肺是多種實(shí)體瘤（乳腺癌、結(jié)直腸癌、黑色素瘤、骨肉瘤等）最常見的遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移器官。建立肺轉(zhuǎn)移模型并評價抗轉(zhuǎn)移藥物的療效，是小動物腫瘤學(xué)研究的高頻實(shí)驗(yàn)。然而，肺部活體成像面臨兩大技術(shù)挑戰(zhàn)：首先，肺泡充滿空氣，空氣-組織界面的折射率差異導(dǎo)致強(qiáng)烈的光散射，光子在肺組織中的有效穿透深度遠(yuǎn)低于實(shí)質(zhì)性器官；第二，呼吸運(yùn)動使肺部持續(xù)位移，在不加校正的情況下，采集到的圖像是多個呼吸周期中不同位置的疊加，形成模糊的光斑，既無法精確定位轉(zhuǎn)移灶也無法準(zhǔn)確測量信號強(qiáng)度。

傳統(tǒng)肺轉(zhuǎn)移研究依賴終點(diǎn)計(jì)數(shù)法：處死動物，取出肺臟，用布因氏液固定后，在解剖顯微鏡下手工計(jì)數(shù)表面轉(zhuǎn)移灶。這種方法不僅耗時，而且只能看到肺表面的轉(zhuǎn)移灶，無法獲知肺實(shí)質(zhì)內(nèi)部的轉(zhuǎn)移情況。

科辰星飛系統(tǒng)搭載的呼吸門控采集技術(shù)有效解決了運(yùn)動偽影問題。該系統(tǒng)通過監(jiān)測動物的胸廓運(yùn)動或使用壓力傳感器，僅在呼氣末（此時肺容積最小、運(yùn)動最慢）觸發(fā)相機(jī)曝光。研究團(tuán)隊(duì)將熒光素酶標(biāo)記的B16-F10黑色素瘤細(xì)胞經(jīng)尾靜脈注射建立實(shí)驗(yàn)性肺轉(zhuǎn)移模型。在注射后第7、10、14天，分別使用呼吸門控模式和非門控模式對同一批動物進(jìn)行成像。

結(jié)果顯示：在非門控模式下，肺部區(qū)域的信號呈現(xiàn)為邊界模糊的彌散光暈，無法識別單個轉(zhuǎn)移灶的位置和數(shù)量；而呼吸門控模式下，圖像清晰銳利，第14天即可分辨出超過20個散在分布的獨(dú)立轉(zhuǎn)移灶，最小直徑約0.5mm。進(jìn)一步將活體成像結(jié)果與離體肺成像進(jìn)行對比，兩者在轉(zhuǎn)移灶數(shù)量和空間分布上的一致性高達(dá)92%。更重要的是，呼吸門控模式使得信號定量的變異系數(shù)從非門控的38%降至11%，顯著提高了實(shí)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)效能。

科辰星飛的呼吸門控技術(shù)使肺轉(zhuǎn)移研究獲得了可定量、可重復(fù)、單灶分辨率的活體成像數(shù)據(jù)，讓研究者能夠在同一批動物中連續(xù)追蹤轉(zhuǎn)移灶的發(fā)生、發(fā)展和藥物響應(yīng)，極大提升了肺轉(zhuǎn)移藥效學(xué)評價的效率和質(zhì)量。