目前恶性肿瘤的诊断与治疗属人类健康难题,而对其进行早期诊断及干预可有效提高其治愈率。荧光药代动力层析成像(Pharmacokinetic fluorescence molecular tomography,P-FMT)可描述生物组织对荧光剂的摄取、分布、代谢、清除等时变过程,对肿瘤组织的在体早期诊断、分期以及药效评估等具有重要应用价值。该技术要求测量系统具备快速采样能力,以捕捉生物体内快变化的荧光信号。因此,本文提出了一套面向P-FMT的、结合多源探布配方案与锁相光子计数检测的并行速检型动态测量系统,兼备高灵敏度、高空间采样密度和高时间采样率的特点。本测量系统采用16根源探同轴Y形双芯光纤环绕成像平面均匀布配的布局风格进行测量,以提高系统的空间采样密度,进而降低成像算法固有病态性的影响。同时,采用自行设计的、可调频编码的、含16个半导体激光器(Laser Diode,LD)的光源系统,以达到多源并行激发的目的;并配合使用基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)平台开发的锁相光子计数检测系统,可快速完成数据的并行获取,进而实现动态测量。系列先验实验表明本系统具备良好的稳定性、环境光抑制能力以及较低频率串扰率;静态和动态仿体成像实验,证明其具备良好的成像能力和代谢率分辨能力;健康小鼠吲哚菁绿肝代谢实验证明其可以有效捕捉小动物体内快变化的荧光信号,具备良好的动态测量特性,因此有望进一步推动P-FMT在肿瘤研究应用的发展。