癌症仍然是妇女癌症相关死亡率的主要原因。保乳手术（BCS），也称为肿块切除术，是切除癌性肿块和周围组织的一小部分。这种手术通常建议患有早期癌症或小肿瘤的女性使用，因为与乳房切除术相比，它可以保存更多的乳房组织。在接受BCS后，验证所有癌细胞是否已被切除以决定是否需要额外的手术是至关重要的。这种验证包括肿瘤边缘评估，检查切除组织的边缘（肿瘤边缘），以检查残留的癌症细胞。传统上，这种评估需要用染料对组织样本染色，并在显微镜下对其进行检查，以区分健康细胞和癌症细胞。然而，新的光学成像技术已经成为进行这些评估的更快的替代方案。
一组来自美国的研究人员，包括美国国家标准与技术研究所（NIST，Gaithersburg，MD，USA）的成员，已经引入了高光谱暗场显微镜（HSDFM），作为一种有效的技术，可以快速准确地区分癌细胞和健康细胞，并在肿块切除术后识别乳腺组织中的各种肿瘤亚型。在HSDFM中，组织样本暴露于多种波长的光下，并分析细胞和分子成分散射的不同强度的光，为每种类型的组织创建不同的光谱特征。该技术生成二维图像，每个像素保存多个波长的光谱数据，从而能够精确识别组织成分。这种方法专门解决了高光谱肿瘤边缘成像技术通常面临的局限性，该技术通常依赖于从组织样本中收集光谱信息的反射率。
基于反射的成像技术经常难以解决生物物质（如血液中的氧合血红蛋白）对光的不均匀吸收等问题，这可能导致不同样本的光谱特征不一致。在他们的研究中，研究人员检查了几名患者乳房肿块切除标本的HSDFM图像。他们采用了两种机器学习策略来按组织类型对像素进行分类：有监督的方法和无监督的方法。所使用的监督方法是光谱角映射，包括将每个像素的光谱特征与先前通过组织病理学分析确定的不同肿瘤亚型和组织类型（如脂肪、结缔组织和血液）的已知光谱特征进行比较。
对于无监督方法，他们应用了K-means聚类算法，该算法根据像素光谱特征的相似性将像素分类为聚类，从而有助于识别肿瘤区域，而无需事先的光谱数据或特定的组织类型知识。来自监督和非监督方法的光谱特征相似，并有效地确定了包含侵袭性导管癌的区域，侵袭性导管癌症是癌症最常见的形式，占所有病例的75%，以及侵袭性黏液癌，一种不太常见的癌症细胞在粘液中生长的类型。结果表明，监督方法验证了无监督方法，表明HSDFM成像数据有助于开发无监督算法，快速准确地检测癌组织，有望改善BCS的术后监测和治疗计划，实现更及时的干预。

来源：
https://www.labmedica.com/pathology/articles/294801131/hyperspectral-dark-field-microscopy-enables-rapid-and-accurate-identification-of-cancerous-tissues.html

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