结直肠癌是世界范围内最为常见的一种癌症,并且是癌症高死亡率的主要原因之一,其中结直肠腺癌占85%以上。基于超快激光非线性光学过程的多光子显微成像技术,以其分辨率高,穿透深度深,对组织无损伤等优势,能够在细胞和亚细胞水平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显微成像技术在监测结直肠腺癌发展进程的应用潜能。首先对人体正常直肠组织进行多光子显微成像,结果不仅可以清晰地观察直肠组织主要的四层结构,而且对每一层中的微观结构也可以清晰地的识别,说明了多光子显微镜有对结直肠组织进行免标记成像的能力,同时也提供了正常直肠组织的多光子显微形态模型,建立了正常组织的参考标准,为之后的研究打下了基础：然后应用多光子显微成像技术对正常结肠粘膜、增生性息肉和腺瘤性息肉进行成像,获得了三种组织清晰的形态结构图片,并通过分析组织中的形态特征对其进行识别,验证了多光子显微成像技术对正常组织、良性病变组织及恶性病变组织的识别能力,也促进了多光子显微成像技术监测结直肠腺癌发展进程的研究；最后应用多光子显微成像技术对结直肠腺癌中不同发展阶段的病变组织进行成像,结果获得了不同组织的清晰地多光子图片,所得结果与组织病理学诊断特征相一致,说明多光子显微镜有能力监测结直肠腺癌的发展进程,并获得准确的诊断信息,帮助临床医生准确的判断病变进程并实施有针对性的治疗,随着光纤技术在多光子内镜中的应用及激光光源的不断发展,多光子显微成像技术有望成为结直肠腺癌临床无损诊断的有力工具。