目的本研究旨在运用纳米炭示踪技术及多光子光学活检技术定位、定性及定量诊断直肠癌肠系膜下动脉(inferior mesenteric artery,IMA)根部淋巴结(253淋巴结)转移,并且分析253淋巴结的转移规律,进一步实现直肠癌根治术中的精准导航及微创治疗方法本研究分为三个主要实验章节。第一章:回顾性分析了2014年8月至2018年8月在南方医院行直肠癌根治术的502例直肠癌患者,将它们分成253淋巴结阳性组(253+)与阴性组(253-),两组的临床病理资料进行Logistic单因素及多因素回归分析,构建253淋巴结转移的预测模型并测试预测模型的准确性及临床价值。第二章:本研究共纳入66例患者,按照术前病人年龄(±3)、BMI(±2)、肿瘤位置、术前T分期以及是否接受术前新辅助治疗的1:1匹配方式将患者分为纳米炭组(CN)和对照组(CL),纳米炭组的33例病人均在术前一天行内镜下肿瘤病灶附近处纳米炭注射,两组病人均在腹腔镜下完成直肠癌根治术伴D3淋巴结清扫,观察术中253淋巴结示踪情况并比较两组间术中及术后恢复情况。第三章:对60例直肠癌患者术中挑选出部分253淋巴结行多光子成像,并且通过多光子成像技术对正常及肿瘤细胞行氧化还原率FAD/NADH的测定来进一步了解细胞的代谢水平,再通过与最终HE病理对比,建立淋巴结有无转移的多光子成像诊断特征,然后对48例直肠癌患者进行盲法验证研究来评估多光子成像的敏感性、特异性和准确性结果1.40例患者253淋巴结阳性(253+),462例患者253淋巴结阴性(253-),多因素结果显示:年龄小于60岁,女性,肿瘤分化差、肿瘤T分期为T3-4、肿瘤M分期为M1为253淋巴结转移的独立危险因素。2.术中腹腔镜下清晰可见黑染明显的253淋巴结,两组间术中及术后恢复情况无统计学差异,并且较未打纳米炭组相比,术前注射纳米炭组的病人术后251、253淋巴结及总的淋巴结检出数目均明显提高。3.多光子成像显示有肿瘤转移的淋巴结中淋巴细胞大小及排列不规整,周围少量不规则的胶原结构或弹力纤维组织,可出现细胞及细胞核的异型性,肿瘤细胞大小和形状不规则,细胞核及核质比增大,并且肿瘤细胞中的氧化还原率FAD/NADH也明显高于正常淋巴细胞,根据建立的淋巴结光学诊断特征与最终HE病理诊断相比较,多光子成像技术对诊断253淋巴结有无肿瘤转移的敏感性、特异性和准确性分别高达83.3%、97.6%和95.8%结论术前运用纳米炭示踪技术及术中多光子光学活检技术定位、定性及定量分析直肠癌253淋巴结是否发生转移,对于个体化直肠癌病人有助于术中决定IMA结扎水平及253淋巴结的清扫。