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为解决31P-MRS 饱和转移（ST）技术在临床场强应用难题，研究人员开展用临床扫描仪评估肝脏 ATP 合成的研究。结果显示该方法重复性可接受，能检测 1 型糖尿病（T1D）与对照差异，对研究肝脏疾病意义重大。
在人体的生命活动中，肝脏如同一个精密且高效的 “能量工厂”，线粒体则是这座工厂里的 “核心动力车间”，负责生产细胞活动所需的能量货币 —— 三磷酸腺苷（ATP）。然而，当代谢紊乱相关脂肪性肝病（MASLD）和脂肪性肝炎（MASH）来袭，这个 “能量工厂” 的运转就会出现问题。以往，医生想了解肝脏的能量代谢状况，往往需要进行有创的肝活检，但这种方法不仅会给患者带来痛苦，还存在一定风险，且无法频繁进行。于是，寻找一种无创、可靠的检测方法迫在眉睫。
在这样的背景下，来自德国的研究人员肩负使命，开展了一项极具意义的研究。他们聚焦于利用31P- 磁共振波谱（31P-MRS）饱和转移（ST）技术，在临床场强下评估人体肝脏 ATP 合成。最终，他们成功建立了一种新方法 ——“四重复时间 ST”（FRiST），并得出一系列重要结论。这一成果发表在《European Radiology Experimental》杂志上，为肝脏疾病的研究和诊断开辟了新道路。
研究人员在开展研究时，采用了多种关键技术方法。首先，他们从正在进行的德国糖尿病研究（GDS）中选取了部分参与者，组成研究队列。然后，利用临床 3-T 系统（Philips Achieva dStream）和正交表面线圈进行检测。通过优化31P-MRS ST 的实验方案，包括确定合适的 DANTE 脉冲序列、调整重复时间（TR）等参数，对肝脏能量代谢相关指标进行测量。最后，运用专业的数据处理和统计分析方法，得出研究结果。
研究结果
- 参与者特征与光谱质量：1 型糖尿病（T1D）组平均年龄高于对照组，但两组在其他特征上相似。大部分参与者的 MRS 结果有效，31P-MRS ST 光谱的信噪比良好，且磷酸肌酸（PCr）污染极少，表明肝脏定位效果佳。
- FRiST 方法的优化：通过体外实验，确定了 M3D12 的 DANTE 脉冲方案更适合，选择β=4.0°的翻转角。同时，经过对重复时间（TR）的优化，采用 0.7s、1.7s 和 2.7s 的 TR 组合来测定无机磷酸（Pi）的表观自旋晶格弛豫时间（T1,Pi′），该组合与 5TR 实验结果偏差较小。
- 方法的可重复性：对 9 名对照志愿者重复测量后发现，T1,Pi′、ΔM（饱和与对照照射时Pi的差异）和正向速率常数（kf）的变异系数（CV）分别为 7.1%、20.9% 和 21.3%，剔除一个异常值后，ΔM和kf的 CV 分别降至 14.0% 和 14.6% ，表明该方法具有可接受的重复性。
- FRiST 在 T1D 个体中的应用及与对照志愿者的比较：T1D 患者的ΔM和kf明显低于对照组，T1D 患者的正向 ATP 合成速率（FATP）为 16.4 ± 3.5 mM/min，对照组为 35.3 ± 3.5 mM/min，差异显著。即使调整年龄、性别和体重指数（BMI）等因素后，差异仍然存在。
研究结论与讨论
研究人员成功开发的 FRiST 方法，可在临床 3-T 系统上可靠地评估肝脏 ATP 合成，具有可接受的重复性，能提供高质量光谱且测量局限于肝脏。该方法检测到 T1D 患者和对照志愿者之间肝脏kf和FATP的显著差异，这意味着 T1D 患者可能存在线粒体功能受损。
虽然该研究取得了重要成果，但也存在一定局限性。例如，ST 结果的解读较为复杂，FATP测量包含糖酵解成分；在计算对照组FATP时使用的是之前研究的Pi均值，而非个体测量值；样本量相对较小，可能影响研究结果的普遍性。
尽管如此，FRiST 方法作为一种无创检测手段，仍具有巨大的潜在价值。它有望成为临床工作流程的一部分，替代有创的肝活检，用于监测 MASLD/MASH 患者的治疗反应和疾病风险分层。未来，研究人员可进一步加快测量速度，同时扩大样本量，更全面地评估志愿者的代谢状况，使这一技术更加完善，为肝脏疾病的诊断、治疗和研究提供有力支持。
