与常规的强度成像方法相比，荧光寿命成像方法有不受激发光强度、荧光团浓度、光漂白等因素影响，可辨识强度方法无法分辨物质及可对快速荧光瞬态过程成像等优势。门控FLIM采用选通阵列成像器件，可以用于快速宽场成像。　　门控FLIM系统性能取决于强度图像信噪比、荧光衰减模型和系统时序。本文分别针对三方面进行了系统设计和优化。　　门控FLIM系统的强度图像信噪比模型取决于样品与光的相互作用特性、系统的光电成像特性及系统损耗和噪声等。本文建立了门控FLIM系统的信噪比模型，并分别针对染料和简单生物样品，进行了系统工作模式设计分析。　　系统的同步控制是系统实现的核心。系统采用内触发方式进行控制。本文分别从软件和硬件方面阐述了系统同步控制的实现。本文设计了针对单门多次采样工作模式的稳态成像时序，并进行了延迟修正。本文研究了时域参数的受限因素，并进行了主要时域参数的优化。各个时域参数可根据τ所需的实验精度要求进行合理化选取。　　本文研究了荧光衰减的单指数模型和多项式模型，并分别针对两种模型提出了基于两幅图的快速寿命计算法和基于多幅图的最小二乘法，可分别满足瞬态和稳态对成像速度和质量的不同需求。　　自行设计的软件平台可完成同步控制、视频处理和寿命反演算法集成。本文根据修正后的时序和优化后的时域参数获得了不同延迟的荧光强度图像，并通过不同延迟强度图像计算得到了荧光寿命图像。图像预处理研究，采用中值滤波的方式进行降噪，以提高图像信噪比。