微循环功能是反映危重病人器官生理状态的关键指标，为确定后续治疗手段提供了重要依据。传统上采用显微镜等手段观察体表微循环状态，但仅能获得组织毛细血管的空间形态，获取的功能性信息有限，难以满足临床需求。针对肠道内微循环监测需求构建了小型化光纤光声内窥镜，将成像探头伸入活体小动物直肠内以旋转扫描的方式进行内窥成像。在扫描过程中通过逐点探测由激光脉冲在生物体内激发出的超声波，能够获得消化道内壁血管空间分布；基于动静脉血在光学吸收谱上的差异，采用双波长激发获得了血氧饱和度的空间分布。基于数小时的连续监测，发现小动物患脓毒症后直肠内壁血管结构与血氧饱和度均发生明显变化。实验结果表明，该技术能够以无创方式表征典型微循环疾病模型的功能性变化，为微循环的无创监测提供了一种新的技术途径。

光声成像作为一种既能提供光学高对比度又能实现声学大成像深度的新兴医学影像技术, 可通过对肿瘤滋养血管的三维成像, 为癌症的早期诊断提供一种全新的高灵敏检测方法。本文针对消化道肿瘤的临床成像需求, 提出了一种内部光激发、外部声探测的透射共轴式光声消化道内窥成像系统, 并通过仿体与离体生物组织的成像实验, 与现有的反射非共轴式光声内窥成像系统的成像性能进行了对比。实验结果表明, 在仿体样品中, 透射共轴式光声内窥成像系统的信噪比相对反射非共轴式系统最高提高了43.3 dB, 成像深度增大了28.4%; 而离体生物组织中, 在10.7 mm深处, 其信噪比也提高了9.7 dB。实验验证了本设计有效提高了光声信号的探测灵敏度, 使该系统相较现有反射式系统具备更优的成像信噪比和成像深度, 为光声消化道内窥技术推向临床提供了一种具有重要应用潜力的实施方法。