本文共分为三章进行论述:　　第一章超声光散射成像技术在乳腺肿瘤成像中的应用　　目的:探讨OPTIMUS对乳腺肿块定性诊断的临床价值;通过与肿瘤MVD的对比，探讨OPTIMUS检测乳腺肿块MHC的可靠性及其临床意义;比较OPTIMUS与全数字化乳腺摄影(full-field digital mammography，FFDM)对乳腺肿瘤的诊断价值。　　方法:①收集2007年4月～2008年7月在中大医院普外科住院的乳腺肿瘤患者64例（65个肿块），术前行OPTIMUS检查，并测量乳腺肿块的大小和深度，根据其MHC值判断良恶性，以病理检查结果作为金标准，计算OPTIMUS诊断乳腺恶性肿瘤的灵敏度、特异度等指标，分析OPTIMUS诊断乳腺肿块漏、误诊原因;②选取40例乳腺肿块，良、恶性各半，对手术标本行抗体标记的免疫组化方法测定微血管密度(Microvessel density,MVD)，探讨MHC与MVD的相关性;③64例拟诊乳腺肿瘤患者，术前采用双盲方法均行OPTIMUS和FFDM检查，以手术病理结果作为对照，将OPTIMUS结果与FFDM结果作对比分析。　　结果:①经OPTIMUS探测，65个乳腺肿块被探测到，超声光散射BI-RADS分级与病理诊断结果比较，诊断正确率为86.2％(56/65)，灵敏度为87.0％(20/23)，特异度85.7％(36/42)，阳性似然比6.087，阴性似然比0.175。良性肿瘤的光散射断层成像(DiffusedOptical Imaging，DOI)示蓝色背景上肿块颜色主要呈蓝色-绿色，经良性肿块散射的光子数与正常乳腺组织相似，光子运动的速度与正常组织接近;恶性肿瘤的DOI示蓝色背景上肿块颜色主要呈红色，经恶性肿块散射的光子数则低于正常组织，而光子运动出现加速。②良性组与恶性组的MHC和微血管密度MVD差异均有统计学意义(P＜0.05)，即乳腺肿块恶性组的MHC和MVD值均明显高于良性组;无论在良性组和恶性组，MHC与MVD之间均存在显著性相关:r良性=0.885，r恶性=0.801，与MHC对应，良性肿块间质内的微血管稀疏，其MVD值较小;恶性肿块间质内的微血管较密集，其MVD值较大。③经OPTIMUS探测，65个乳腺肿块被探测到，OPTIMUS结果与病理结果比较，诊断正确率为86.2％(56/65)，灵敏度为87.0％(20/23)，特异度85.7％(36/42)，阳性似然比6.09，阴性似然比0.175。FFDM对本组病例诊断其诊断正确率为73.8％(48/65)，灵敏度为82.6％(19/23)，特异度71.4％(30/42)，阳性似然比2.891，阴性似然比0.243。经统计学分析，术前OPTIMUS检查与FFDM检查对乳腺肿瘤定性诊断无明显统计学差异。　　结论:OPTIMUS超声光散射成像可以提供较准确和客观的数据，有助于乳腺肿瘤良、恶性的鉴别诊断;其测定的MHC值可在一定程度上反映肿块内Hb浓度的高低，肿块内Hb浓度是决定MHC值大小的最主要因素，肿块的直径或深度能在一定程度上影响MHC的测量。 OPTIMUS与FFDM诊断水平相当，优势互补，能够成为当前乳腺疾病影像诊断技术有效的、必要的补充手段。　　关键词:超声;光散射成像;乳腺肿瘤;最大血红蛋白浓度;全数字化乳腺摄影　　第二章基于二氧化硅磁性荧光纳米粒子探针在乳腺癌成像中的应用　　目的:构建并合成二氧化硅荧光磁性复合纳米多功能探针，从而实现对乳腺癌细胞MRI和荧光双模态靶向成像，区别不同HER2水平乳腺癌，初步研究其靶向标记HER2高表达乳腺癌细胞的双模成像。　　方法:首先合成Fe3O4纳米粒子(Fe3O4 Nanoparticles，Fe3O4 NPs)，然后将其和RhBTIC-APTMS包在二氧化硅硅壳内，再在硅壳表面绑缚特异性抗体，从而形成具有HER2受体靶向功能的二氧化硅荧光磁性复合纳米探针。我们使用透射电子显微镜(Transmission electron microscope，TEM)、能量弥散X线(Energy dispersive X-ray，EDX)、荧光成像对所合成的复合纳米粒子进行表征，最后使用这种纳米探针对人乳腺癌细胞行荧光成像和磁共振成像(MRI)的双模态靶向成像。在本实验中，三种乳腺癌细胞被用于实验该纳米探针的靶向能力。具有高HER2表达的SKBR3乳腺癌细胞被用作实验组，具有低HER2表达的MCF7乳腺癌细胞及不表达HER2的MDA-MB-231的乳腺癌细胞被用作对照组。　　结果:我们合成的纳米探针特点如下:具有一个壳-核结构，以Fe3O4纳米粒子作为磁性核，将燃料包埋的二氧化硅作为荧光壳，平均内径150nm左右，探针的最外表面被特异性抗体修饰使其具有靶向能力。上述纳米探针对人乳腺癌细胞行荧光和磁共振成像(MRI)的双模态靶向成像后，结果表明经纳米探针孵育后，SKBR3乳腺癌细胞显示出最强的信号，MCF乳腺癌细胞显示了中等的信号，而MDA-MB-231乳腺癌细胞则呈现出最弱的信号。这些结果与上述三种乳腺癌细胞系HER2的表达水平(SKBR3＞MCF7＞MDA-MB-231)具有很好的一致性，因此，这种纳米探针能够鉴别具有不同HER2表达水平的乳腺癌细胞。　　结论:荧光成像和MRI结果证实所构建的纳米探针能够区别具有不同HER2表达水平的三种乳腺癌细胞。由于此纳米探针具有双模态成像和特异性靶向成像的特性，预期此纳米探针在肿瘤性疾病的诊断和治疗中具有应用前景。　　关键词:乳腺癌;靶向;HER2;双模探针;荧光成像;磁共振成像　　第三章基于磁性碳纳米管复合纳米粒子在乳腺癌成像中的应用研究　　目的:制备一种磁性碳纳米管复合纳米探针，研究其荧光和磁性特性，实现对乳腺癌细胞的荧光成像，兼具磁场可诱导成像特性，探索其是否可能成为一种潜在的标记HER-2高表达乳腺癌细胞的光学成像探针。　　方法:首先合成Fe3O4纳米粒子(Fe3O4 Nanoparticles，Fe3O4 NPs)，然后将其吸附在碳纳米管(SWNT)表面，再在上述复合纳米粒子表面包裹一层二氧化硅层，最后在二氧化硅表面修饰量子点，从而形成具有磁场靶向功能的可用于乳腺癌细胞成像的复合纳米探针。使用透射电子显微镜(Transmission electron microscope，TEM)、消光光谱、荧光光谱等手段对所合成复合纳米粒子的结构和光学特性进行了表征，最后使用这种纳米探针对乳腺癌细胞进行荧光成像。　　结果:我们合成的纳米探针特点如下:具有一个核壳结构，以表面修饰了碳纳米管的纳米粒子为核，以表面修饰了量子点(QDs)的二氧化硅(SiO2)作为荧光壳，整个纳米探针呈圆柱状，直径约为300 nm，长度为400 nm到1μm不等。以SKBR3和MCF7两种乳腺癌细胞作为细胞模型，结果显示该探针的光学信号具有良好的生物环境稳定性和磁场可诱导靶向特性，当其与乳腺癌细胞共孵育2小时后，即可获得显著的荧光细胞成像。同时，位于磁铁端的肿瘤细胞显示了更强的荧光信号，即该探针具有良好的磁场可诱导成像特性。　　结论:成功设计制备了一种可用于肿瘤细胞成像的多功能磁性碳纳米管复合纳米探针。SWNT由于其大的比表面积被用作整体结构支架，而Fe3O4、SiO2和QDs被用作功能型组件。实验结果显示Fe3O4赋予的磁性可实现该纳米探针在磁场引导下肿瘤细胞内的荧光成像。如果进一步将该纳米探针和特异性抗体材料相结合，可以构建出一种具有磁可控性质的乳腺癌靶向光学成像系统。