在医学手术领域，精准识别人体器官结构、减少术中意外损伤一直是降低手术风险的核心挑战。近日，复旦大学多学科团队研发出一种名为“镧系彩虹”的创新型荧光分子调色板，通过突破性的成像技术，为复杂手术的精准操作提供了全新解决方案。相关成果已发表于国际权威学术期刊《自然·光子学》。
传统荧光成像技术通过为不同分子标记“颜色标签”，实现多目标同步追踪。然而，在哺乳动物体内，光线散射和内源性荧光团的自发干扰常导致图像模糊，尤其在深层组织中，成像质量大幅下降。这一问题长期制约着手术导航的精准度，成为临床应用的技术瓶颈。
针对这一难题，研究团队以稀土元素铒为核心，通过分子工程技术构建了新型分子调色板。其创新之处在于引入“激发编码、单一发射”的多光谱成像策略，通过优化光子利用效率，解决了多发射光谱成像中图像保真性随波长变化的核心问题。实验表明，该技术可在深层组织中实现九色高分辨率成像，所有通道均保持一致的高对比度，显著提升了复杂环境下的成像清晰度。
结合人工智能算法，研究团队进一步开发出实时动态荧光手术导航系统。在结直肠癌小鼠模型中，该系统成功实现五色荧光同步标记，可同时可视化肿瘤原发灶、转移结节、血管及肠道运动。通过新型AI模型，系统能自动解析光谱特征，实时输出手术部位的解剖结构与功能信息，为外科医生提供多维度的动态画面支持。
据研究人员介绍，这一技术突破为精准医疗开辟了新路径。未来，外科医生有望通过该系统实时观察肿瘤、血管、淋巴结及肠道的动态变化，精准判断切除范围，大幅降低术中误判风险。其高容量、高保真的成像特性，也为复杂生命机制研究提供了更强大的工具支持。
