본 발명은 생체 내에 주입된 형광 물질의 약물 동역학을 이용해 혈관 밀도, 관류 정도, 혈관 투과도를 높은 해상도로 영상화 할 수 있는 장치 및 방법에 대한 것으로, 본 발명에 따른 약물동역학을 이용한 혈관의 기능적 영상화 장치는 관측대상 내에 흐르는 형광 물질의 시간에 따른 공간적 분포를 촬영하는 영상 획득부, 상기 영상 획득부에 의해 획득된 영상에 대해 혈관 밀도, 혈류, 혈관 투과도에 관한 혈관의 기능적 파라미터 맵을 추출하여 각 파라미터 별로 영상화하는 영상 분석부 및 상기 영상 분석부에서 영상화된 이미지를 출력하는 출력부를 포함하여 구성되어, 종양, 당뇨병에서의 안구 및 하지의 혈관 합병증 등 다양한 혈관 관련 질병의 임상적 진단 및 임상 연구에 사용될 수 있다.