雙模態成像的太空醫學研究：失重環境的骨骼變化模擬太空失重環境，系統通過X射線量化大鼠脛骨的骨密度流失（每周下降2%），熒光標記的破骨細胞活性（TRAP探針）顯示骨吸收增加30%，且兩者的相關性達0.89。該技術為太空醫學的骨骼保護研究提供動態數據，如評估抗骨流失藥物在失重環境的療效，某雙膦酸鹽可使骨密度流失率降低50%并減少破骨細胞熒光信號，為宇航員的骨骼健康保障提供實驗依據。自適應劑量調節的X射線模塊與近紅外二區熒光結合，降低輻射風險同時提升分子信號信噪比。
骨免疫學研究：微環境與結構的關聯解析結合X射線的骨結構分析與熒光標記的免疫細胞（如CD45+白細胞），系統在骨髓炎模型中觀察到炎癥細胞聚集區域（熒光強度高2.5倍）的骨小梁破壞程度較非聚集區嚴重3倍，且通過時序成像發現免疫細胞浸潤先于骨破壞24小時。這種“免疫-骨”互作的可視化技術，為骨免疫學研究提供空間與時間維度的動態數據，助力開發靶向骨微環境的免疫醫治策略。在骨腫塊藥敏實驗中，X射線一熒光成像系統量化腫塊體積變化與熒光標記的細胞凋亡信號。
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