微波激励的热声成像技术是近些年发展起来的一种以脉冲微波作为激发源,基于生物组织内部的微波吸收差异,利用超声信号作为信息载体,结合了纯微波组织成像中高选择特性和纯超声组织成像中高分辨率的优点,可得到高分辨率和高对比度的组织图像的非电离式和非入侵式的新型医学成像方法。热声成像采用射频波段的微波激发超声信号,可大大提高成像深度,更适合于实际医学临床应用检测。本课题应用频率为1.2 GHz的脉冲微波激发,多元阵列探测器快速采集及重建的生物检测成像系统,并在此系统上开展结合生物医学临床影像检测实际应用的基础研究。　　 肾结石作为一种危害人体健康的常见泌尿系统疾病之一,近年来发病率逐年升高。因此,肾结石的检测和成像对治疗结石有着重要的作用。对于一般的结石,基于其含钙多,硬度大的特点,采用当前一般的医学方法就可以检测。但尿酸类的结石,由于其密度与组织接近,再加上各种检测方式的局限性,使其在临床中难以检测。由于其主要成分(尿酸)的介电常数和电导率与周围肾脏组织有一定的差别,因此它与周围的正常组织在同样的微波辐照下存在微波能量吸收上的差异,受热膨胀不同,因此所激发出的热声信号大小也就不同。本实验成功地在生物组织里进行尿酸结石和草酸钙结石的微波热声成像,并与X光成像作出对比,弥补了临床对尿酸结石检测的盲区。　　 本文利用修饰的纳米粒子溶液进行微波热声、光声和核磁的多模成像。在模拟样品和生物载体实验上验证了对比剂的信号增强效应。将外源吸收增强剂的表面包裹碳层的磁性纳米钴粒子注射到脉管网络后增加了组织对微波、激光和核磁的吸收,从而增强了信号的强度,提高了成像系统对生物组织检测的特异性和灵敏度。对不同浓度的纳米粒子溶液进行热声、光声和核磁的模拟样品造影对比成像实验。无损地对小鼠肿瘤部位进行热声、光声增强造影成像,获得了清晰的对比剂分布图像,实现了外源吸收增强对比剂的增强造影成像,并在小动物肿瘤模型上实现了肿瘤定位成像。此研究利用纳米粒子进行多模成像,为临床医学影像上高效检测病理提供了一种可行性研究手段。