双光子荧光寿命成像技术在对生物组织进行高分辨三维成像的同时能获得生物组织的生化特性信息，实现结构和功能的精细定量表征，为生物组织的非侵入、无标记、活体成像提供了一种强有力的工具。该技术在肿瘤检测方面具有广阔的临床应用前景，已成为当前生物医学领域研究的热点之一。首先简要介绍了双光子荧光寿命的概念和常用检测方法；其次，结合课题组开展的胃癌和神经胶质瘤诊断等相关研究成果，详细介绍了双光子荧光寿命成像技术在消化道肿瘤、脑肿瘤及皮肤癌等肿瘤检测方面的最新研究进展；最后展望了该技术在未来临床应用中的潜在优势和可能面临的挑战。

组织光透明技术结合双光子显微成像(TPM)技术能够有效提升生物样品的显微成像深度, 然而现有的光透明剂与常用显微物镜的浸润介质折射率并不匹配, 会引入球差从而降低深层组织成像的荧光强度和分辨率。针对该问题分析了球差对TPM荧光强度和分辨率的影响, 建立了由物镜特性(数值孔径和浸润介质)、聚焦深度和物体折射率等参数构成的球差补偿模型, 进而指导空间光调制器进行球差补偿。对荧光小球仿体样品和光透明脑组织样品的双光子成像结果显示, 该球差补偿方法能显著提升样品信号量和系统纵向分辨率。另外, 该方法在校正过程中无需多次成像, 操作简单且耗时短, 对光透明剂和显微物镜无特殊要求, 具有较强的通用性。