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研究人员为解决保乳手术切缘评估难题，开展高光谱成像（HSI）研究，其能快速评估切缘，有望提高手术精度。
在全球范围内，乳腺癌严重威胁女性健康，每年新增病例超 220 万。保乳手术（BCS）是治疗乳腺癌的常用方法，其目的是切除肿瘤的同时保留周围健康组织，以获得良好的美容效果。然而，手术中切缘评估是决定患者预后的关键因素，却面临诸多挑战。
目前，外科医生主要依靠视觉和触觉反馈来判断切缘情况，但当肿瘤不可见或不可触及，这种方式就难以准确评估。传统的冰冻切片分析虽能准确评估切缘，但耗时久，且只能检查切除表面的一小部分，容易遗漏肿瘤组织。而组织病理学检查这一 “金标准”，通常需要 2 - 5 天时间，导致约 20 - 25% 的病例手术切缘仍存在肿瘤阳性，患者需要额外治疗，不仅影响生活质量，还增加医疗费用。因此，开发先进的实时技术辅助外科医生在手术中评估切缘迫在眉睫。
为了解决这些问题，荷兰癌症研究所（Netherlands Cancer Institute）的研究人员开展了一项关于高光谱成像（HSI）在保乳手术切缘评估中应用的研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上，为乳腺癌保乳手术切缘评估带来了新的希望。
研究人员在 2018 年至 2021 年期间，收集了 204 名接受保乳手术的女性乳腺癌患者的离体肿块切除标本。他们使用两台具有高空间和光谱分辨率的线扫描高光谱相机，对标本进行全方位成像。同时，开发了一种加权 K 最近邻（kNN）分类算法，用于区分健康组织和肿瘤组织。
在数据处理方面，研究人员进行了一系列操作。首先通过暗测量和参考测量，对高光谱成像系统进行校准，将原始强度图像转换为漫反射图像。然后，对图像进行仿射配准，使其具有一致的尺寸和空间分辨率，并应用标准正态变量（SNV）归一化处理，以减少测量差异。此外，还排除了非组织相关像素和阴影区域，确保数据的准确性。
研究结果令人振奋。在对整个切除表面进行评估时，当切缘设定为 0 mm 时，该技术的诊断性能最佳，灵敏度达到 92%，特异性为 78%，准确率为 83%，马修斯相关系数为 68%，曲线下面积为 89%；当切缘设定为 2 mm 时，灵敏度为 83%，特异性为 72%，准确率为 78%，曲线下面积为 85%，马修斯相关系数为 56%。并且，整个切除表面的成像和评估可在 10 分钟内完成，大大提高了评估效率。
从具体病例来看，对于肿瘤阴性切缘的病例，分类算法生成的概率图和分类图显示，几乎没有高肿瘤概率区域；而对于肿瘤阳性切缘的病例，算法能准确识别出肿瘤区域，与病理结果高度吻合。
研究结论表明，高光谱成像结合分类算法，在保乳手术切缘评估中展现出了高诊断性能，能够有效区分健康组织和肿瘤组织。这一成果朝着为外科医生提供实时反馈迈出了重要一步，有望提高手术切缘评估的准确性，减少肿瘤残留和局部复发风险，改善患者预后。
然而，该研究也存在一些局限性。比如，实际手术中标本形状不规则，与数据采集时假设的立方体形状存在差异，可能导致与病理报告的相关性不准确；算法无法区分浸润性癌（IC）、原位癌（CIS）及其亚型；并且在不同临床条件下，算法的稳健性和适应性还需要进一步研究。
尽管如此，与其他技术相比，高光谱成像具有快速、自动化、非接触等优势，且无需对比剂，能在不接触组织的情况下获取详细光谱数据。未来，随着技术的不断发展，开发更紧凑的相机系统，提高算法的性能，以及开展更多的临床研究，有望使高光谱成像技术成为保乳手术中实用且有价值的工具，为乳腺癌患者带来更好的治疗效果。
