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　　导读：当主刀医生不能确定癌细胞边缘时，这确实是个很大的麻烦。切的太多会危及病人生命，切的太少可能留下一些零散的癌细胞。现在研究人员发明出一种智能手术刀，可在手术时"嗅"到因削减组织而产生的烟雾，几乎可瞬间识别细胞是否癌变或健康。新的研究结果已经发表在最新一期的《转化医学》杂志上，91例肿瘤切除术中的测试结果显示，智能手术刀的准确率为100%。
　　①现阶段癌症确诊多需二次手术
　　统计数字显示，英国每年确诊的癌症患者超过30万例，实施肿瘤切除术200万例。手术过程中，即便是最优秀的外科医生也不能确保完全切除肿瘤，而只要有"漏网之鱼"，就容易引起癌症复发、癌细胞转移，可能需要二次手术。
　　目前，外科医生通常借助术前扫描来了解手术部位。为尽量清除癌细胞，医生通常会切除肿瘤周边组织。手术过程中，医生会把组织样本送往化验室，确认是否病变组织。
　　不过，送验样本不仅需要花费时间和金钱，结果也不一定准确。在英国，20%实施乳房切除术的患者需要接受二次手术以进一步清除肿瘤；在肺癌患者中，接受二次手术的比例大约为10%。
　　②智能手术刀的问世
　　当外科医生不能确定肿瘤的边缘时，问题出现了。切除过多，他们面临伤害病人的风险；切除过少，他们可能会留下一些癌细胞。现在，研究人员开发出一种外科手术刀，可以在切除组织时根据产生的烟，立即断定该细胞是癌变的还是健康的。
　　这一改装的手术刀是通过分析脂质进行工作的，细胞膜大部分由脂肪细胞构成。在过去几年中，化学家表示，特定脂质的比例可用于判定多种生物组织，包括肿瘤。不过，这需要一项被称为质谱分析法的技术来分析带电分子的质量和结构。
　　匈牙利化学家ZoltánTakáts想知道，他是否可以对手术中使用高频电刀切割和烧灼血管时产生的烟，进行直接分析而加速该领域的发展。Takáts称，尽管这种烟是"一种非常讨厌"的混合物，但他意识到它是一种包含电离分子的蒸气--正是质谱分析法所需要的。他的团队已经证明，通过将蒸气从高频电刀转移到质谱仪上，能够鉴别脂质。
　　目前，Takáts在英国帝国理工学院的团队与该学院外科和癌症系系主任、生物化学家JeremyNicholson一起在手术室测试了被他们称为智能刀的手术刀。该团队从300个癌症病人的手术中收集了将近3000个组织样本。病理学家对样品是健康组织还是某种癌变组织进行了识别，然后将其与智能刀对相同样本接触时得出的测试结果进行了比照。他们表示，智能刀可以分辨出胸部、肺部和大脑等不同器官中的正常和癌变组织，甚至可以判断转移肿瘤的起源处。
　　之后，研究人员将3000个样本数据作为参考，在81个实际癌症手术中使用了智能刀。在对几乎所有病人的癌变和正常组织进行辨认后，智能刀所得出的结果与病理实验室结果吻合。
　　据悉，智能手术刀目前正在伦敦的圣玛丽医院、哈默史密斯医院和查灵克罗斯医院进行进一步临床试验。如果结果理想，这种智能手术刀有望在两三年内推广。
　　③确诊切除止血一步到位
　　帝国理工学院的研究人员说，他们发明的智能手术刀可以解决上述问题。
　　智能手术刀由两部分组成，分别是电刀和质谱仪。电刀是现阶段外科手术中常用的设备，利用高频高压电流来切割组织，同时止血。切割过程会冒烟，通常由吸烟器排出。研究人员意识到，这种烟也有价值，因为它包含灼烧组织的信息。研究人员收集烟，传入质谱仪，用它分析烟的化学成分，对比已知肿瘤的化学成分，从而判断灼烧组织是否癌细胞。
　　结果很快显现在手术医生身旁的屏幕上，有时甚至用不了一秒。红色圆圈代表肿瘤组织，绿色圆圈则是健康组织。最新一期美国《科学转化医学》刊载的报告说，91例肿瘤切除术中的测试结果显示，智能手术刀的准确率为100%。
　　改装后的手术刀主要用来进行血脂分析。脂类分子是细胞膜的主要组成部分，多年以前一些化学家曾声称，脂类分子的比例可以用来识别某些生物组织，包括癌细胞组织。但必须依赖质谱分析技术，一种分析分子质量和结构的技术。
　　"尽管研究人员也在寻找其他实时检测肿瘤边缘的方法，但这些方法往往需要用一种特殊染料注入病人的肿瘤组织中去。智能刀检测则简单得多，因为它与医生平常的手术过程并未有太大区别。"Nicholson说。相比较癌组织与健康组织的检测，对于医生来说，肿瘤边缘的检测更具挑战性。
　　延伸阅读：超精声波束有望成隐形无创手术刀
　　美国密歇根大学工程人员开发出一种改良的医用超声波，用涂有碳纳米管层和弹性材料的透镜将光转换为声波，将高压声波聚焦到极精微的点上，分离一个细胞。研究人员认为，它有望带来一种隐形无创手术刀。相关论文发表在《自然·科学报告》的杂志上。
　　研究小组能将高倍放大声波聚焦到75×400微米。他们开发的新系统结合了3项功能：将光波转换为声波；聚焦声波到一个微小点；放大声波。为制造这种超精细声波，他们利用声学转换方法，通过专门设计的透镜将光从激光脉冲的形式转换为高倍放大声波。透镜上涂了一层碳纳米管和一层叫做聚二甲硅氧烷的弹性材料，碳纳米管层能吸收光波产生热，而弹性层吸热后会迅速热膨胀，从而大大增强了声波信号，实现声波放大。
　　由此产生的声波频率是人耳听到的声波频率的1万倍，它通过压力来爆破或切割，这种波进入身体组织会产生震荡波和微泡，对目标施加压力，瞄准微小的癌瘤、动脉斑块，或向单个细胞递送药物，还可用于整容手术。
　　研究人员推测说，由于光束聚焦极为精细，能避免碰到神经纤维，所以病人在手术时可能不会感到疼痛。"我们相信，它有望作为一种隐形的无创手术刀。实际上没什么东西进入体内，而只是一束超声波。但把它聚焦到极其紧密后，就能割开一个细胞。