脑出血是世界范围内致死、致残率最高的疾病之一,并且其发病迅速,快速准确的诊断和检测对阻止病情的恶化和对患者的治疗至关重要。目前,美国以及西方等发达国家都在竞相开展各种医疗成像方面的基础研究以应用于脑出血检测,其中的一个重点研究方向就是如何应用微波技术对颅内异质进行快速成像检测。颅内异质微波探测技术具有易携带、低辐射（与X射线相比）以及检测快（与CT、MRI和PET成像相比）和对颅骨穿透强（与超声成像相比）的特点,近年来在生物电磁学、影像医学等研究领域受到了极大的关注。电磁散射中,颅内异质与正常组织的耦合强,且散射弱,已成为微波脑成像在高性能成像（高准确度、高对比度和高分辨率）发展方向上的主要障碍。因此,为了解决上述技术障碍,本文主要从真实人脑组织的微波电磁特性建模及颅内异质的微波散射特性、微波共焦成像处理方法、涡旋电磁波高分辨率成像以及颅内异质探测实验四个方面开展研究工作。提出了颅内组织等效介电常数的估计方法;改进了以雷达成像为基础的微波共焦成像算法,同时提出了基于粒子群优化的共焦成像算法;进一步验证了涡旋电磁波在真实人脑内的强散射效应,利用涡旋波的相位特性进行能量局域增强,并在此基础上提出了多模态合成涡旋波成像。最后,设计了一种可调节的微波成像实验装置,初步验证了所述工作的可行性。上述的研究和结果,为本方向的后续工作奠定了坚实的基础。