光聲顯微成像兼具高光學組織對比度，以及超聲的高穿透深度和高空間分辨率的優點。但一方面在光聲顯微成像中，組織深層目標易被淺表目標屏蔽，另一方面其橫向分辨率與焦深的矛盾一直限制了光聲顯微的成像質量。針對這兩個問題，本實驗搭建了一套基于超聲分辨的光聲顯微成像系統。其采用一種非共軸的照明-探測方式來減少淺層組織對深層信息的影響，并且采用一種新的焦區積分算法來進行數據的處理，結合多次縱向變焦掃描來實現深層組織的高分辨探測。仿體實驗表明，該方法可以在不同縱向深度上保持約 0.6 mm 的橫向分辨率，與理論值相接近。裸鼠腫瘤成像結果表明，本文所提出的方法可以比普通的背向探測聲聚焦光聲顯微成像方法在深度方向上獲取更多的信息。隨著超快脈沖激光和高速掃描方式的發展，本文所提出的方法有望在腦部血管成像、宮頸癌內窺成像、淺表腫瘤成像等方面得到較好的應用。
