光声成像(Photoacoustic Tomography,PAT)是指以激光作为激发源,利用目标介质内部光吸收差异,进而产生不同频率的超声波,通过超声探测器接收,采用图像重建算法进行图像重建的成像方法。因此光声成像方法兼具超声波成像的高分辨率和光学成像的高对比度优势。然而光声成像方法的成像质量仍有待加强,临床尚不能满足生物组织的深层次的高分辨率成像。虽然光声成像模式开辟了避免光散射效应的有别于纯光学成像的新的成像方法,但光声信号尤其是高频或组织深处的光声信号常因强烈的衰减而难以被探测,这限制了光声成像对组织深处的高质量成像。因此本文提出一种新型的基于热效应的光声成像方式。利用外界激励源(激光,聚焦超声或者微波)加热目标,产生一个有别于周围温度的区域,温度的差异导致声速的差异,从而形成一个热致声透镜。再利用透镜的聚焦作用,获取深层次的光声信号,从而达到加深成像深度和改善成像质量的目的。本论文首次将激励源产生的热效应嫁接于光声成像,具体内容如下:1.分析了光声成像技术的优点和目前发展中面临的问题,拣选了应对所面临的问题的现有的办法,重点提出了本文解决这些问题的办法以及本文的研究意义。2.梳理了光声成像技术理论,重点分析了光声信号产生的物理过程,对影响光声成像质量的因素做了细致的研究。3.从理论和实验上分析了和验证了热效应的产生。重点分析了高强度聚焦超声(HIFU,High intensity focus ultrasound)产生的热效应。理论部分主要分析了热效应物理过程以及热效应对目标介质物理性质尤其是声学性质的影响;实验部分着重分析和验证了高强度聚焦超声照射目标介质时所产生热效应的情况,即所产生焦斑形状大小以及焦斑对声束的聚焦能力。4.对基于热效应的深度光声成像技术进行了实验研究。搭建了光声成像实验的硬件系统,开展了光声成像实验、基于热效应的光声成像实验,实验验证并证实了热效应对光声成像的改善作用。