在西方，乳腺癌已占女性恶性肿瘤发病率首位。处于相对低发区的我国，近年来其发病率也呈现明显上升趋势。对乳腺肿瘤患者来说，进行早期、准确的诊断显然具有极其重要的意义。现行的诊断方法主要是影像学诊断和组织形态病理学诊断。为了不断探索新的更有效的诊断手段，人们开展了大量的研究工作。 近20年来，人们对于应用各种光学手段实现乳腺癌在线诊断的兴趣越来越浓。本文在前人研究的基础上，进一步开展了如下研究工作： (1)探讨了光纤生物传感技术在乳腺肿瘤检测中的应用。利用自行研发的一套三维荧光光谱光纤传感系统对新鲜的人体乳腺组织切片进行了研究，实验结果表明乳腺癌变组织与正常组织的自体荧光光谱的峰位和峰强比值存在明显区别，这是因为癌变组织的生化成份较正常组织发生了根本改变所致。这些研究工作为以后实现乳腺肿瘤的临床在线诊断打下了基础。 (2)针对当前已经出现了一些以检测光谱为手段的光纤生物传感系统，本文就不同光谱方法在生物医学应用中的特点做了对比研究。我们运用各种光谱手段包括ATR-FTIR光谱，Raman光谱以及荧光光谱对人体乳腺组织切片进行了测量，并通过光谱分析提取有用的生物信息。最后，还评价了各种不同的光谱手段在生物医学应用中的特点以及发展前景。 (3)探讨了成像光谱技术在乳腺肿瘤检测中的应用。我们运用点扫描的方式获得了人乳腺新鲜组织的拉曼光谱数据集，然后利用相关系数成像的方法进行图像重构，显示出了某些生化物质(如DNA，细胞质，胶原，脂肪等)的空间分布以及变化，最后又将正常组织与肿瘤组织某些生化成分的拉曼成像进行对照，发现它们之间有明显的不同，可以作为判别乳腺肿瘤情况的重要依据。