乳腺癌是女性癌症死亡的主要原因之一,在美国乳腺癌大约占女性癌症的三分之一。在我国许多大城市,乳腺癌发病率呈逐年上升趋势,已经成为威胁女性身心健康的最大病魔之一。因此提高早期诊断水平是降低乳腺癌死亡率,提高保乳手术成功率和患者生活质量的最有效方法,是乳腺癌防治工作的重点。近年来,基于飞秒激光与物质相互作用产生的多光子成像技术吸引大批生物医学领域专家的兴趣,希望开发一种新的无创诊断技术。该技术具有分辨率高,穿透深度深,光毒性小等优势,能够在细胞和亚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及光谱信息。本论文旨在说明多光子成像技术在乳腺肿瘤早期诊断的应用潜能。首先对人体正常乳腺组织和最为常见的良性肿瘤之一的纤维腺瘤组织(管内型,管周型)进行多光子成像,结果表明不但能从组织形态变化定性识别人体正常乳腺和纤维腺瘤(管内型,管周型),而且可以通过结合图像分析方法对胶原形态(胶原密度,胶原方向)做定量识别。验证了多光子成像技术能识别正常乳腺组织和乳腺良性肿瘤组织,具有对乳腺良性肿瘤的诊断潜能,为之后的研究打下了基础。然后通过多光子成像获得了人体正常乳腺和导管原位癌组织的高对比度形态结构图,并通过分析图片中的组织形态特征来对它们进行识别,说明多光子成像技术具有对早期乳腺癌诊断的能力,也促进了多光子成像技术用于监测乳腺癌发展进程的研究。最后应用多光子成像技术对正常乳腺组织、低级别和高级别浸润性导管癌组织进行成像,结果表明多光子成像技术不但能从组织形态变化定性地识别正常乳腺、低级别和高级别浸润性导管癌,而且可以提取细胞核面积和胶原密度等光学参数进行定量的识别,说明多光子成像技术有能力进行实时监测乳腺癌的发展进程和指导临床医生实施有效的治疗方法。上述所得的结果都与组织病理学诊断特征相一致,进一步表明随着多光子成像技术的发展,该技术有望成为临床上能对乳腺肿瘤进行实时无损早期诊断的重要工具。