在接受手术的患者当中，有20%到50%的人死于肿瘤的局部复发，表明医生未能摘除癌变部位的所有病变组织。在手术过程中，很难确定肿瘤的边缘，外科医生通常不得不通过观察肿瘤和用手指感受差异，做到这一点。

为了寻找一种可替代的选择，宾夕法尼亚大学兽医学院外科教授David Holt与宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院外科助理教授Sunil Singhal及其同事转向近红外(NIR)成像技术。他们选择检测FDA批准的唯一NIR造影剂，一种称为吲哚菁绿(ICG)的染料，这种染料在NIR光下可发出亮绿色。与正常组织相比，ICG在肿瘤组织中积累更多，因为肿瘤的血管由于迅速生长而具有所谓的“漏”壁。

 

Singhal称：“自从1958年ICG最初被FDA批准以来，它已被用于检测组织灌注和清除研究。然而，我们小组一直在尝试新的策略，使用ICG来解决肿瘤外科中的一个经典问题：防止局部复发。我们的工作，赋予一种旧染料一种新的使用方式。”

 

为了探究NIR下ICG可视化是否能帮助他们区分癌变组织和非癌变组织，宾夕法尼亚小组首先在小鼠中检测了这种方法。他们给患有一种肺癌类型的小鼠注射ICG，发现早在小鼠得癌症15天后，他们就能够利用NIR区分出肿瘤肺组织和正常肺组织。如果用肉眼，在小鼠得癌症24天之后，才能看到这些肿瘤。

接下来，研究人员在8条持有者拥有的狗中评估了这项技术，这几条狗为不同的品种，具有不同的大小，患有自发性肺癌，被送到宾夕法尼亚大学兽医学院接受外科手术。在手术前一天，它们接受了ICG静脉注射，然后外科医生在手术过程中利用NIR，尝试可视化肿瘤，将其与正常组织区分开来。

Holt称：“这种方法起作用了，肿瘤显示出的荧光足以让外科医生在手术过程中迅速地辨别肿瘤。因为这种方法在一个自发的大型动物模型中起作用，所以我们能够得到批准，开始在人类中尝试使用它。”

人体临床试验是最后一步。有5名肺部或胸部有癌症的患者参与了宾夕法尼亚大学医院的试点研究。在手术前，每名患者都接受了ICG注射。在手术过程中，外科医生切除肿瘤，然后用NIR对肿瘤进行成像，并进行活检。

在NIR光下，所有的肿瘤都发出强烈的荧光，证明这项技术能够在人类肿瘤中起作用。

在4名患者中，医生凭目视和感觉，可以很容易地区分肿瘤和非肿瘤。然而，在第5名患者中，通过CT和PET扫描显示，肿瘤是一个孤立的团块，NIR成像显示，被认为是健康肺部的地方却发出荧光。

 

Holt说：“原来，这名患者在肺部多个区域有弥漫性微小肿瘤。我们可能称之为阶段I局部病，肿瘤就会发展。但是由于成像和随后的活检，他接受了化疗并存活下来。”

其他一些研究小组已经开始调查NIR在其他癌症手术中的应用，但是该小组是首次在小鼠模型、大型自发性疾病动物模型及人体临床试验中采用这种方法。该技术的一个缺点是，ICG也会被发炎组织所吸收。所以在一些肿瘤周围有炎症组织的患者中，很难或不可能将肿瘤与炎症组织区分开来。Holt说，宾夕法尼亚大学的研究人员正在寻找一种选择性的靶向造影剂，其对肿瘤细胞标记具有特异性，从而可以避免这个问题。