骨質(zhì)疏松癥是一種以骨量減少、骨微結(jié)構(gòu)破壞為特征的全身性代謝性骨病，好發(fā)于絕經(jīng)后女性。破骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨吸收與成骨細(xì)胞介導(dǎo)的骨形成之間的失衡是骨質(zhì)疏松的核心機(jī)制。研究破骨細(xì)胞活性的時(shí)空變化，對于理解骨質(zhì)疏松的發(fā)生發(fā)展以及評(píng)價(jià)抗骨吸收藥物的療效至關(guān)重要。然而，破骨細(xì)胞深埋在骨髓腔內(nèi)部，位于骨小梁表面，被皮質(zhì)骨和骨松質(zhì)層層包裹。光信號(hào)要從破骨細(xì)胞傳遞到體表探測器，需要穿越骨基質(zhì)、骨髓、皮質(zhì)骨、肌肉和皮膚等多個(gè)層次，衰減極其嚴(yán)重。

傳統(tǒng)方法只能通過終點(diǎn)組織學(xué)檢測：將骨組織脫鈣后切片，進(jìn)行抗酒石酸酸性磷酸酶染色，手工計(jì)數(shù)破骨細(xì)胞數(shù)量。這種方法不僅破壞了骨組織的三維結(jié)構(gòu)，而且丟失了動(dòng)態(tài)信息。

科辰星飛系統(tǒng)通過對骨組織光學(xué)特性的專門優(yōu)化——包括使用近紅外波段的熒光素酶變體（發(fā)射波長向紅光移動(dòng)可減少散射損失）以及專有的骨散射校正算法——使得來自骨髓腔內(nèi)部的信號(hào)得以有效提取。團(tuán)隊(duì)在Cathepsin K-luc轉(zhuǎn)基因小鼠（組織蛋白酶K在破骨細(xì)胞中特異性高表達(dá)）中建立了去卵巢骨質(zhì)疏松模型。每月使用科辰星飛系統(tǒng)成像一次，連續(xù)觀察3個(gè)月，每次均對脛骨近端、股骨遠(yuǎn)端和腰椎三個(gè)區(qū)域分別定量。

結(jié)果顯示：去卵巢術(shù)前基線期，骨骼系統(tǒng)整體信號(hào)極低；術(shù)后第1個(gè)月，脛骨近端出現(xiàn)局灶性信號(hào)，強(qiáng)度較基線升高1.5倍；第2個(gè)月，信號(hào)顯著增強(qiáng)至基線的2.5倍，空間分布顯示脛骨近端干骺端信號(hào)最為集中，股骨遠(yuǎn)端也開始出現(xiàn)信號(hào)；第3個(gè)月，腰椎出現(xiàn)明顯信號(hào)，全身骨骼的破骨細(xì)胞活性整體升高。假手術(shù)對照組3個(gè)月內(nèi)信號(hào)無明顯變化。這一動(dòng)態(tài)過程與血清1型膠原羧基端肽水平（骨吸收標(biāo)志物）的變化趨勢高度一致，但活體成像提供了空間定位信息。

科辰星飛使骨骼微環(huán)境的動(dòng)態(tài)研究擺脫了“離體脫鈣、手工計(jì)數(shù)"的桎梏，突破性實(shí)現(xiàn)了骨吸收活性的活體、全身、連續(xù)、空間定量監(jiān)測。