一种基于CEST的新方法，用于可靠评估骨骼肌的氧化磷酸化过程：OXCEST

《MAGNETIC RESONANCE IN MEDICINE》：A Novel CEST-Based Approach for Reliably Assessing Skeletal Muscle Oxidative Phosphorylation: OXCEST

本研究开发OXCEST MRI方法，通过双频率RF饱和和数学建模消除B0不均影响，准确量化运动后Cr恢复时间常数，与31P-MRS结果高度相关（R2=0.83, p=0.005）。

　　

摘要

目的

开发并验证一种新的化学交换饱和转移（CEST）磁共振成像（MRI）方法，用于绘制骨骼肌的氧化磷酸化（OXPHOS，即OXCEST）分布。

理论和方法

我们提出的OXCEST方法通过仅在两个频率偏移处施加射频饱和（B₁）来获取肌酸（Cr）加权的CEST图像：+1.8 ppm（针对Cr的胺基共振）和?1.8 ppm（用于计算1.8 ppm处的MTR_asym）。运动前的MTR_asym被建模为B₀的二阶多项式函数（f(B₀）。接下来，假设运动后MTR_asym的变化受到运动引起的Cr增加以及B₀不均匀性变化的影响。通过将运动后的B₀值代入f函数，可以估算出仅由B₀变化引起的MTR_asym变化，从而仅量化与Cr相关的运动后MTR_asym变化。在七名受试者中进行了两次实验，分别使用OXCEST和³¹P-MRS方法，以比较OXCEST测得的Cr恢复时间常数（T_Cr）与³¹P-MRS测得的真实磷酸肌酸恢复时间常数（T_PCr）。

结果

函数f可靠地描述了运动前MTR_asym与B₀之间的关系（外侧腓肠肌（LG）的R²?=?0.87?±?0.07；内侧腓肠肌（MG）的R²?=?0.98?±?0.01；比目鱼肌（soleus）的R²?=?0.96?±?0.03）。所有肌肉组的平均运动前MTR_asym约为6%–7%。运动后，LG的MTR_asym增加了11.4%?±?4.5%，MG增加了8%?±?2.4%，并表现出单指数恢复趋势（R²?>?0.97）。LG和MG的综合T_Cr与³¹P-MRS测得的T_PCr显著相关（R²?=?0.83，p?=?0.005）。

结论

OXCEST能够可靠地评估运动后的Cr恢复情况，并与³¹P-MRS的结果显示出显著的相关性和良好的一致性。