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光谱技术以无损、实时等优点成为早期癌症诊断的研究热点,针对现有的光学活检系统在临床初步应用中尚存在对早期肠癌的诊断特异性较低的不足,本文在阐述自体荧光光谱技术与自体荧光成像技术在早期肠癌诊断应用研究进展的基础上,优化选取337、375、405和460nm为激发波长,采用FLS920稳态和瞬态荧光光谱系统获得离体结肠组织自体荧光光谱,应用基于特征提取的模式识别法对四个波长激发的光谱数据进行综合处理,并与主成分分析结合Fisher’s判别分析方法(PCA-FDA)分析单波长激发荧光光谱的结果进行比较,结果表明模式识别多波长激发光谱可提高区分结肠正常与腺癌组织以及区分结肠正常与低分化腺癌组织的准确率。应用多元曲线分辨-交替最小二乘法(MCR-ALS)对337nm波长激发的结肠正常与腺癌组织荧光光谱进行分析,结果表明MCR-ALS可从结肠组织自体荧光光谱中提取具有指示意义的主成分光谱,弹性蛋白、NAD(P)H和胶原蛋白为结肠组织的三个主成分,在组织癌变的过程中,NAD(P)H和胶原蛋白相对浓度的比值增大。针对405nm波长激发下的稳态荧光光谱存在635nm荧光峰的组织样品,将其荧光稳态和时间分辨荧光光谱与纯品原卟啉(PpIX)的荧光特性进行比较,结果表明卟啉类物质是635nm荧光峰的物质来源。最后应用Monte Carlo模拟分析不同聚焦深度的聚焦光束在均匀组织模型中的分布情况,分析聚焦光束的聚焦深度、非接触式检测的探测面积和源-探距离的对光谱检测的影响,结果表明在研制早期肠癌的非接触式光谱检测系统时聚焦深度应小于1mm；在漫反射光谱检测时,应根据探测信号的光强以及探测器响应灵敏度选择源-探距离；与0.1mm相比,探测面积的半径为0.6mm更合适；为反映不同深度组织光学特性,在改变探测深度时,应保持探测光锥顶角不变。总之,本文采用荧光光谱技术深入研究人体结肠正常与癌变组织之间自体荧光光谱差异的来源,初步建立结肠癌变组织自体荧光光谱诊断的判据,并给出非接触的光谱检测方式各参数对检测结果的影响,从而为提高光谱诊断的准确率,为其在结肠癌早期诊断的应用和推广提供理论参考依据。