太空微重力对宇航员肌肉骨骼系统健康及航天任务的成功均造成严重影响，如太空微重力将诱导产生严重的骨质流失和较高的骨折风险。此外，不同部位和区域的骨骼会以不同的速度发生骨质流失。基于X射线的骨质疾病诊断设备可以测定骨质健康，但其具有电离辐射且设备庞大，无法在太空中实时监测骨质。因此，亟待开发便于操作并且不具电离辐射的便携式仪器来评估太空微重力环境下的骨密度。
近期，课题组基于头低位倾斜卧床实验研究了定量超声背散射在体评估人体皮质骨和松质骨密度的可行性，在90天卧床期和180天恢复期中对36名志愿者进行了定量超声测试和骨密度测试。使用课题组自主研发的超声背散射骨诊断仪UBBD进行背散射测量。提出了动态感兴趣信号方法以确保分析的超声探测骨组织处的信号与骨组织部位匹配，计算出的背散射参数可用于评价皮质骨和松质骨骨质特性。背散射参数与高分辨率外围定量计算机断层扫描HR-pQCT所提供的部位匹配的骨密度显示出显著相关性（0.33<|R|<0.72, p<0.05）。90天卧床休息后，一些骨密度和背散射参数表现出显著下降。结果表明提出的方法可用于表征骨密度，便携式超声背散射骨诊断设备可用于无创地揭示长期卧床休息或航天飞行时（微重力状态下）的骨质流失。研究结果可以为中国空间站航天员的骨流失诊断提供重要的理论基础和试验数据，对定量超声无创监测航天飞行任务中的骨骼健康具有重要的意义和价值。
相关研究成果以“Ultrasonic backscatter measurements of human cortical and trabecular bone densities in a head-down bed rest study”为题 ，于2021年4月2日发表于Ultrasound in Medicine and Biology。我院2018级博士生毕东生为第一作者，他得安教授为通讯作者。该工作得到国家自然科学基金，中国载人航天计划空间医学实验项目，上海市学术带头人项目等支持与资助。（Dongsheng Bi, Zhongquan Dai, Duwei Liu, Feng Wu, Chengcheng Liu, Ying Li, Boyi Li, Zhili Li, Yinghui Li and Dean Ta*, Ultrasound in Medicine and Biology, 47, 8, 2404-2415, 2021）
