激光与生物组织的光热关系一直以来都是生物医学光子学的重要的研究内容。光热治疗通过光化作用以及热作用治疗妇科疾病、皮肤疾病,在临床应用中取得良好的治疗效果。近年来,光热治疗由于安全有效,也成为治疗肿瘤的一种重要方式。在治疗过程中,温度监测以及温度控制是非常重要的。在温度监测中通常使用热点偶监测温度,监测过程中将热点偶插入组织,不但对组织造成伤害,还能造成病变细胞的转移;对于某些肿瘤疾病,只有在一定的温度范围内,才会起到治疗疾病的目的。因此在激光加热治疗肿瘤的过程中,温度对于治疗效果极其重要,是临床治疗中需要控制的参数。但是,一般的光热治疗过程中缺少对组织温度的控制。为了在光热治疗过程中实时监测照射部位的温度,以及在监测过程中不对组织造成伤害,本文设计了基于红外热成像仪以及PID控制原理的光热治疗系统。本系统主要是由温度采集、数据处理以及加热模块三部分组成。温度采集模块通过红外热成像仪采集温度,通过USB接口将温度数据传递到计算机中;利用计算机的计算、分析、存储、回放显示及文件管理等功能,使用虚拟仪器控制技术处理数据,通过lab VIEW编写软件程序,在计算机的屏幕上虚拟出仪器的面板及相应的测试功能,实时显示被测组织的温度状况;最后输出控制信号经过PID控制器,控制激光的透过效率,控制生物组织加热的温度。本系统的设计过程中,首先研究了系统搭建的理论基础,光热治疗原理、红外成像技术以及PID控制原理;然后开始硬件的搭建,将三个部分通过USB接口技术链接起来,接通信息通信的桥梁;利用虚拟仪器技术,通过lab VIEW编写软件程序,使整个系统工作起来;通过对PID参数的整定,最终实现温度控制,无损监测的目的。最后通过本系统研究了温度与热损伤的关系,在完成治疗系统设计的基础上,通过控制加热源与成像仪视场边缘温度,得到了温度、距离与加热时间的关系。