用先进的癌症视觉护目镜连接临床前和临床荧光引导手术

帮助外科医生看清癌症的新型护目镜

癌症外科医生如履薄冰：切除不足可能导致肿瘤复发，切除过多又会损伤健康器官与功能。本研究介绍了一种先进的“癌症视觉护目镜”，这是一副可穿戴的“智能”眼镜，可以实时帮助外科医生看到发光的癌组织，并展示了同一设备在动物实验和人类手术中均能可靠工作。

为什么要清晰看到癌症如此困难

外科医生越来越依赖能在近红外光下使肿瘤发光的特殊染料。已有若干医院设备能将这种发光转换为图像，引导外科操作。但这些系统通常体积庞大、手持操作，并且对操作者握持和相机位置敏感。距离、角度或室内照明的细微变化会改变肿瘤的亮度，使不同医院、不同外科医生甚至同一患者的不同时间点之间难以比较结果。用于小鼠的临床前实验系统则相反：它们非常稳定和精确，但通常封装在与开放式手术室完全不同的密闭箱体中，这使得从实验台推广到临床变得困难。

一副适用于实验室和手术室的护目镜

癌症视觉护目镜旨在弥合这一差距。它像虚拟现实眼镜一样佩戴在头部，并在外科医生的视线中同时显示普通彩色图像和近红外发光。设备前方的两束绿色指示光像内置尺子：当光点重合时，视距固定在约半米。这个简单技巧锁定了可重复的观察几何，使亮度和对比度的测量可以随着时间和用户之间进行比较。系统还包括自动对比度调节、对激光光源的安全检测，以及以医院熟悉的标准医学图像格式保存数据的功能。

在小鼠身上测试护目镜

为了验证护目镜是否能匹配既有的成像系统，研究团队首先在携带乳腺肿瘤的小鼠上进行了研究。他们注射了一种行为类似于常用临床染料的示踪剂，并用护目镜以及放在遮光箱内的商业实验室设备对同一肿瘤进行成像。在有皮、暴露和切除的肿瘤视图中，护目镜产生的肿瘤与背景对比与台式系统同样优异，并且在邻近正常组织中常常显示出更少的杂散信号。逐像素的仔细比较显示，护目镜识别出的发光区域与参考设备高度重叠。与手持的临床相机不同，护目镜在较宽的工作距离范围内保持了几乎恒定的肿瘤对比，因为肿瘤和背景同时变暗，但它们的比值保持稳定。

在人类肿瘤中考验护目镜

研究人员随后转向手术室，对接受了肿瘤靶向荧光纳米探针的头颈部癌症患者切除的肿瘤样本进行成像。他们将护目镜与已获FDA批准并在临床中使用的手持系统进行比较。两种设备得到的肿瘤灰度图像相似，但护目镜额外提供了实时的发光地图，突出显示了肿瘤内的细微差异。定量指标显示，护目镜在肿瘤与非肿瘤区域之间往往提供了更高的对比度，同时在发光区域位置上与参考设备保持密切一致。由于护目镜使用固定距离引导，每个标本都在相同条件下成像，而手持设备的图像质量则随距离和设置而变化。

这对未来癌症手术意味着什么

总体来看，这些实验表明单一的可穿戴系统可在动物研究和人类手术中提供定量且可靠的荧光图像。对非专业读者而言，这意味着某天外科医生可能佩戴轻便护目镜，更清晰地看到癌症，而无需关闭手术室灯或转头查看分离的显示屏。同一工具也可供实验室研究人员在模拟真实手术的条件下测试新的肿瘤靶向染料，从而更容易比较结果并将有前景的探针推进临床试验。尽管还需更多多中心研究和临床试验，这些癌症视觉护目镜指向了一种更一致且直观的手术中癌症可视化与测量方式。

引用: Zhang, H., Xu, X., Ta, C. et al. Bridging preclinical and clinical fluorescence-guided surgery with advanced cancer vision goggles. npj Imaging 4, 36 (2026). https://doi.org/10.1038/s44303-026-00170-x

关键词: 荧光引导手术, 癌症成像, 近红外成像, 可穿戴护目镜, 肿瘤可视化