血流速度异常是微血管功能障碍的迹象之一。因此,连续监测血流速度变化对于评估微血管功能和解析基础研究中的病理学机制具有重大意义。激光散斑成像是一种无接触、宽场、高时空分辨率和低成本的血流速度检测技术,在临床诊疗方面取得了广泛应用。然而,诸多因素影响了激光散斑血流检测的准确性,其中包括与成像系统有关的相干性损失和光电探测器噪声、与生物组织特性相关的电场自相关函数形式、与静态散射相关的非各态历经性成分以及有限统计样本量。为了提高血流速度检测的准确性,实现定量激光散斑血流成像,使在不同应用场景下测得的血流速度指标具备可比性,本文针对上述问题,利用概率统计方法解决了统计样本量对散斑衬比均值的影响,提出了一种对0.1～30 mm/s范围内的流体速度进行无偏估计的方法,探讨了生物组织特性和成像系统对新方法的影响,建立了定量激光散斑自逆协方差血流成像模型,并在仿体和动物实验中进行了验证。主要研究内容包括:（1）针对有限统计样本量下激光散斑衬比方法检测血流速度不准确的问题,通过建立散斑衬比平方的伽马分布模型,推导了散斑衬比均值及其信噪比与统计样本量大小的定量关系,提高了激光散斑衬比方法血流速度检测的准确性,为权衡激光散斑衬比成像信噪比与时空分辨率提供了指导。（2）针对有限统计样本量下激光散斑衬比方法检测低血流速度不准确的问题,提出了一种检测血流速度的新方法——散斑自逆协方差。与传统的散斑衬比方法相比,散斑自逆协方差方法具有无偏性、相合性、更高的计算效率、更高的信噪比和更大的线性拟合优度。（3）针对统计样本量、成像系统参数和生物组织特性影响激光散斑血流成像准确性的问题,分析了静态散射、激光光源的偏振态和相干性、放大倍数、光圈大小、曝光时间、光电探测器噪声和电场自相关函数形式对血流速度检测的影响,推导了它们在激光散斑自逆协方差方法中的参数化形式,建立了定量激光散斑自逆协方差血流成像模型,并将该模型应用到透过小鼠完整颅骨观察大脑皮层中动脉栓塞和皮层扩散性抑制过程的血流变化的实验中,提高了血流速度分布图像的信噪比和血流速度检测的准确性。在非各态历经性条件下,分析了时间域和空间域的光强自相关函数的本质区别,指出了对时间域激光散斑血流成像结果进行空间平均的必要性。