HERMES-sLASER技术在颞叶内侧区GABA+和谷胱甘肽测量的可重复性验证及其在神经科学研究中的应用

本研究针对颞叶内侧区(MTL)磁共振波谱(MRS)测量中B0场不均匀性难题，采用HERMES-sLASER技术同步检测γ-氨基丁酸(GABA+)和谷胱甘肽(GSH)，证实其测试-再测变异系数分别为14.09%和18.94%，为神经退行性疾病和癫痫研究提供了可靠的代谢物检测方案。

　　

在探索大脑奥秘的征程中，颞叶内侧区(MTL)因其与记忆形成和神经疾病的密切关联而备受关注。这个包含海马体的关键区域，在阿尔茨海默病和癫痫等疾病中扮演着重要角色。然而，由于毗邻鼻窦导致的磁场不均匀性，以及代谢物信号微弱等挑战，使得该区域的磁共振波谱(MRS)研究举步维艰。特别是对于γ-氨基丁酸(GABA)和谷胱甘肽(GSH)这类需要特殊编辑技术的代谢物，传统检测方法更是面临巨大挑战。

加拿大卡尔加里大学(University of Calgary)的研究团队在《Journal of Neuroscience Methods》发表了一项创新研究。他们采用Hadamard编码重建的MEGA编辑光谱(HERMES)技术，结合半绝热选择性重聚焦(sLASER)定位，成功实现了MTL区GABA+(包含共编辑大分子信号)和GSH的同步检测。这项技术突破不仅将检测时间缩短一半，更重要的是为这个传统上难以研究的脑区提供了可靠的代谢物检测方案。

研究人员采用了多项关键技术：15名健康成人参与者的单 voxel HERMES扫描，左右MTL区分别采集数据；使用Osprey软件处理数据并进行组织校正；通过Dice系数评估voxel定位重复性；采用变异系数(CV)和Bland-Altman分析评估测量稳定性。这些方法的综合运用确保了研究结果的可靠性。

研究结果显示：
3.1. 参与者
15名右利手健康成人(3男12女)完成了研究，年龄范围18-59岁。

3.2. 质量和正态性评估
视觉检查排除了1例GSH拟合不良数据和2例右侧MTL数据。GABA+和GSH值经对数转换后满足正态性分析要求。

3.3. 采集差异
重复测量ANOVA显示三次采集间GABA+(F(2,22)=0.26,p=0.78)和GSH(F(2,20)=1.54,p=0.24)无显著差异。右侧MTL的肌酸信噪比(SNR)显著高于左侧(p<0.001)。

3.4. 变异度量
GABA+和GSH的测试-再测平均差异分别为0.036(SD=0.11)和0.0001(SD=0.15)，变异系数分别为14.09%和18.94%。

3.5. 偏倚图
Bland-Altman分析显示两次左侧采集间无系统性偏倚。

3.6. voxel位置分析
voxel重叠Dice系数达0.82(SD=0.10)，且与代谢物变异无相关性。

3.7. 功效计算
检测15%组间差异需要14例(GABA+)和25例(GSH)样本量。

这项研究证实HERMES-sLASER技术在MTL区应用的可靠性。14.09%(GABA+)和18.94%(GSH)的变异系数与既往单一代谢物检测研究相当，且优于部分PRESS定位研究。值得注意的是，sLASER定位减少的化学位移误差可能是GSH检测稳定性提高的关键因素。虽然样本量限制导致测试-再测相关性不显著，但差异值集中在零附近的结果仍支持方法的可靠性。

研究还提供了重要的样本量参考：检测15%的GABA+差异需要14例/组，这对未来神经退行性疾病和癫痫研究的设计具有重要指导价值。然而，研究者也提醒，临床人群可能存在更大的代谢物变异，可能需要更大的样本量。这项技术突破为探索MTL在神经精神疾病中的代谢改变开辟了新途径，特别是对同时关注抑制性神经传递(GABA)和氧化应激(GSH)的研究具有重要意义。