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英国研究人员17日报告说，他们开发出一种“智能”手术刀，可在几秒钟内告诉医生他们切除的是正常组织还是癌变组织。
目前医生做手术无法肉眼判断肿瘤是否已全部切除。研究人员表示，以乳腺癌为例，约20％的患者需要进行二次手术。因此，医生常常要将病人组织样本送检，这一过程耗时而又未必能除净癌变组织。
英国帝国理工学院的佐尔坦·陶卡奇等人在美国《科学·转化医学》杂志上报告说，许多手术都使用电刀，这种手术器械通过电流对组织快速加热灼烧，以在切割的同时减少出血。在这个过程中会产生烟雾。
陶卡奇等人认为，这些烟雾中含有重要的组织信息，于是他们在电刀的基础上成功研制出“智能”手术刀（iKnife），它与一台冰箱大小的质谱仪相连，可对手术产生的烟雾采样进行实时的质谱分析。在对81名病人的测试中，这种“智能”手术刀诊断的准确率为100％。而与传统的术后诊断需要半小时相比，这种“智能”手术刀的诊断时间只需短短3秒。
癌症病人的外科手术即将迎来革命性变化。近日，英国科学家发明了一种智能外科手术刀，它能自动准确识别健康的组织和肿瘤癌细胞，可使患者需要接受的手术次数更少、手术创口更小，并实现更高的存活率。
这款名为“iKnife”由英国伦敦大学佐尔坦·陶卡奇博士发明。他介绍说：“这款手术刀能很好地鉴别人体组织，一旦接触到组织，它就能告诉医生，它所接触到的细胞究竟是健康的还是病变的，而且几乎是立刻就能提供结果。这让外科医生能在手术中实现前所未有的精准度，从而降低肿瘤的复发率并提高患者术后存活率。 ”
在英国，每年大约有30万名肿瘤患者确诊，需进行约200万台外科手术。但由于在传统的癌症手术中，即便是最好的外科医生，也未必能保证百分之百切除癌变肿瘤，还常常不可避免地将部分正常细胞同时割除，这样就会大大影响手术效果，患者还往往需要进行二次手术。与此同时，传统癌症手术需要将切除的组织样本送往实验室检查以便确定组织是否正常，术前还需要进行繁复的检查，这往往都是费时、费钱的过程，而且结果也未必准确。
一旦有了iKnife，上述两个问题就能同时解决了。外科医生在手术时使用iKnife，就能立刻知道哪些是健康的组织，哪些是病变的。
iKnife共有两个部分组成。第一部分是目前已经在外科手术中使用的电子刀。电子刀在手术过程中产生的烟会被自带的排风系统吸走。陶卡奇博士想到，这些烟中包含了人体组织信息。这也便是他发明iKnife的灵感来源。
第二部分是分析仪。陶卡奇博士利用管道收集电子刀产生的烟，并将这些烟送往一台质谱仪，分析其化学物质成分，并和已知的肿瘤化学成分对比，从而精确鉴别组织是否发生病变。
最终的分析结果将在一台屏幕上显示，反馈给实施手术的外科医生——红色表示“肿瘤细胞”，绿色表示“健康细胞”。有些分析过程耗时不足一秒。
在英国，已经有91名癌症患者的手术使用过这款iKnife智能外科手术刀，识别率达到了百分之百。这一研究成果已经在《科学：转移医学》学术期刊上发表。
作为更广泛研究的一部分，英国有3家医院目前已经接受并开始使用iKnife。如果证实其成功，iKnife将在未来两三年内逐步推广。
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。切的太多会危急病人生命，切得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。
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。但这必须依赖于质谱分析技术，一种分析分子质量和结构的技术。
匈牙利化学家Zoltán Takáts试图直接分析外科医生使用高频电刀切割和烧灼血管时产生的烟雾，尽管这种烟雾是令人讨厌的柏油混合物。Zoltán Takáts意识到这种烟雾其中一种组分包含的电离分子恰恰是质谱分析时所需，研究人员通过由质谱仪分析出的带电组分确定血脂谱，从而对应不同的动物组织。
Zoltán Takáts研究小组已经联合帝国理工学院的手术与癌症系生物化学家 Jeremy Nicholson对所谓的智能刀进行了测试。研究小组采集了约300名癌症患者的3000例组织样本，并通过病理学家鉴定哪些是健康组织，哪些是患癌组织。然后将所得结果与血脂谱相匹配，该血脂谱是通过智能刀从相同组织样本获取的。实验结果证明，智能刀能够识别不同器官的正常组织和肿瘤组织，甚至可以识别肿瘤的起源。
接下来，研究人员在81例癌症手术中尝试使用了该智能刀，并将之前获取的3000例样本数据库作为参照。智能刀的检测结果几乎与所有术后患者的正常组织或健康组织的病理学实验结果一致。智能刀可在1至3秒钟之间便“嗅”到癌细胞，而等待病理学家分析样品需要30分钟。这种快速的反馈可最大限度地减少病人的麻醉时间，使医生高效、快捷的工作。
“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。
