光声成像技术是近年快速发展的一种无损医学成像模态,可有效结合声学方法在深度组织成像分辨率上的优势和光学方法在组织结构信息上的优势,已成为生物医学成像领域的研究热点。光声成像可弥补核磁共振等传统成像手段的不足,实现脑皮层血管网的高分辨率多参数功能成像。但目前脑皮层光声显微成像的相关应用主要局限于小动物模型,缺少大动物模型的相关研究。猫是视觉神经科学研究领域的经典动物模型,利用光声显微成像技术对猫视皮层血管网进行高分辨率结构与功能成像,可为基于猫等大动物的视觉科学研究提供一种新技术新方法,具有重要的实用意义。本研究利用光学分辨率光声显微成像技术,对猫初级视皮层实现无标记的微血管三维结构与血氧饱和度成像,并检测心动周期内血氧饱和度的变化,为未来猫视皮层高分辨率结构/功能成像及其应用提供理论基础和实验数据。首先,设计动物实验流程,基于光声显微成像系统性能,对猫开颅后的视皮层区域进行全局结构成像,并结合超声成像获取的皮层表面信息,在毛细血管水平上得到理想的三维结构成像质量。然后,基于光声信号产生的物理机制与血氧饱和度的测量过程,将多种因素对光声信号幅值与血氧饱和度的影响进行了仿真分析,验证了光声信号在功能成像应用中的可靠性。在此基础上,基于仿真结果对猫视皮层血管的光声信号进行校正,改善血氧饱和度测量的平滑度和精确度。最后,根据改善后的结构成像结果,对皮层感兴趣区域的血管进行血氧饱和度成像。首先使用仿体实验,验证光声信号量化的可靠性,然后从感兴趣区域的功能成像中得到血管血氧饱和度的分布,观察到相邻动静脉的血氧饱和度差别。并对猫搏动皮层进行血氧饱和度测量,在心动周期内实现对动脉血管血氧饱和度变化的监测。