这项研究发表在12月19日《科学》杂志的一篇在线论文上科学的进步为癌症研究人员提供跟踪肿瘤进展的新工具，为医生提供组织病理学和诊断的新技术，标志着迈出了重要的一步。

通常，诊断癌症的过程需要几天时间。外科医生首先取出组织样本，然后用化学染料进行处理;之后，样本被送到病理学家进行检查和后续诊断。

“我们认为，在刚切除或活检的组织标本中捕捉动态细胞和分子特征包含有价值的诊断和预后信息，而当标本被放置在固定液中并基本上快速杀死以保持结构时，这些信息就会丢失。”Boppart说，他也是伊利诺斯州贝克曼高级科学技术研究所的教员，也是卡尔伊利诺斯医学院电子与计算机工程(ECE)的教授。“我们的成像平台和方法使我们能够在程序点实时提取这些新信息。”

Boppart的便携式光学成像系统使用精确的光脉冲以四种模式同时对组织进行成像，使他的团队能够研究构成肿瘤微环境的细胞和组织内的并发过程。例如，胶原纤维呈绿色;弹性蛋白纤维和含黄素腺嘌呤二核苷酸的细胞质呈黄色;细胞膜、脂质边界和细胞外囊泡(EVs)呈洋红色;细胞和脂质中的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸呈青色。

研究小组在卡尔基金会医院的乳腺癌手术中展示了他们的成像系统的可行性。在提取病变组织的30分钟内，研究人员能够识别特定的组织特征，包括与构成肿瘤微环境的单个细胞内代谢活动相关的分子特征。

研究人员还对测量肿瘤相关的细胞外囊泡(EVs)感兴趣，这种囊泡已知会促进癌症的扩散。

该研究论文的第一作者、欧洲经委会研究生孙毅(音译)说:“电动汽车确实在癌症进展中发挥了重要作用。”“量化EV密度可能会成为未来癌症诊断的潜在生物标志物。”

作为研究的一部分，他们还收集了外科医生在缩乳过程中从无癌患者身上切除的健康乳腺组织，并对其进行成像。

在对两种组织的比较中，他们发现癌变组织和健康组织的EV密度存在明显差异。例如，癌组织表现出增加的EV密度和较短的肿瘤到边缘的距离。

“我们对细胞外囊泡的观察是重要的，但它只能用我们的新系统准确地确定，”孙说，注意到手术室中部署的其他便携式光学成像系统都是如何用荧光染料或有毒紫外线改变组织样本的。“我们的成像技术与目前的癌症治疗方法配合得很好，没有任何形式的干扰。”

根据Boppart的说法，该团队未来的计划包括将成像系统用于门诊常规进行的针活检程序中获得的组织标本。他们还将继续在手术室的样本上使用该系统。

该成像系统在2018年12月19日在线发表的论文《术中肿瘤微环境的可视化和细胞外囊泡的无标记非线性成像量化》中进行了描述。