让磁共振成像变得像游戏一样简单——儿童神经影像检查方案、指南与操作流程

计划开展儿童神经影像学研究的研究人员和临床医生面临着诸多挑战。儿童受试者在参与过程中需要具备足够的动机、警觉性和配合度，这本身即构成挑战。此外，焦虑情绪可能是另一个需要应对的因素。

研究人员或临床医生需要考虑时间限制、活动受限、扫描仪、背景噪音以及对磁共振扫描环境的不熟悉等问题。本建议方案结合了一般性测试指南以及针对静息态功能磁共振成像（RI）的具体方法，旨在指导研究人员和临床医生顺利完成成像过程，包括以下步骤：准备、训练以及功能性磁共振成像（fMRI）实验。大家好，我是来自波士顿儿童医院认知神经科学实验室GOB实验室的NARA Rush LE。

大家好，我是来自 GO 实验室的 Michelle Lee，这位是 Nadine Gab。今天我们将向您展示一次涉及幼儿的儿科神经影像检查过程可能是什么样的。

在过去十年中，功能性磁共振成像（简称 FMRI）已发展成为一种重要的研究工具，可用于无创地探索人类大脑的典型与非典型发育。然而，对儿童特别是学龄前或幼儿园年龄儿童进行 FMRI 检查，存在诸多实际和技术上的挑战。本方案对于结构性和功能性 MRI 的研究及临床应用均具有参考价值。

那么，让我们开始吧。在涉及儿童群体的每次测试过程中，应特别重视与幼儿合作的一般性指导原则和建议，尤其是舒适性、适宜性和动机问题，这些在涉及幼儿的神经影像学检查中尤为重要。例如，儿科神经影像检查过程中所使用的术语和操作方法应经过仔细选择，以确保检查过程顺利进行。

建议使用适合儿童的技术术语，并避免使用某些特定短语。例如，可用“脑部相机”代替“MR扫描仪”，用“镜子支架”代替“头部线圈”，用“相机点击”代替“扫描仪”和“背景噪音”等。为准备狭小空间的成像检查，参与的家庭会通过印刷材料或在线媒体获得相关信息，这些材料包含适合年龄的描述，让参与者提前了解研究内容，并详细介绍神经影像检查如何在模拟扫描区域开始。

鼓励参与者邀请其家人、兄弟姐妹或朋友到场，是促进神经影像扫描期间积极参与的一种方法。Cole，你也想过来这里吗？模拟扫描区域可复制真实的磁共振成像室和磁共振扫描仪。

模拟扫描仪在外观和产生的背景噪音方面均与真实的磁共振扫描仪相同，因此是开始进行有限成像检查的理想场所。理想情况下，该房间应配备与真实磁共振成像室相同的设备，包括针对实验的专用反应工具，但不具有静态磁场。因此，可以通过添加毛绒玩具、在房间内放置少量玩具等方式使环境更符合儿童友好需求，但数量不宜过多，以免分散儿童注意力。

让家长和兄弟姐妹坐在儿童尺寸的椅子和桌子旁，首先查看相关文件，这也有助于确保神经影像检查流程的范围清晰明确。务必仔细讲解机构审查委员会（IRB）的相关表格，例如知情同意书和知情同意声明、磁共振（MR）扫描仪筛查表，并说明补偿程序。使用数码相机解释磁共振（MR）扫描仪的工作原理。

使用清晰和模糊的照片来演示运动对图像采集的负面影响。通过“冻结游戏”来演示不必要的运动或如何尽量减少头部运动。该游戏要求儿童在短时间内保持完全静止。

哇，你保持不动坚持了10秒。太棒了。在引入实验任务之前，可以先进行一个简短而有趣的活动。本次实验为神经影像扫描环节增加了一个适合儿童的主题。

儿童可以参与一场由一段短片引入的太空飞船冒险。影片中的角色将引导儿童完成神经影像任务，这些任务被称为“游戏”。故事情节融入了磁共振扫描仪的特点。

例如，可将磁共振扫描仪视为宇宙飞船，而扫描仪的背景噪音则可视为宇宙飞船的引擎声。接下来，我们先使用耳机进行两次示例练习，然后进入扫描仪内部。模拟扫描仪的使用将逐步融入整个过程。

首先，儿童坐在模拟扫描仪床面上，屏幕会播放实验任务的视频说明。由于并非所有儿童都熟悉计算机操作，您可以在实验任务期间向儿童展示任务界面的打印截图。为确保儿童在模拟扫描仪床面上能够理解说明内容，需让儿童先开始完成几道实验任务的示例题目。

在获得研究团队的帮助并完成实验任务的前几个示例后，接下来的训练项目将按照实际功能性磁共振成像（fMRI）实验的呈现速率实时展示。随后通过播放录制的扫描仪背景噪音光盘，并为儿童戴上耳机，以增加任务难度。

最后，儿童在模拟扫描仪内执行实验任务，包括播放扫描仪声音、背景噪音，并按要求佩戴耳机。在实际的fMRI实验期间，如果使用多个反应工具（例如每只手一个按钮），务必明确说明哪个反应工具对应哪个答案，因为儿童可能无法分辨左右。

不要按照之前的指示，而是按下右侧按钮。指示已更改为按下猴子按钮。你准备好了吗？

在进入fMRI实验之前，研究团队通过观察儿童的表现来确保其已理解实验任务。如果训练项目能够顺利完成且无任何问题，研究团队将继续下一步操作。

如果未完成，请重复说明和训练项目，以鼓励完成实验任务。在训练期间可使用传统的贴纸图表，而当儿童稍后在磁共振扫描仪内进行实验时，也可继续使用。做得非常好。

采用类似儿童游戏“蛇与梯子”的虚拟贴纸图表，参与者需完成不同的游戏才能找到回家的路径。该虚拟贴纸图表既能奖励儿童，又可为研究团队在每次实验运行后提供休息时间。为准备下一次实验，可利用训练环节教会儿童：在神经影像扫描过程中，腿部受到轻柔按压提示其头部移动过多。

该信号可在后续的实际功能性磁共振成像（fMRI）实验中，作为操作人员在训练结束后与儿童沟通的一种方式。建议安排一次短暂休息。此次休息期间可与儿童玩一次掷骰子游戏。

骰子游戏的结果可用于随机化实验任务的顺序。那么，你能给我展示一下五个A吗？接下来，将最重要的规则以两到三个要点向儿童重复说明。

为了尽量减少对幼儿记忆力的要求，请记住在整个实验过程中反复强调这些要点。需要注意的是，在训练结束磁共振（MR）检查的过程中，儿童可能会对参与实验产生犹豫。如果出现这种情况，应立即提出暂停休息，并回应儿童的担忧。

帮助焦虑儿童熟悉磁共振成像（MRI）环境的策略可包括一系列不同的游戏。例如，可以让儿童爬过模拟扫描仪的隧道。还可以将毛绒玩具放置在模拟扫描仪中并进行扫描。

当毛绒玩具动物处于模拟扫描仪中时，可以同时体验背景噪音和操作流程。类似地，儿童可以在自己进入之前，帮助研究人员进入模拟扫描仪。最后，在研究团队布置磁共振扫描室并准备所有设备时，让儿童及其家人短暂休息片刻。

训练结束后，家属可稍作休息，随后开始进行功能磁共振成像（fMRI）实验，以帮助儿童顺利过渡到实际的磁共振成像（MRI）检查室。儿童由一名研究人员陪同，可选择让一名家长及儿童最喜欢的毛绒玩具一起陪同进入，前提是该玩具不含有任何金属部件。检查室内不得携带任何金属物品。

开始功能性磁共振成像实验前，需筛查儿童是否携带含铁物体。可使用手持式金属探测器或磁铁，以游戏化的方式介绍筛查过程。走过那里，你看，就是这些按钮。

接下来，检查给定实验所使用的反应工具，确保儿童知道如何使用这些工具，以及每个反应对应哪个反应工具。对于包含可视化内容的实验，需检查屏幕和镜子的位置，确保儿童在躺卧时能够清晰地看到屏幕。

向儿童展示一张图片，并询问他们看到了什么，以进行听觉实验。通过为儿童播放一句简短的话，并要求儿童口头重复该句话，来检查声音音量。您准备好参加我们的太空飞船冒险了吗？

务必为磁共振成像扫描室内的每个人提供听力保护。现在开始实际的fMRI实验，针对幼儿的理想实验时长不应超过45分钟至1小时，并在实验过程中安排间歇休息。在每项实验任务开始前，以及每项实验任务结束后，均会再次呈现视频指导说明。

虚拟贴纸图表用于奖励儿童在扫描过程中的配合表现。位于MRI室内的研究团队成员会监测儿童的舒适度和身体移动情况，从而能够直接向儿童提供必要的沟通和鼓励性反馈。

可以由位于磁共振成像（MRI）室内的研究团队成员，或由在MRI室外监控图像采集的研究人员观察儿童的头部运动。在训练过程中采用轻柔按压手部的方式，可提示儿童其移动幅度过大。在功能性磁共振成像（fMRI）实验过程中安排短暂休息，有助于维持儿童的舒适度。

通过向儿童展示其自身的脑部图像，可以维持其参与动机。最后，结构磁共振成像（MRI）数据采集要求受试者保持静止不动，且不执行任何实验任务。在此期间，儿童可通过观看短片来保持注意力。

推荐使用动物影片或纪录片作为合适的视频内容，以便了解儿童的反应，同时这类视频不太可能引发大笑，从而避免在图像采集过程中出现头部移动。每个实验任务应尽可能简短，以确保儿童保持清醒。由于对许多儿童而言，长时间保持静止是最大的挑战，因此实践证明，时长不超过五到七分钟的实验任务，学龄或更小的儿童均能够顺利完成。

但实验运行的持续时间可能因实验条件或受试人群的不同而有所变化。儿童在图像采集期间对运动限制的耐受性更高。如果告知儿童在此期间采集的图像将作为礼物赠送给他们带回家，例如包含儿童大脑图像的光盘，则采用标准化且适合儿童的测试方案可降低儿童的焦虑水平，并积极影响其在磁共振扫描仪内的配合意愿和表现。

因此，采用本方案后，我们获得的儿童受试者及其家庭的数据质量以及整体参与体验均得到积极改善。我们已获取了一组年龄在四至六岁之间的儿童的功能性和结构性脑成像数据。超过95%的儿童成功完成了我们的专项成像检查，包括模拟扫描仪训练和功能性磁共振成像（fMRI）实验。

本方案中提供的指南和操作步骤专为儿童神经影像学检查设计。然而，其中的一般原则以及许多所提及的工具也可广泛应用于其他儿童影像学检查，例如身体部位的图像采集。在本视频报告中，我们展示了一套完整的、适用于清醒儿童的儿科神经影像学检查方案。

这使得临床医生能够在儿童接受神经影像检查时减少镇静剂或全身麻醉的使用，有望提高扩展磁共振成像（EMRI）的应用。在针对较年幼人群的研究中，我们整合了一般测试指南以及针对磁共振成像的具体方法，供临床医生和研究人员参考。本文举例说明如何设计和实施儿科神经影像检查流程。

在与幼儿合作时，必须使整个过程保持灵活性。为每个孩子留出充足的时间，使其能够以自己感到舒适的速度进行。尽量以适合儿童且符合其年龄特点的方式设计研究环节，并努力最大限度地提高研究参与者和患者的舒适度、适应性及积极性。以上就是全部内容。

感谢观看，祝您的实验顺利成功。