使磁共振成像儿戏 - 小儿神经影像学的协议，指引及程序

Summary

尽管在结构和功能磁共振成像（fMRI）技术，在人类使用的增加，年轻的儿科人群的研究仍然是一个挑战。我们目前的一个动手，一步一步的视频协议包括为临床医师和研究人员打算执行（F）在幼儿MRI的指导方针。

Abstract

在过去十年中一直存在，增加使用的结构和功能磁共振成像（fMRI）来研究人类感知，认知和行为的神经基础

Protocol

我们纳入一个完整的神经影像学协议，旨在指导与年仅4岁的清醒的儿童在神经影像学会议的研究人员和临床医生一般实验测试准则，以及MRI ^检查的具体办法12-23。首先，我们的目标是强调一般测试适应MRI检查的指导方针。第二，我们提供了一个动手，我们的神经影像学协议一步一步的说明。在我们的经验，大约2.5小时的单的会议（包括45-60分钟的最大成像时间），是足够的培训和指导孩子通过神经影像学会议。

一般准则

儿科人群，一般准则和建议如何以最佳方式工作年纪较小的儿童在每一个测试会话，应考虑^24。我们强调舒适性，适宜性和动机（CAM），并提供对这些概念的定义。

（三） 被定义为 舒适： 舒适的最小化和安全是最大的威胁的感觉在成像会议涉及的一个年轻的参与者的情绪状态。

环境 ：在与其他研究组^19,20中，我们考虑模拟扫描面积开始神经影像学会议的理想场所。理想的情况下，一个模拟扫描仪领域复制实际的核磁共振室，磁共振扫描仪，在最大程度上（例如，包括一个模拟的磁共振扫描仪镜像实际的磁共振扫描仪的外观和声音^产生 ） 20。这间客房提供实际的核磁共振室相同的设备（如响应工具）。如果没有一个静态的磁场，它是一个安全的地方，在一个适合儿童的方式的儿童熟悉的成像过程。模拟扫描仪领域，可以设计一个儿童友好的方式加入动物标本，在房间里放置一些玩具（不太多，因为这可能会分散注意力），有父母和兄弟姐妹坐在儿童尺寸的椅子和桌子，提供一些家长认可的小吃和饮料。我们进一步提供贴纸图表，一个孩子的结构性脑图像的CD，和一个宝箱，礼券和其他小奖品的孩子。

家人和朋友 ：促进一个神经影像学会议期间积极参与的方法之一是鼓励参加计划的儿童，邀请他们的家庭，兄弟姐妹和朋友或给自己带来的毛绒动物或玩具。此外，儿童和他们的父母应该允许选择是否希望有一个父目前在磁共振成像功能磁共振成像实验期间的房间。

服装 ：服装没有金属片（例如，按钮或拉链）是强制性的。儿童可能更喜欢穿自己的服装。然而，如果需要，应适当的服装（如医院袍）。作为培训和MRI室可进行冷，毯子可能会提供孩子额外的舒适。

（ 一 ）：相关的得体介绍了目前在年龄组的神经影像学会议，活动和材料研究的框架和上下文。

术语 ：小儿神经影像学会议期间所使用的术语和做法应慎重选择。这样做可避免误解或一个可怕的气氛。不适当的条款，例如，包括以下内容：“ 这是非常响亮，但它不会伤害你”或“你是如何在机器内部做 ，这是建议使用积极的语言，容易被儿童理解和解决吗 ？ 。直接的潜在问题，避免某些短语可以有利的会议，并建议选择适合儿童的专业术语（如“大脑相机”而不是“核磁共振机”，“相机点击”而不是“扫描仪噪音”等）。

误解 ：一个重要的目标是尽快澄清孩子的误解约成像在神经影像学会议。一个容易理解的研究描述应传达访问之前，可在神经影像学会议开始重复。

响应工具 ：适当的参与者的年龄，使用特定的响应工具已被证明是^有益的25。作为一个例子，它使用各种仪器（如耳机，响应按钮，眼动仪，等）时，重要的是使用那些在大小和形状适合儿童。这些仪器应仔细定位，使孩子不瓦特iggle和移动，企图达到的响应设备。

情感状态 ：在每一个测试会话中，它是必不可少的敏感参与者的情感状态。儿童可能并不总是表达自己的感情很容易，但焦虑，无聊或挫折，需要予以承认，并^及时 7,24处理。关注直接和需要解决的问题都需要在一个适合儿童的方式提出。

灵活的方法 ：强烈建议每个孩子的具体需求，并留有足够的时间作出灵活的方式（如可选的帮助，取决于孩子，额外的培训课程，允许足够的时间为神经影像学会议等）。

（男）动机： 动机描述参与者愿意积极合作，在给定的研究环境 。

儿童友好的主题 ：我们推荐使用一个有趣的主题，整个神经影像学会议指导儿童（如冒险故事） 。这样做，孩子们成为投资和从事活动的顺序。此外，一个主题可以让研究团队有机会建立一个儿童友好的方式在所有实验和任务范式（如使用卡通人物）。

传统与虚拟的不干胶图表 ：贴纸图表是众所周知的，作为一种工具，有助于激发孩子一个会话内完成不同的实验。一个虚拟的贴纸图表是类似于传统的贴纸图表，但可以证明（通过投影机）孩子的磁共振扫描仪内。作为一个例子，我们使用一个虚拟的贴纸图表后游戏的孩子们的“滑道和梯子 ”，其中的参与者必须找到回家的路（这只能完成实验任务取得）为蓝本。这不仅是孩子的乐趣，但它给每次运行之后的研究团队的时间（一个实验任务的图像采集时间），以准备下一次。

行动方针

小儿神经影像学第一节：准备工作

1）神经影像学会议之前的神经影像学会议的筹备工作，参与家庭提供信息通过打印或在线媒体，其中包含年龄适当的描述，提供了研究的内容和细节的预览。

小儿神经影像学第二节：培训（约1小时）

2）欢迎文书：小儿神经影像学会议开始在模拟扫描仪领域的研究小组，其中参与的孩子，家人和朋友表示欢迎。审查机构审查委员会（IRB）的形式（例如，同意和同意的形式），磁共振扫描仪检查的形式，和报销手续，这是确保的神经影像学会议的范围明确为孩子和家长。

3）（F）MRI介绍：模拟扫描仪领域介绍给孩子和家长包括一个短的描述，模拟扫描仪响应工具和神经影像学会议期间使用的其他材料。数码相机可以用来解释一个普通相机拍摄的图片和“大脑相机”（核磁共振成像扫描仪）工程。清晰和模糊的图片的例子证明上的照片或图片的质量运动的影响（见图1）。通过使用可选的游戏，如“冻结​​游戏”或“雕像游戏”，限制行动可以说明。这些游戏要求孩子仍然留很短的时间内（如冰雕或雕像）。

图1。 （一）夏普及（B）模糊的照片可以用来证明的运动图像质量的影响。

4）实验：在介绍实验任务之一就可以开始用短愉快的活动。接下来，使用的模拟扫描仪慢慢成立。

5.1）短片：在这个实验中的一个儿童友好的主题是添加到神经影像学会议。孩子们在飞船的冒险游戏，这是由一个简短的电影介绍的主角，引导孩子通过所有的实验。

5.2）的实验任务/“游戏”：模拟扫描仪的使用纳入分步进行：（1）说明，而孩子是坐在商务部k扫描器床;（2）的说明重复使用该镜在电脑屏幕的印刷卡片;（3）最初的几个例子是，该研究小组的帮助下解决 ;（4）培训项目，然后在实时（ 5）作为下一步的孩子提供使用耳机和播放预先录制的扫描仪的背景声音在培训项目介绍（6）最后，允许孩子玩游戏内的模拟扫描仪。该研究小组，确保了实验任务的理解。

如果使用多个响应的工具，如每手按钮，，重要的是要定义响应工具对应的回答。一个孩子可能不知道左派和右派之间的差异。一个毛绒动物（如猴子）可以放在旁边的儿童的一面。相反的指示“按右边的按钮”，指令改为“按猴子”按钮 “ 。

5）沟通的规则 ：在训练孩子是教，一个温柔的手按在他们的腿，他们正在太多的信号。这个信号是作为一个研究小组，并在实际fMRI实验的孩子的可能性之间的沟通手段。这是解释的发言应避免在图像采集与实验任务的性能和影响数据质量，因为它可能会干扰孩子。

6）短期突破/骰子游戏：在休息，骰子可能被用来确定一个随机的顺序，在该游戏将在发挥功能磁共振成像实验。这将确保各参与者随机。

7）重复要点：在开始之前，建议研究员重复孩子的神经影像学会议最重要的规则的fMRI实验。为了尽量减少对青少年儿童的内存需求，有助于总结几个要点中的重要信息，并重申在整个会议期间的人士。

8）故障排除：当一个孩子在参加培训会议或fMRI实验中顾虑重重，研究人员建议（1）立即采取行动;（2）提供休息一会;（3）地址的关注，并确保参与是自愿的会话，并根据孩子的选择是提前终止或（4）游戏作为游戏治疗^师 12,26的建议的战略是用来帮助更着急的孩子得到新的环境感到满意。重要的是要采用灵活的方法，让孩子参加的步伐，对他们来说是舒适的。然而，孩子的选择参与的需求是显而易见的。

9）没有模拟扫描仪MRI培训：研究人员或医生，如果没有获得一个模拟扫描仪领域，游戏治疗师所用的游戏^战略高度推荐26。例如，可以使用图片或模型的磁共振扫描仪^12，模拟一个神经影像学会议。此外，使用脱敏和操作性的行为技术行为^方式 13-15,17,23有助于减少儿童的痛苦和增加儿童成功完成他们的神经影像学会议的数量。

小儿神经影像学第三节：休息和金属筛选

10）金属筛选：进入MRI检查室之前，每一个参与者和家长必须填写并签署MRI检查表。此外，孩子需要检查有色金属对象。可以用手持金属探测器或磁铁手，调皮地引进筛选（例如“假装我们在机场”）。

儿科影像学第四节：fMRI实验（45至60分钟）

一般：在fMRI实验中，许多儿童面临的最大挑战是非常仍然停留了很长一段时间。建议保持尽可能短的每个实验或实验分为两个实验运行。根据我们的经验，运行最大的5到7分钟的成像时间已经证明了小学儿童的年龄或年轻accomplishable。成像会议的总长度也应考虑。但是，它更容易为孩子经历了漫长的成像会议几个短的实验运行完成较长的实验运行缩短会议。神经影像学的实验通常采用模块化设计，在不同的实验任务条件提出了一系列后续块。孩子们可以轻松地获得由张相混淆ING任务，要求在一个实验运行，因此建议保持任务条件分隔（例如，通过采样与休息之间的两个不同的任务条件下，在随后的两个实验运行）。

11）促进转型：为了孩子的的实际核磁共振室过渡，孩子是伴随着一个研究工作人员的成员，可选择以带来沿着一个家长和孩子的喜爱的毛绒动物，只要作为玩具并没有包含任何黑色部分。另外一个研究小组成员建议，陪孩子。

12）检查设备：屏幕和镜面（视觉实验）的定位，声音的音量（听觉实验），和响应工具需要进行检查和耳朵的保护（如耳塞），应在MRI房间的服务员提供。请与应用实例（例如，对孩子进行测试音频设置，并回答他们的孩子玩的问题）的响应工具和设置。该研究小组必须确保每一位家庭成员在MRI室收到适当的行为和规则的信息，特别是有关安全。

13）执行任务的功能磁共振成像/实验 ：任务说明应每场比赛开始前反复实验任务。每场比赛后，虚拟贴纸图表奖励孩子的合作。而在MR扫描仪，孩子的舒适性和运动必须进行监测。在MRI室存在的一个研究小组的成员已被证明是非常有利，可以观察孩子的福祉和行为，并给予必要的沟通和激励反馈可以直接给孩子。由研究小组成员目前在MRI室，或由研究人员以外的MRI室的监控图像采集头运动的孩子，可以观察到。培训会议期间实行一个温柔的手按信号的孩子，他们正在太多。几个实验运行，通过神经影像学会议中途休息片刻实验保持舒适。作为激励因素在休息的时候，孩子可以证明他或她自己的大脑图像。

14）结构的图像采集：最后的结构MR图像采集，要求参与者不执行任何实验任务的情况下仍躺在。在这段时间通过观看短片，孩子可以受理。推荐适当的电影的例子是动物，因为它们是愉快的，不太可能诱发笑，这可能会导致头部运动图像采集期间的电影或纪录片。孩子处理更容易在运动图像采集时间限制，如果告诉记者，在此期间获得的图片作为礼物带回家，如与孩子的大脑图片CD，他们将提交。

15）关闭：一旦图像采集完成，包括礼品，奖品，并与孩子带回家脑图片的CD的报销程序如下。

代表性的成果

使用适当的准备协议和儿童友好的成像过程的积极影响合作，动机和经验，我们参加计划的儿童和他们的家人。使用此协议的减少整体的运动，从而增加获得高质量的图像，无需使用镇静剂或GA的机会。

使用目前的协议，我们最近获得的功能和结构为一组学前教育岁以下的儿童（年龄在4.9至6.3年/平均年龄5.5岁）的脑成像数据。已超过95％的儿童能够完成一个神经影像学的会议，包括模拟扫描仪培训和fMRI实验。在本议定书中提出的准则和程序，被设计为小儿神经影像学会议。但总的原则和所描述的许多工具，可应用于一般在图像采集身体的其它部位，如小儿成像会议。

Discussion

研究典型非典型的大脑结构和功能以及功能和结构的磁共振成像研究人类大脑的出现提供了便利的可能性，并因此认为大有希望的研究^和临床用途6。然而，年轻的年龄组的MRI研究仍然为数较少的时候相比，成人，青少年或婴幼儿，这主要是由于技术和实际困难的执行小儿神经影像学会议时。目前的视频协议动手解决可能阻止执行幼童（F）的磁共振成像实验研究小组的主要实际挑战的解决方案。

小儿神经影像学的挑战很多，但研究人员认为，两个主要的障碍需要克服：焦虑/窘迫和参与者的^运动 2,4,7,25水平。通常报告临床患者进行成像过程中的焦虑和苦恼。据估计，4至20％的患者拒绝接受MRI会议或终止成像会议之前完成^27。一个不完整的临床影像会议能产生严重的影响，因为它可能会延误正确的诊断和可能^的治疗22。有报道儿童的MRI会议施加更高水平的焦虑^/ 7,18窘迫。不过，罗森伯格等，（1997）在儿童年龄6日至17日，可大大减少通过仔细的主题准备，包括使用的模拟扫描仪可以显示的窘迫。

强烈的扫描仪将在传统的连续图像采集的梯度线圈所产生的噪音，是一个^焦虑或不适28的潜在原因。这种扫描仪的背景噪声（SBN），不仅可能导致参与者的焦虑和不适，但规避SBN曝光的方法之一是使用交错的数据可能会干扰实验范式（如在^听觉或注意任务29,30。如收购行为交错渐变技术（大^）31,32或稀疏的时间^采样 29,30,33-36（见Gaab等。2007年为“沉默”的成像设计的优势和劣势进行详细讨论）设计。

作为一个额外的障碍需要克服，运动限制是必要的，以获得高品质和诊断的相关数据。在临床实践中，低于一定年龄的儿童（通常在6至8岁的之间）经常使用镇静或全身麻醉^（GA）20成像。不过，除了对孩子，GA和镇静都导致提高了成像时间和成本较高，由于使用外部人员，设备^和药品23可能出现的风险。镇静或GA过程中不使用功能磁共振成像由于其潜在影响血液水平依赖对比（BOLD对比^）1。此外，许多神经影像学的任务，要求孩子要警惕和反应。

它已被证明发挥治疗，模拟和行为方式（如认知行为治疗，行为加固）是成功的方法来减轻焦虑，降低了整体的运动，并允许未经MRI在年仅3 ^岁 23,14的儿童镇静。目前的协议集成的思想和行为管理的主要技术要素之日起一个完整的神经影像学协议，从而旨在提供研究人员以及临床医生的手的指引，设计和进行成像与清醒，幼儿会。当前协议的使用已被证明是提高儿童的人数能够成功地完成一个神经影像学会议。使用一种有利于儿童和年龄适当的儿科神经影像学协议，也可以让医生在接受成像过程中的儿童，以减少使用镇静剂或GA，并预计将增加儿科影像学的出现在年轻的年龄组。