乳腺癌是最常见的女性恶性肿瘤,对女性的健康和生存构成了重大的威胁。“早诊断,早治疗”是降低乳腺癌死亡率、提高患者生活质量的最有效的手段,但目前的临床诊断技术分辨率一般都为“毫米”量级,无法在细胞水平上早期评估乳腺疾病的病理状态。因此,探索面向临床的具有组织病理学的高分辨率的原位无损诊断的新方法新技术,对乳腺肿瘤的早期识别诊断具有重大的意义。近年来,多光子显微技术在早期肿瘤诊疗方面呈现了很强的可行性和广阔的应用前景,该技术具有高空间分辨成像、低细胞损伤、大成像深度等优点,能够在细胞水平上对生物组织进行成像,获得生物组织的形态结构和光谱信息。本论文中,我们主要是进行基于多光子显微技术的乳腺肿瘤早期识别的研究。首先为了实现乳腺肿瘤和非肿瘤性疾病的鉴别诊断,本论文应用多光子显微技术对正常乳腺组织和几种常见乳腺非肿瘤性疾病进行成像研究,结果表明：(1)正常乳腺组织中的脂肪细胞、乳腺导管中的腺上皮细胞和肌上皮细胞、血管等都具有较强的双光子激发荧光信号,而乳腺结缔组织中的胶原纤维和导管基底膜则具有较强的二次谐波信号,这使得多光子显微技术能够高分辨识别乳腺组织中的不同结构成份；(2)多光子显微技术能够区分不同的乳腺非肿瘤性疾病,包括乳腺纤维腺瘤、乳腺增生和乳腺囊肿,并能够提取胶原纤维的密度和方向、腺泡的周长等光学诊断参数,用于定量识别诊断乳腺非肿瘤性疾病。此部分的相关成果发表在Journal of Microscopy,258(1),79-85,2015(SCI收录,IF=2.3)、Proceedings of SPIE,9230, 9230N-1.2014(EI收录)上。其次,本论文应用多光子显微技术对两种常见的乳腺肿瘤(乳腺导管原位癌和浸润性乳腺导管癌)进行成像研究,结果表明：(1)多光子显微技术不仅可以识别这两种常见的乳腺肿瘤,还能区分乳腺导管原位癌的病理类型(包括筛型和实性型)和浸润性乳腺癌的浸润级别(包括低级别浸润性癌和高级别浸润性癌)；(2)多光子显微技术可以提取氧化还原比(NADH与FAD的比值)、细胞核面积和胶原纤维密度等参数指标,用于定量识别诊断乳腺肿瘤性疾病。此部分的相关成果发表在Journal of Physics D:Applied Physics,48,405401,2015(SCI收录,IF=2.7)、Lasers inMedical Science,30,1109-1115,2015(SCI收录,IF=2.5)上。然后,本论文应用多光子显微技术对乳腺肿瘤发展的不同阶段进行深入地研究,结果表明该技术可以监测乳腺导管癌从正常乳腺导管—非浸润性乳腺导管癌—浸润性乳腺导管癌的整个发展过程,同时还能观察到整个发展过程中细胞核面积、胶原含量及导管基底膜周长的增减差异,这些差异可用于定量区分乳腺肿瘤发展的不同阶段。此部分的相关成果发表在Journal of Biomedical Optics,20(9),096007,2015(SCI收录,IF=2.8)、Proceedings of SPIE,9303,93032P,2015(EI收录)上。最后,我们应用多光子显微技术对腋窝淋巴结进行成像研究,对乳腺肿瘤细胞在腋窝淋巴结中的转移情况进行评估,分析阴性淋巴结和阳性淋巴结的不同成像特征,为淋巴结的病理评估提供新技术新方法。此部分的相关论文"Distinction of tissue types in axillary lymph node histology based on multiphoton microscopy"和"Detection of breast cancer axillary lymph node metastases using multiphoton microscopy"正在整理投稿中。总之,通过本论文的研究工作,开拓了基于多光子显微技术的乳腺肿瘤早期识别、乳腺肿瘤发展进程实时监测、乳腺肿瘤细胞淋巴结转移评估的研究,并取得了一些创新性的成果,为多光子显微技术最终发展成为临床上“实时”、“无损”、“原位”诊断乳腺肿瘤和评估肿瘤的发展状态提供可靠的数据基础。