光学相干层析（Optical coherence tomography，OCT）是基于低相干干涉测量的一种新型的三维成像手段。该技术因具有非侵入式、低损、高分辨等特点已被广泛应用于生物医学领域。而在发育生物学中，哺乳动物早期胚胎发育机制的研究具有重大的理论意义和应用价值，但由于实验条件及相关方法学的局限性，以形态学演化为核心的早期发育模式与胚胎极性的研究，尚存在一些争议问题亟待解决。针对这一情况，本论文以OCT的一个分支“全场OCT（Full-field OCT，FF-OCT）”技术为基础，建立了一套研究早期胚胎形态学的新方法和新思路，并应用于小鼠早期胚胎发育的形态学研究中，得到了一系列有特色的成果。本论文首先发展和完善了全场OCT系统，并且突破全场OCT技术以往只能对固定胚胎（失去活性的胚胎）进行有效成像的限制，第一次成功获取了小鼠早期胚胎从受精卵时期到囊胚时期的早期发育典型阶段非荧光标记、三维活体的图像。这些发育阶段都具有鲜明的形态学特征，本论文也对各个时期主要的形态学参量提出了相应的量化方法，并进行了相关的形态学分析。进一步，本论文尝试了更为深入的工作：利用全场OCT技术探索与研究早期胚胎动态发育过程中形态学参量之间的四维时空关联。针对第一次卵裂事件中存在的种种争议问题，本论文对第一次卵裂前后的胚胎进行了三维活体成像的对比，并研究了受精卵里的第二极体、雌雄两个原核以及第一卵裂面的变化规律。继而通过相应的量化，以统计学的角度分析了这些形态学参量之间的时空演化机制。实验结果表明，第一卵裂面经过第二极体的概率只有27%，而且利用两个原核能够准确预测真实第一卵裂面的概率也只有24%。这些研究说明，第一卵裂面和受精卵时期的相关形态学参量不存在明确的时空关联。此外，本论文还利用全场OCT技术进行了与活体细胞内纺锤体结构相关的研究，并首次获取了小鼠卵母细胞和受精卵内纺锤体结构的非荧光标记、三维活体的形态学图像，并对其形态学参量进行了量化与分析。本论文的研究结果充分展现了全场OCT技术在早期胚胎发育机制与纺锤体相关研究中的应用前景。全场OCT技术将为发育生物学领域进一步的深入研究提供强有力的技术手段。