能力。