¿Puede llamar a un procedimiento almacenado de SQL que devuelve un conjunto de registros y tener esos valores cargados en variables?

No, no puede devolver valores como ese.

Debe usar OutputParameters:MSDN .

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Este podría ser un enlace mejor:

Equipo SQL

Consulte la sección sobre la mitad del camino hacia abajo:Uso de variables de SALIDA