复旦大学成功研发肝肿瘤边界实时可视化技术 无需造影剂即可精准识别肿瘤边界

肝脏恶性肿瘤切除手术中,能否在术中快速、准确判定肿瘤边界,直接关系到切缘是否彻底、肝功能保留是否充分以及复发风险控制。

临床实践中,肿瘤组织与正常肝组织常在颜色、质地上高度相近,叠加出血、胆汁污染、肝硬化背景改变等因素,外科医生依靠肉眼观察和触诊往往难以对“看不清、摸不准”的边界作出稳妥判断。

术中冰冻切片等病理手段虽可提供局部定性依据,但存在耗时、取样范围有限、无法覆盖整个切缘、依赖病理配合等现实约束,难以满足“实时、连续、全程”的导航需求。

如何在安全前提下实现边界即时可视化,成为精准外科长期关注的关键问题。

造成边界判断困难的原因,既有肝脏疾病谱复杂带来的生物学差异,也有现有成像策略的局限。

当前临床较常见的荧光引导方式多依赖术前注射吲哚菁绿等外源造影剂,利用其在肿瘤或周边组织的分布差异形成对比信号。

这一路径在一定程度上提高了术中识别效率,但也带来两方面挑战:其一,少数患者可能出现过敏等不良反应,客观上增加用药风险评估与围术期管理负担;其二,更突出的问题在于非特异性聚集——造影剂可能在肝硬化组织、胆汁淤积区域等非肿瘤部位出现异常信号,导致假阳性,提高误判概率,影响外科决策的可靠性。

换言之,外源造影剂的“脱靶”与个体差异,使得术中“看见”不必然等同于“看对”。

针对上述痛点,复旦大学张凡、何海生团队联合附属华山医院钦伦秀、朱文伟团队提出一种不同思路:不再依赖外部注射,而是利用人体组织本身存在的内源性荧光差异,在近红外二区波段实现肿瘤边界显示,形成组织自发荧光近红外成像技术(TANI)。

团队对临床组织样本进行系统性分析后发现,一类内源性发光物质在超过1000纳米波段呈现稳定信号差异,可用于区分恶性肿瘤与正常肝组织。

基于这一发现,研究人员进一步优化成像系统与参数设置,建立起可用于手术导航的成像方案:正常肝组织显示为较为均一、明亮的荧光信号,而肿瘤区域信号显著减弱甚至缺失,由此形成清晰的对比边界。

该方法的突出特点是无需注射任何造影剂,理论上可同步减少用药相关风险与非特异性信号干扰。

从临床意义看,TANI的价值不仅在于“看得见”,更在于“看得稳”。

研究团队介绍,该技术在多种肝脏恶性肿瘤中实现了较高对比度显示,并对血液、胆汁污染以及肝硬化背景等常见干扰因素具有较强抵抗能力,同时能够减少良性病灶造成的混淆。

对外科团队而言,这意味着在复杂术野中可获得更直观的边界参照,有助于在保留足够功能性肝组织的同时提升切除彻底性,特别是对肉眼难以识别的小病灶或边界模糊病灶,可为“该切多少、从哪里切”提供更多证据支持。

从技术路径与应用逻辑看,这一研究为术中导航提供了新的对策选择:一方面,借助内源性信号避免外源药物介入,有利于简化围术期流程与个体化用药评估;另一方面,近红外二区成像在组织穿透和散射控制方面具备一定优势,使其在手术实时观察中更具潜力。

更重要的是,团队已在多例患者真实手术场景中开展验证,显示该方法具有可操作性与转化前景。

相关成果于1月20日在线发表于《自然·生物医学工程》。

展望未来,随着肝癌早筛与综合治疗推进,临床对“更精准、更微创、更个体化”的手术要求将持续提升。

术中边界可视化技术若能在更大样本、多中心环境中进一步验证其稳定性、适用病种范围和对长期预后的影响,并与术中超声、导航系统、机器人手术平台等形成互补协同,有望推动肝肿瘤手术从经验依赖走向数据支持、从局部判断走向全程导航。

与此同时,如何建立统一的成像判读标准、明确对不同分型肿瘤与不同肝底病变的适配策略,以及如何推进设备规范化与临床培训,也将决定其落地速度与推广范围。

从被动依赖外源造影到主动解码生命体固有光学密码,这项突破不仅标志着我国在精准医疗装备领域的自主创新能力,更折射出医工交叉研究的巨大潜力。

当科技创新真正聚焦临床未被满足的需求,其释放的价值必将超越技术本身,为人类健康事业开辟更广阔的疆域。