光声成像(photoacoustic imaging,PAI)作为一种新型无创的生物医学影像技术,兼具了超声成像的低衰减、高穿透性和纯光学成像的无损、高对比度的优点。PAI可以呈现具有不同空间分辨率和穿透深度特性的多尺度图像,其中,光声介观成像(photoacoustic mesoscopy,PAMe)可突破光学扩散深度的限制同时提供高空间分辨率的图像,适用于开展在体肿瘤的生物机制研究,肿瘤治疗过程监测以及治疗效果预测与评估等方面的研究。结合目前国内外PAMe系统以及在肿瘤学研究中的现状,本文提出将聚焦式单超声探测器的高灵敏度与多角度立体扫描方式相结合,发展了新型PAMe系统。对系统硬件部分进行了设计与筛选,并完成了硬件部分的搭建。通过软件控制部分设计实现离散与连续双模式下的半圆柱立体扫描方案,以及光声信号的数据采集与存储。在获得有效光声信号后,采用了基于虚拟点探测技术的图像重建方法和并行运算的策略实现了图像的快速重建。为了验证系统的性能,首先设计并实施了仿体实验来评估PAMe系统性能,实验结果表明系统的空间分辨能力可达77μm并且能够初步实现三维成像。此外,对小鼠离体肾脏进行成像,实验结果中肾脏的轮廓以及内部血管网络清晰可见,最后还对小鼠肿瘤模型进行了成像,开展了对活体小动物肿瘤模型的PAMe方法研究。