一种兼容磁共振成像（MR）的背屈测力计在动态31P-MRS检测中的准确性与可靠性：与临床测力计在肥胖与否人群中的比较

《NMR in Biomedicine》：Accuracy and Reliability of an MR-Compatible Dorsiflexion Ergometer for Dynamic 31P-MRS: Comparison With a Clinical Dynamometer in Individuals With and Without Obesity

肌肉收缩评估中MR兼容测力计的可靠性验证及肥胖影响研究，采用非肥胖和严重肥胖各10人，对比MR测力计与临床测力计的ICC≥0.50，发现扭矩功率工作值低估16-28%但无BMI差异。31P-MRS数据质量达标，SNR≥5，CRLB<20%，R2≥0.70。肌肉疲劳与PCr耗竭（R2=0.68）、pH下降（R2=0.59）、PCr恢复（R2=0.62）、Pi/PCr上升（R2=0.67）强相关。验证了MR测力计在肥胖人群中的可行性及可靠性。

　　

摘要

用于肌肉收缩评估的磁共振（MR）兼容性测力计在临床应用中受到限制，主要是因为缺乏与标准临床测力计的验证。此外，肥胖对基于MR测力计的肌肉收缩评估的可靠性以及³¹P磁共振波谱（³¹P-MRS）数据质量的影响仍不清楚。本研究旨在将MR兼容性测力计与临床测力计进行验证，并评估³¹P-MRS在严重肥胖患者中的适用性。研究招募了20名成年人（35–60岁），将其分为非肥胖组（BMI 18.5–30 kg/m²，n=10）和严重肥胖组（BMI ≥ 35 kg/m²，n=10），两组在年龄、性别和身高上相匹配。使用临床测力计和MR测力计分别测量了踝关节背屈的最大自主等长收缩（MVIC）和4分钟等张疲劳运动。³¹P-MRS在扫描过程中持续采集数据。通过Bland–Altman图和组内相关系数（ICCs）评估两种设备之间的测量结果一致性。³¹P-MRS数据的质量基于信噪比（SNR）、拟合不确定性（CRLB）和磷酸肌酸（PCr）恢复情况（R²）进行评估。皮尔逊相关性分析用于探讨肌肉疲劳与代谢参数之间的关系。所有受试者均成功完成了两种设备上的实验。对于大多数收缩参数，MR测力计显示出中等至优异的可靠性（ICC ≥ 0.50）。尽管MR测力计测得的最大扭矩、功率和工作量有所低估（16–28%），但这种偏差在不同BMI组间保持一致。³¹P-MRS在两组中均达到了预设的质量标准（SNR ≥ 5，CRLB < 20%，R² ≥ 0.70）。踝关节背屈疲劳（功率下降）与多种代谢变化之间存在强相关性（r ≥ 0.77），包括PCr耗竭（R² = 0.68）、pH值下降（R² = 0.59）、PCr恢复时间常数（R² = 0.62）和无机磷酸盐积累（Pi/PCr）（R² = 0.67）。研究结果表明，MR测力计在扫描过程中可用于踝关节背屈功能评估，即使是在严重肥胖患者中也是如此。

利益冲突

Michael Vaeggemose受雇于GE HealthCare，但声明与本研究无关的利益冲突。作者们也声明没有利益冲突。

数据可用性声明

本研究使用的数据、分析脚本和自定义代码可向相应作者提出合理请求后获取。由于隐私和伦理限制，某些数据集无法公开获取。支持主要结果的关键数据包含在补充材料中。