癌症是现代人类社会中导致人类死亡的主要原因之一。结直肠癌和乳腺癌的发病率和死亡率在各类癌症中排名前三位。虽然现在人类的自身预防意识在不断提高,但是由于现有的肿瘤诊断技术的能力所限,大部分结直肠癌和乳腺癌被发现时已经发展到了一定的阶段,因此,通过外科手术切除肿瘤仍然是目前医学上对结直肠癌和乳腺癌的最具有根治性和疗效最好的治疗手段。对肿瘤边界的精确识别在肿瘤切除手术中具有非常重要的作用。近年来,作为非线性光学和近红外显微镜在生命科学的重要应用之一,多光子显微镜开始崭露头角。多光子显微成像技术基于双光子激发荧光和二次谐波原理,具有低光漂白和光损伤、高分辨率和高敏感度、穿透能力强、无需荧光染料、无侵入和实时成像等技术优点,非常适合用于人体生物组织的成像。在本文中,我们首先使用多光子显微镜对人体直肠管状腺癌与正常直肠粘膜的边界区域进行成像,分别通过双光子激发荧光和二次谐波两个通道获得了直肠管状腺癌、正常直肠粘膜及其二者边界的多光子图像,图片展示了详细的生物组织微结构信息,我们利用组织形态学的观点进行分析图片内容,然后将多光子图像和医学苏木精伊红染色病理图像进行对比,发现二者显示的结果一致。我们又通过分别测量正常与癌的细胞核面积和胶原密度等参数并进行统计分析,进一步对实验结果进行量化。接下来,我们将女性乳腺浸润性导管癌与正常乳腺组织的边界区域放置于多光子显微镜下扫描,同样得到了两个通道的多光子图像,而且结果和苏木精伊红染色病理图像的结果相似,同时我们也进行了细胞核面积与胶原密度的定量分析。我们的实验表明,多光子显微镜作为一种新颖的生物医学组织显微成像技术,能够用于肿瘤边界的识别,在可预见的未来,微型化集成化的多光子显微镜将在肿瘤切除手术中发挥巨大的作用。