本研究组2004年首次在国际上提出并证实了一种原位诊断的超声和光声双成像方法（Opt.Lett.29(15)），此方法在传统的B型扫描超声成像基础上，加入了反映组织吸收特征的激光激发超声场成像，丰富了传统超声成像的信息，展示了临床应用的巨大前景。目前计划将此技术发展成一体化的超声与光声层析双成像系统，此工作是首创的，并已申请发明专利。光致超声场成像的物理过程为：脉冲激光的吸收造成组织快速热膨胀、产生光声信号，此信号携带组织光吸收特性信息，而光吸收特性可以反映组织的病理、生理特征。通过测量光声信号重建组织中光吸收分布图像。由于激光的窄光谱线宽，其吸收是病理特征分子或标记分子选择性的，此方法既是一种无损伤的结构成像方法，也是一种组织的代谢功能成像方法。本课题计划发展此种快速、高分辨率双成像系统样机，既可以实现快速的光声层析成像，又能够同时实现传统的超声成像，可望发展成一种方便快捷的临床诊断仪。

项目通过学科交叉、技术创新、系统集成，研制出在关键技术、核心技术方面拥有自主知识产权的应用于医学临床诊断的光声和超声双成像系统。开发研制了多通道并行采集电路，利用先进的并行数据处理技术解决目前光声成像中成像时间长，无法进行快速成像的问题；设计组装了光激发与声探测一体化的光声扫描探头，实现方便、灵活、快速的光声、超声成像检测；改进了基于小波变换抗噪的有限场滤波反投影算法，建立和完善光声、超声双成像检测技术平台；并进行了大量的临床实验研究，优化光声超声成像系统参数、控制软件及图像重建软件，所研制的样机在合作医院门诊进行小范围的试用及测试。项目还构建了肿瘤特异性靶标分子修饰的功能纳米粒子，并进行了光声肿瘤特征分子成像实验，为光声成像临床识别早期肿瘤开创了新的途径。同时，本项目进一步开拓光声成像在临床医学中应用研究，包括肿瘤治疗过程的光声监控及疗效评估，脑血管病变研究，特异性标记的早期肿瘤检测，早期骨坏死光声检测等。本课题发展的快速、高分辨率的双成像系统样机，既可以实现快速的光声层析成像，又能够同时实现传统的超声成像，提供更丰富可靠的组织病变参数，可望对临床诊断影像学信息获取起到重要推动作用。