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第一部分正常下肢动脉缺血模型肌肉微循环MR多序列成像研究目的:探索血氧水平依赖BOLD-T2~*(Blood Oxygen Level Dependent)、体素内不相干运动IVIM(Intravoxel Incoherent Motion)、动脉自旋标记ASL(Artery Spin-Labeling)磁共振技术研究小腿肌肉缺血灌注的可行性。材料与方法:对15名健康志愿者的一侧大腿根部给予不同程度压力,分别在加压前(P0),收缩压基础上20mmHg(P20)、收缩压基础上40mmHg(P40)和释放压力(Precovery)在磁共振扫描仪上对4种不同状态行双小腿BOLD、IVIM和ASL成像。经后处理软件对双小腿胫骨前肌、腓骨长肌、比目鱼肌、腓肠肌的BOLD-T2~*值、IVIM-f值和ASL-BF值进行测量。通过经皮氧分压仪在成像区域测得4种状态下的TcPO2值作为对比参考。结果:4种不同状态下,加压侧小腿除胫骨前肌f值外,其余肌肉BF值、f值和T2~*值都具有统计学意义(P<0.05)。在P20和P40状态下,加压侧小腿肌肉BF值和T2~*值均明显低于加压前(P<0.008)而f值均高于加压前。在P40状态下,加压侧和对照侧相比,除胫骨前肌T2~*值外,其余肌肉BF值、f值和T2~*值具有显著性差异。在P20状态下加压侧和对照侧相比,两组腓肠肌的BF值和T2~*值存在显著性差异。BF值和T2~*值与TcPO2呈正相关(分别ρ=0.465[P=0.001]、ρ=0.522[P<0.001])。f值与TcPO2呈负相关(ρ=-0.351[P=0.018])。结论:ASL-BF、BOLD-T2~*、IVIM-f值的变化可以评估小腿肌肉血流灌注情况,BF值和T2~*值与TcPO2值具有正相关性而f值与TcPO2值具有负相关性。第二部分T2及T2~*mapping在健康志愿者和下肢动脉硬化闭塞症患者小腿肌肉中的成像研究目的:探讨MRI T2及T2~*mapping在评价健康志愿者和下肢动脉硬化闭塞症(LEAOD)患者小腿肌肉微观特性的可行性。材料与方法:采用3.0T MRI对16名年轻和10名年长的健康志愿者及16名患有LEAOD患者的小腿肌肉进行成像,分别测量胫骨前肌、腓骨长肌、比目鱼肌和腓肠肌的T2值及T2~*值并进行统计分析。结果:健康志愿者胫骨前肌的T2值显著低于其他肌肉(P<0.0001)。除腓肠肌外(P=0.036),年长志愿者各小腿肌群T2值显著高于年轻志愿者(P<0.0125)。健康志愿者腓肠肌T2值与BMI呈显著正相关(r=0.497,P=0.010)。LEAOD患者比目鱼肌和腓肠肌的T2值显著高于年长志愿者(均P=0.006),各肌群的T2~*值显著低于年长志愿者(均P<0.0125)。结论:T2及T2~*mapping可以定量评估下肢肌肉微观特性,为临床评价LEAOD提供有价值的信息。第三部分:采用不同的刺激模式探究骨骼肌氧合水平依赖MRI信号的变化目的:采用吸入气体、加压后缺血及反应性充血和运动的刺激模式,比较下肢小腿肌肉血氧水平依赖MRI信号的变化。材料与方法:对12名年轻人(平均年龄22±0.9岁)和10名老年人(平均年龄58±5.0岁)在三种不同刺激模式下进行BOLD MRI检查。通过软件处理对感兴趣肌群生成BOLD时间信号强度曲线,并根据曲线计算定量参数。采用经皮氧分压测量仪对感兴趣肌群测量Tc PO2值,并与BOLD MRI进行比较。使用组内相关系数(ICC)评估测量者之间的重复性。统计分析BOLD信号变化的差异与Tc PO2测量值的相关性以及不同刺激模式之间年龄的相关变化。结果:加压刺激导致的缺血和反应性充血显示最高的观察者间重复性(ICC,0.993和0.985)和扫描间重复性(ICC,0.920和0.903)。Friedman检验显示不同的刺激模式在胫骨前肌中BOLD信号存在显著差异(P<0.0001)。足底背屈运动模式引起最大的BOLD T2~*变异(15.48%±10.56%),其次是缺血(8.30%±6.33%),吸入气体时可观察到BOLD T2~*微弱的变化。缺血期(r=0.966,P<0.001)和运动后(r=-0.936;P<0.001)中发现与Tc PO2测量值存在相关性。Min(缺血),Max(Hyperemia),Max(Postexercise)和Slope(Postexercise)显示年轻和老年受试者之间有显著差异(均P<0.01)。结论:缺血和反应性充血具有较好的重复性,运动可引起最大的BOLD信号变化。这两种刺激模式的测量值显示出与年龄相关的差异,在今后的研究中可以作为首先考虑的刺激模式。