胃癌是严重威胁国人生命健康的重大疾病,其特殊病灶位置导致诊断困难,手术复杂且术后存活率低。目前针对胃癌的研究方案主要是从早期检测和个性化治疗两个方面出发。基于内镜的胃癌诊断方法是依据肿瘤形态学变化进行诊断,而早期的胃癌形态难以分辨,很难进行准确的早期诊断。在胃癌发生发展过程中,肿瘤细胞分子功能的改变早于形态学变化,因此,研发可识别胃癌肿瘤细胞分子水平变化的成像技术对胃癌的早期诊断十分重要。结合新兴的契伦科夫荧光成像技术,内窥契伦科夫荧光成像可以实现细胞分子水平的胃癌特异性功能成像。然而,已有契伦科夫荧光内窥镜的信号采集效率过低,导致其无法满足临床使用需求。另一方面,癌症的发生通常会导致细胞表面受体的不正常表达,因此精确量化细胞表面受体的可用性对癌症的精确诊断、个性化治疗、抗肿瘤药物研发及药效评估监测具有重要意义。然而,与受体特异结合的分子探针具有特殊复杂的药代动力学特性,使得在体定量细胞表面受体仍是难题。因此,基于内窥契伦科夫荧光成像技术开展胃癌早期精确诊断和治疗面临两大问题,包括已有契伦科夫荧光内窥镜的荧光信号采集效率过低、已有内窥契伦科夫荧光成像技术未能实现肿瘤受体的在体定量。围绕内窥契伦科夫荧光成像技术的这两个问题,本文主要开展如下两方面研究:第一,针对契伦科夫荧光内窥镜的荧光信号采集效率过低问题,本文从硬件系统层面对契伦科夫荧光内窥镜的系统结构进行优化,以此降低契伦科夫荧光内窥镜在使用过程中对契伦科夫荧光信号的损耗。首先,分析已有契伦科夫荧光内窥镜结构,总结出影响其信号收集效率的因素,包括内窥镜光纤成像束的单丝直径、光纤成像束探头视场角、以及光纤成像束的材料等。其次,通过对比不同内窥镜转接装置、光纤成像束单丝直径、光纤成像束探头视场角、以及光纤成像束材料情况下契伦科夫荧光内窥镜的成像效果,确定系统结构的最优参数。最后,按照这些最优参数配备契伦科夫荧光内窥镜,进行空间分辨率和灵敏度测试,包括白光和荧光空间分辨率、离体和在体灵敏度。此外,本文还探究了常用闪烁体对契伦科夫荧光信号的增强效果,以此作为内窥镜临床使用的参考。第二,针对胃癌细胞表面受体在体精确定量需求,本文探究了基于动态内窥契伦科夫镜荧光成像技术的受体定量方法,并将其开发成肿瘤受体定量软件平台。本文的软件平台主要包括了动态光学图像的处理功能、感兴趣区域的圈取功能、时间活度曲线的提取功能、以及房室模型的求解等功能。首先,对采集到的序列动态荧光图像进行批处理,包括内窥图像畸变矫正、高能射线噪声去噪、去除背景等。其次,对批处理后的序列动态荧光图像进行感兴趣区域圈取,并计算感兴趣区域的荧光信号均值,提取时间活度曲线,进行放射性光源核素衰减校正,数据管理和展示。最后,针对提取的时间活度曲线选择房室模型进行求解,可选择的房室模型主要包括Logan图表参考组织区域模型(Logan Graphical Analysis With The Reference Tissue Model,GARTM),简化参考组织区域模型(Simplified Reference Tissue Model,SRTM)和Gurfikel指数模型(Gurfikel Exponential Model,GEXPM)。软件平台的整体框架和大部分功能采用Qt和C++实现,其中模型计算部分采用C/C++和MATLAB混合编程技术。