用于肿瘤术中导航成像的先进成像技术

在手术室中更清晰地“看见”癌症

癌症手术常常涉及一种微妙的权衡：既要切除每一处癌细胞，又要尽可能保留健康组织。本文综述解释了新一代成像工具如何帮助外科医生在手术过程中实时可视化肿瘤及其边界。对普通读者而言，这些技术的吸引力很直接——通过在手术中为外科医生提供更清晰的“地图”，它们有望减少返修手术、提高切除精度并改善长期生存机会。

为什么术中更好的可视化很重要

癌症如今是全球主要死亡原因之一，而手术仍然是治疗的基石。然而，即便是最熟练的外科医生，长期以来也受限于术中可见和可触及的范围，以及术前几天或几周的影像检查结果。传统工具如超声、CT、MRI 和 PET 有助于术前规划，但它们通常体积大、速度慢或不适合在手术中连续使用。因此，往往难以准确判断肿瘤何处结束、健康组织何处开始，这增加了残留癌组织或切除过多正常组织的风险。本文综述阐明了“术中成像”——在手术室中实时使用的成像——如何改变这一局面。

发光的肿瘤与新的点亮方式

一个主要进展是荧光成像，其中特殊染剂或分子探针在近红外光下使肿瘤发光。早期的非靶向染剂如吲哚菁绿已经帮助外科医生勾勒肿瘤轮廓、追踪淋巴管并发现乳腺、肝、肺和胃癌中的关键淋巴结。更新的靶向探针则通过定位肿瘤细胞或其微环境中过度表达的分子更进一步。例子包括结合生长因子受体、免疫检查点或在肿瘤支撑组织或缺氧区丰富存在的蛋白的探针。有些制剂甚至可以与抗癌药物连接，将精确成像与治疗在同一分子中结合。早期临床试验表明，此类示踪剂可以发现隐匿的肿瘤灶并减少保乳手术后的返修手术需求。

超越发光：声音、光与多色成像

尽管荧光成像处于核心地位，综述强调了若干互补方法，它们能够呈现肿瘤的不同特征。光声成像利用短脉冲光在组织内产生声波，结合了光学方法的细节与超声的深度穿透，已能够揭示其他扫描方法遗漏的微小转移灶。多光谱和高光谱成像将光分成许多波段，捕捉组织在吸收和反射光谱上的细微差异；在乳腺、宫颈和胃肠道肿瘤中，这可以高精度地区分癌变与正常组织。超声方面的进展——包括测量组织硬度的技术——补充了深度信息，帮助显示癌症的浸润范围。拉曼光谱学通过读取分子散射光形成的化学“指纹”，提供无标记且高度特异的术中癌变识别，尤其在与其他成像模态结合时表现优秀。

构建三维地图并结合多视角

文章的另一个主题是将影像组合成外科医生能直观使用的三维与多模态视图。血管、淋巴通道与器官的三维重建，叠加荧光信号，有助于精确规划肝段与肺段切除并指导复杂的淋巴结清扫。将 PET 与光学成像合并的混合系统，或将核医学示踪剂与荧光配对，允许同一探针既用于术前的全身扫描又用于术中的导航。新兴平台整合激光消融、光学相干断层成像和机器人技术，以高精度自动定位并处理病灶。这些方法旨在既为外科医生提供肿瘤扩散的“全局视野”，又提供沿着安全、干净切缘切除所需的细节。

更智能的系统、个性化靶点与尚存障碍

综述还展望了人工智能与个性化医学的作用。机器学习模型已在实时区分癌变与正常组织、识别关键解剖结构，甚至在胰腺手术中预测淋巴结转移方面发挥作用，可能减少对快速病理的依赖。与此同时，影像探针正在为匹配每位患者肿瘤的独特分子特征而重新设计，将术中图像与基因和分子谱联系起来。然而障碍仍然存在：许多系统昂贵、复杂且难以融入常规工作流程；部分需要具有严格安全管理的专用对比剂；将这些数据整合进导航系统的标准仍在发展之中。

这对患者意味着什么

用通俗的说法，文章的结论是外科医生正在获得一种他们以前从未真正拥有的能力：在手术过程中以高清晰度“看见”活体的癌症。通过点亮肿瘤、读取其化学特征、以三维方式映射并结合多种影像——且常常由 AI 协助——这些工具有助于在切除更多肿瘤的同时保留更多健康组织。尽管在这些系统广泛应用前仍需解决成本、培训和技术差距，但发展方向明确。先进的术中成像有望成为标准癌症手术的重要组成部分，为患者带来更精确的手术、更少的复发和更好的长期控制机会。

引用: Li, K., Zhang, Y., Yang, H. et al. Advanced imaging techniques for tumor intraoperative navigation imaging. npj Imaging 4, 18 (2026). https://doi.org/10.1038/s44303-026-00150-1

关键词: 术中成像, 荧光引导手术, 肿瘤边界检测, 多模态癌症成像, 光声成像