内窥镜物镜是双光子成像应用于医疗内窥成像的关键部件，物镜的成像质量和信号光收集效率对最终图像的质量至关重要。为光纤扫描式双光子成像系统设计了一款高收集效率、大视场、结构紧凑的物镜。在该系统中，920 nm飞秒激光从双包层光纤纤芯部分出射，经过物镜后激发样本，激发出的460 nm二次谐波和510 nm荧光再次经过物镜后被收集到光纤包层中。在此过程中，为了提高荧光的收集效率，对物镜组进行轴向色差设计，以使更多的荧光进入光纤包层部分。利用Zemax光学设计软件进行系统优化设计，设计结果表明：物镜组在920 nm波长下全视场范围内的调制传递函数在700 lp/mm处大于0.25，满足激发光的使用要求；在Zemax软件非序列模式下,将设计的物镜和传统梯度折射率物镜的信号光收集效率进行比较，仿真结果显示，所设计的物镜的信号光收集效率高达54%，比传统梯度折射率物镜提高了2倍以上。

双光子荧光显微成像技术具有较低的光漂白与光损伤、较佳的成像对比度、较深的穿透深度等优点。采用结扎大鼠冠状动脉左前降支的方法建立急性心肌缺血模型，通过双光子荧光显微成像技术获得不同结扎时间下大鼠左心室前壁心肌组织的双光子荧光图像。从中分析了不同结扎时间下心肌组织的形态学变化，实现对心肌组织损伤范围的确定；并对双光子荧光图像进行快速傅里叶变换(FFT)，使用方向指数这一参数对心肌缺血的程度进行初步的量化评估。结果表明,双光子荧光显微成像技术结合FFT分析技术,有望在心肌缺血性疾病的诊断和治疗中实时、快速、准确地判断心肌缺血的范围和评估其损伤程度。