通过交错进行的31P-MRS/1H-MRI技术，同时评估动态运动过程中骨骼肌的能量代谢和血流情况

《MAGNETIC RESONANCE IN MEDICINE》：Simultaneous Assessment of Skeletal Muscle Energetics and Blood Flow During Dynamic Exercise by Interleaved 31P-MRS/1H-MRI

骨骼肌能量代谢与血流动态变化同步研究：通过31P MRS和1H MRI联合成像技术，在健康成人静息、动态足部屈曲运动及恢复期，验证了非局域化脉冲采集磷31磁共振谱与相位对比血流磁共振成像的可行性，发现磷酸肌酸在运动中下降至静息值的46%，血流峰值达静息四倍，且两种技术测量结果高度一致。

　　

摘要

目的

同时测量动态足底屈曲运动（PFE）前、中、后骨骼肌的能量代谢和血流量（BF）。

方法

采用非定位脉冲采集的磷-31磁共振波谱（³¹P MRS）和相位对比血流磁共振成像（¹H MRI），并使用黄金角旋转的螺旋扫描方式交替进行数据采集。研究对象为10名健康成年人，在静息状态、PFE过程中直至自觉疲劳以及运动后恢复期间收集数据。通过将腘动脉的血流量与静息状态和运动后恢复期的传统相位对比测量结果进行比对，验证了交替采集方法的准确性；同时，通过将小腿肌肉的能量代谢数据与静息状态下的传统³¹P MRS测量结果进行对比，也验证了其准确性。为减少动态PFE过程中的运动伪影，血流数据在三个维度（心脏相位、踏板位置和运动阶段）上进行了处理。

结果

静息状态下，两种方法测得的磷酸肌酸（PCr）和无机磷酸盐浓度无显著差异（p > 0.05）。在PFE过程中，PCr水平下降至静息状态的46% ± 10%，PCr的恢复时间为43 ± 15秒。静息时的血流量为132 ± 43 mL/min，在PFE过程中根据运动阶段和踏板位置的不同而增加至最高四倍。值得注意的是，交替采集方法与传统测量方法之间的结果具有极好的一致性（r2 = 0.95，斜率 = 0.977，p < 0.0001），且在生理范围内的血流量（约60至600 mL/min）下偏差很小（12.62 mL/min）。

结论

本研究证明了通过交替使用³¹P MRS和¹H MRI技术可以在动态运动过程中同时评估骨骼肌的能量代谢和血流量，并且两种方法在静息状态和恢复期内的测量结果具有良好的一致性。现在可以同时量化血流量与代谢之间的关系，并利用这些信息探究与疾病相关的生理适应机制。

利益冲突

Sandeep K. Ganji是美国马萨诸塞州剑桥市飞利浦公司的员工。

数据获取声明

如需获取支持本研究结果的数据，可向通讯作者提出合理请求。