Summary

Het maken van MR Imaging Child's Play - Pediatric Neuroimaging protocol, richtlijnen en procedure

Published: July 30, 2009
doi:

Summary

Ondanks een toename in het gebruik van structurele en functionele magnetische resonantie imaging (fMRI) bij de mens, de studie van de jonge pediatrische populaties blijft een uitdaging. We presenteren een hands-on, stap-voor-stap video-protocol, met inbegrip van richtsnoeren voor clinici en onderzoekers die tot (f) MRI bij jonge kinderen uit te voeren.

Abstract

In het laatste decennium is er een toename in het gebruik van structurele en functionele magnetische resonantie imaging (fMRI) naar de neurale basis van de menselijke perceptie, cognitie en gedrag te onderzoeken<sup> 1, 2</sup>. Bovendien heeft deze niet-invasieve beeldvorming methode uitgegroeid tot een instrument voor clinici en onderzoekers tot typische en atypische ontwikkeling van de hersenen te verkennen. Hoewel de ontwikkelingen in de neuroimaging tools en technieken zijn duidelijk, (f) MRI bij jonge pediatrische populaties blijft relatief weinig<sup> 2</sup>. Zowel praktisch als technische uitdagingen bij de beeldvorming kinderen clinici en onderzoeksgroepen aanwezig zijn met een unieke reeks van problemen<sup> 3, 2</sup>. Om slechts enkele te noemen, zijn het kind deelnemers uitgedaagd door een behoefte aan motivatie, alertheid en samenwerking. Angst kan een extra factor aan de orde zijn. Onderzoekers of clinici moeten tijdsdruk, verplaatsingsbeperking, scanner achtergrondgeluiden en onbekendheid te overwegen met de MR-scanner omgeving<sup> 2,4-10</sup>. Een geleidelijke gebruik van functionele en structurele neuroimaging bij jongere leeftijdsgroepen, maar verder zou kunnen toevoegen aan ons begrip van de ontwikkeling van de hersenen. Als een voorbeeld, zijn verschillende onderzoeksgroepen op dit moment te werken aan het vroegtijdig opsporen van ontwikkelingsstoornissen, mogelijk nog voor kinderen die betrokken zijn gedragskenmerken aanwezig<sup> Eg11</sup>. Verschillende strategieën en technieken zijn gemeld als een middel om het comfort en de samenwerking van jonge kinderen te waarborgen tijdens de neuroimaging sessies. Speltherapie<sup> 12</sup>, Gedragsmatige aanpak<sup> 13, 14,15, 16-18</sup> En simulatie<sup> 19</sup>, Het gebruik van de mock-scanner gebieden<sup> 20,21</sup>, Basic ontspanning<sup> 22</sup> En een combinatie van deze technieken<sup> 23</sup> Zijn allemaal aangetoond dat de deelnemer naleving te verbeteren en daarmee MRI data kwaliteit. Nog belangrijker, hebben deze strategieën bewezen dat het comfort van gezinnen en kinderen betrokken te verhogen<sup> 12</sup>. Een van de belangrijkste ontwikkelingen van deze technieken voor de klinische praktijk is de mogelijkheid van het vermijden van sedatie of algemene anesthesie (GA) als een manier om kinderen op de naleving beheren tijdens MRI-sessies<sup> 19,20</sup>. In de huidige video-rapport presenteren we een pediatrische neuroimaging protocol met richtlijnen en procedures die hebben bewezen succesvol te zijn tot op heden bij jonge kinderen.

Protocol

We hebben opgenomen algemene proeven worden richtlijnen evenals MRI specifieke benaderingen 12-23 in een complete neuro-imaging protocol bedoeld om onderzoekers en clinici begeleiden tijdens neuroimaging sessies met wakker zijn kinderen zo jong als vier jaar. Eerst willen we de algemene testrichtlijnen aangepast voor MRI-onderzoek te benadrukken. Ten tweede bieden we een hands-on, stap-voor-stap beschrijving van onze neuroimaging-protocol. In onze ervaring, een enkele sessie van ongeveer 2,5 uur (inclusief ee…

Discussion

De opkomst van functionele en structurele MRI bij het ​​menselijke brein studie vergemakkelijkt mogelijkheden te onderzoeken typische als atypische hersenen structuur en functies en dus houdt een grote belofte voor zowel onderzoek en klinische doeleinden 6. Echter, MRI studies in de jongere leeftijdsgroepen nog steeds minder talrijk in vergelijking met die van volwassenen, adolescenten en kinderen, die voornamelijk is te wijten aan technische en praktische problemen bij het uitvo…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Wij danken de deelnemende kinderen en families, alle medewerkers van de Children's Hospital Boston (CHB) met speciale waardering uit jegens de MRI technici, zonder wie onze studies niet kon worden uitgevoerd. We zijn vooral dankbaar Arnold Cyr voor deelname en hulp tijdens onze video te schieten en om de werking manager Patricia Devine op de CHB Waltham. Met dank aan het onderzoek en de technische staf bij MIT's Athinoula A. Martinos Imaging Center voor het delen van ervaring in het MR-beeld acquisitie en analyse.

Dit onderzoek werd gefinancierd door de Charles H. Hood Foundation, een Children's Hospital Boston piloot te verlenen en de Zwitserse Nationale Stichting (NMR)

References

  1. Boecker, H. Current stage of fMRI applications in newborns and children during the first year of life. Rofo. 180 (8), 707-714 (2008).
  2. Bookheimer, S. Y. Methodological issues in pediatric neuroimaging. Ment Retard Dev Disabil Res Rev. 6 (3), 161-165 (2000).
  3. Souweidane, M. M. Brain mapping in sedated infants and young children with passive-functional magnetic resonance imaging. Pediatr Neurosurg. 30 (2), 86-92 (1999).
  4. Poldrack, R. A., Pare-Blagoev, E. J., Grant, P. E. Pediatric functional magnetic resonance imaging: progress and challenges. Top Magn Reson Imaging. 13 (1), 61-70 (2002).
  5. Macmaster, F. P., Rosenberg, D. R. Preparing children for MRI. Pediatr Radiol. 38 (3), 270-270 (2008).
  6. Wilke, M., Holland, S. K., Myseros, J. S., Schmithorst, V. J., Ball, W. S. Functional magnetic resonance imaging in pediatrics. Neuropediatrics. 34 (5), 225-233 (2003).
  7. Davidson, M. C., Thomas, K. M., Casey, B. J., J, B. Imaging the developing brain with fMRI. Ment Retard Dev Disabil Res Rev. 9 (3), 161-167 (2003).
  8. Sury, M. R., Harker, H., Begent, J., Chong, W. K. The management of infants and children for painless imaging. Clin Radiol. 60 (7), 731-741 (2005).
  9. Hunt, R. H., Thomas, K. M. Magnetic resonance imaging methods in developmental science: a primer. Dev Psychopathol. 20 (4), 1029-1051 (2008).
  10. O’Shaughnessy, E. S., Berl, M. M., Moore, E. N., Gaillard, W. D., D, W. Pediatric functional magnetic resonance imaging (fMRI): issues and applications. J Child Neurol. 23 (7), 791-801 (2008).
  11. Raschle, N. M., Chang, M., Lee, M., Buechler, R., Gaab, N. Examining Behavioral and Neural Pre-Markers of Developmental Dyslexia in Children Prior to Reading Onset. , (1985).
  12. Pressdee, D., May, L., Eastman, E., Grier, D. The use of play therapy in the preparation of children undergoing MR imaging. Clin Radiol. 52 (12), 945-947 (1997).
  13. Slifer, K. J., Cataldo, M. F., Cataldo, M. D., Llorente, A. M., Gerson, A. C. Behavior analysis of motion control for pediatric neuroimaging. J Appl Behav Anal. 26 (4), 469-470 (1993).
  14. Slifer, K. J., Bucholtz, J. D., Cataldo, M. D. Behavioral training of motion control in young children undergoing radiation treatment without sedation. J Pediatr Oncol Nurs. 11 (2), 55-63 (1994).
  15. Slifer, K. J. A video system to help children cooperate with motion control for radiation treatment without sedation. J Pediatr Oncol Nurs. 13 (2), 91-97 (1996).
  16. Tyc, V. L., Fairclough, D., Fletcher, B., Leigh, L., Mulhern, R. K., K, R. Children’s distress during magnetic resonance imaging procedures. Child Health Care. 24 (1), 5-19 (1995).
  17. Slifer, K. J., Koontz, K. L., Cataldo, M. F. Operant-contingency-based preparation of children for functional magnetic resonance imaging. J Appl Behav Anal. 35 (2), 191-194 (2002).
  18. Byars, A. W. Practical aspects of conducting large-scale functional magnetic resonance imaging studies in children. J Child Neurol. 17 (12), 885-890 (2002).
  19. Rosenberg, D. R. Magnetic resonance imaging of children without sedation: preparation with simulation. J Am Acad Child Adolesc Psychiatry. 36 (6), 853-859 (1997).
  20. de Amorim e Silva, C. J., Mackenzie, A., Hallowell, L. M., Stewart, S. E., Ditchfield, M. R. Practice MRI: reducing the need for sedation and general anaesthesia in children undergoing MRI. Australas Radiol. 50 (4), 319-323 (2006).
  21. Epstein, J. N. Assessment and prevention of head motion during imaging of patients with attention deficit hyperactivity disorder. Psychiatry Res. 155 (1), 75-82 (2007).
  22. Lukins, R., Davan, I. G., Drummond, P. D. A cognitive behavioural approach to preventing anxiety during magnetic resonance imaging. J Behav Ther Exp Psychiatry. 28 (2), 97-104 (1997).
  23. Hallowell, L. M., Stewart, S. E., Amorim, E. S. C. T. d. e., Ditchfield, M. R. Reviewing the process of preparing children for MRI. Pediatr Radiol. 38 (3), 271-279 (2008).
  24. Preston, P. . Testing children : a practitioner’s guide to the assessment of mental development in infants and young children. , (2005).
  25. Kotsoni, E., Byrd, D., Casey, B. J. Special considerations for functional magnetic resonance imaging of pediatric populations. J Magn Reson Imaging. 23 (6), 877-886 (2006).
  26. Armstrong, T. S., Aitken, H. L. The developing role of play preparation in paediatric anaesthesia. Paediatr Anaesth. 10 (1), 1-4 (2000).
  27. Garcia-Palacios, A., Hoffman, H. G., Richards, T. R., Seibel, E. J., Sharar, S. R. Use of virtual reality distraction to reduce claustrophobia symptoms during a mock magnetic resonance imaging brain scan: a case report. Cyberpsychol Behav. 10 (3), 485-488 (2007).
  28. Cho, Z. H. Analysis of acoustic noise in MRI. Magn Reson Imaging. 15 (7), 815-822 (1997).
  29. Gaab, N., Gabrieli, J. D., Glover, G. H. Assessing the influence of scanner background noise on auditory processing. I. An fMRI study comparing three experimental designs with varying degrees of scanner noise. Hum Brain Mapp. 28 (8), 703-720 (2007).
  30. Gaab, N., Gabrieli, J. D., Glover, G. H. Assessing the influence of scanner background noise on auditory processing. II. An fMRI study comparing auditory processing in the absence and presence of recorded scanner noise using a sparse design. Hum Brain Mapp. 28 (8), 721-732 (2007).
  31. Bilecen, D., Radu, E. W., Scheffler, K. The MR tomograph as a sound generator: fMRI tool for the investigation of the auditory cortex. Magn Reson Med. 40 (6), 934-937 (1998).
  32. Eden, G. F., Joseph, J. E., Brown, H. E., Brown, C. P., Zeffiro, T. A. Utilizing hemodynamic delay and dispersion to detect fMRI signal change without auditory interference: the behavior interleaved gradients technique. Magn Reson Med. 41 (1), 13-20 (1999).
  33. Belin, P., Zatorre, R. J., Hoge, R., Evans, A. C., Pike, B. Event-related fMRI of the auditory cortex. Neuroimage. 10 (4), 417-429 (1999).
  34. Gaab, N., Gaser, C., Zaehle, T., Jancke, L., Schlaug, G., G, . Functional anatomy of pitch memory–an fMRI study with sparse temporal sampling. Neuroimage. 19 (4), 1417-1426 (2003).
  35. Hall, D. A. “Sparse” temporal sampling in auditory fMRI. Hum Brain Mapp. 7 (3), 213-223 (1999).
  36. Gaab, N., Gabrieli, J. D., Glover, G. H. Resting in peace or noise: scanner background noise suppresses default-mode network. Hum Brain Mapp. 29 (7), 858-867 (2008).
check_url/1309?article_type=t

Play Video

Cite This Article
Raschle, N. M., Lee, M., Buechler, R., Christodoulou, J. A., Chang, M., Vakil, M., Stering, P. L., Gaab, N. Making MR Imaging Child’s Play – Pediatric Neuroimaging Protocol, Guidelines and Procedure. J. Vis. Exp. (29), e1309, doi:10.3791/1309 (2009).

View Video