30 luglio 2009
Nonostante l'aumento nell'uso dei strutturali e la risonanza magnetica funzionale (fMRI) negli esseri umani, lo studio delle giovani popolazioni pediatriche rimane una sfida. Vi presentiamo un hands-on, passo-passo protocollo video, tra cui linee guida per medici e ricercatori che intendono svolgere (f), risonanza magnetica nei bambini piccoli.
I ricercatori e i clinici che intendono eseguire neuroimmagini pediatriche si trovano di fronte a una vasta gamma di sfide, per citarne solo alcune. I partecipanti bambini devono fare i conti con la necessità di motivazione, vigilanza e collaborazione. L'ansia può rappresentare un fattore aggiuntivo da affrontare.
I ricercatori o i clinici devono prendere in considerazione vincoli di tempo, limitazioni nei movimenti, il tipo di scanner, il rumore di fondo e l'insolita familiarità con l'ambiente dello scanner RM. Il protocollo proposto incorpora linee guida generali per i test, nonché approcci specifici per l'RI, ed è pensato per guidare ricercatori e clinici durante le sessioni di imaging, inclusi i seguenti passaggi: preparazione, addestramento ed esperimento di FMRI. Salve, sono NARA Rush LE del GOB Lab presso i laboratori di neuroscienze cognitive dell'Ospedale Pediatrico di Boston.
Ciao, sono Michelle Lee, anch'io del GO Lab. E io sono Nadine Gab. Oggi vi mostreremo come può apparire una sessione di neuroimaging pediatrico che coinvolge bambini piccoli.
Negli ultimi dieci anni, la risonanza magnetica funzionale, o brevemente FMRI, si è affermata come uno strumento di ricerca fondamentale per esplorare in modo non invasivo lo sviluppo tipico e atipico del cervello umano. Tuttavia, l'FMRI nei bambini, specialmente in età prescolare o della scuola materna, presenta numerose sfide pratiche e tecniche. Questo protocollo può risultare utile sia per la risonanza magnetica strutturale che funzionale, a fini di ricerca e clinici.
Iniziamo. Come in ogni seduta di test con popolazioni pediatriche, linee guida generali e raccomandazioni su come lavorare al meglio con i bambini piccoli dovrebbero essere considerate particolarmente importanti, in particolare il comfort, l'adeguatezza e la motivazione per le sedute di neuroimaging che coinvolgono bambini piccoli. Ad esempio, la terminologia e le pratiche utilizzate durante le sedute di neuroimaging pediatrico dovrebbero essere scelte con attenzione per garantire il successo della seduta.
Si consiglia di scegliere termini tecnici adatti ai bambini ed evitare certe espressioni. Ad esempio, si può usare "fotocamera cerebrale" invece di "scanner RM", "porta specchio" invece di "bobina per la testa", "clic della fotocamera" invece di "scanner", "rumore di fondo" e così via. In preparazione alla sessione di imaging ristretta, alle famiglie partecipanti vengono fornite informazioni tramite supporti cartacei o online, contenenti descrizioni adatte all'età, che offrono ai partecipanti un'anteprima del contenuto dello studio e dei dettagli; la sessione di neuroimaging inizia nell'area dello scanner simulato.
Invitare i partecipanti a portare con sé la famiglia, i fratelli o gli amici è un modo per favorire la partecipazione attiva durante le sessioni di neuroimmagine. Cole, vuoi venire qui anche tu. Un'area con scanner simulato riproduce la sala per risonanza magnetica reale e lo scanner RM.
Lo scanner simulato riproduce l'aspetto e il rumore di fondo prodotto dallo scanner RM vero e proprio ed è quindi il luogo ideale per iniziare una sessione di imaging ravvicinata. Idealmente, questa stanza è dotata dello stesso equipaggiamento, inclusi strumenti di risposta specifici per l'esperimento, presenti nella sala MRI reale, ma senza campo magnetico statico. Per questo motivo, l'ambiente può essere reso più adatto ai bambini aggiungendo peluche e posizionando alcuni giocattoli nella stanza, senza tuttavia esagerare per non distrarre il bambino.
Faccia sedere genitori e fratelli su sedie e tavoli di dimensioni adatte ai bambini. Innanzitutto, esamini la documentazione, operazione che contribuisce anche a chiarire l'ambito della sessione di imaging NI. Accerti di esaminare i moduli del comitato etico o IRB, come i moduli di consenso e di assenso, i moduli di screening per la risonanza magnetica e le procedure di rimborso. Usi una fotocamera digitale per spiegare il funzionamento di uno scanner per risonanza magnetica.
L'uso di fotografie nitide e sfocate per dimostrare l'impatto negativo del movimento sull'acquisizione delle immagini. Giocare al gioco del congelamento per dimostrare il movimento indesiderato o come ridurre al minimo i movimenti della testa. Questo gioco richiede che il bambino rimanga fermo per un breve periodo di tempo.
Wow, sei riuscito a stare fermo per 10 secondi. Ottimo. Prima di introdurre le attività sperimentali, si può iniziare con un'attività breve e piacevole. Per questo esperimento, alla sessione di neuroimaging è stato aggiunto un tema adatto ai bambini.
I bambini possono partecipare a un'avventura nello spazio, introdotta da un breve filmato. I personaggi del filmato guidano il bambino attraverso le attività di neuroimaging, definite giochi. La trama incorpora caratteristiche dello scanner RM.
Ad esempio, lo scanner di risonanza magnetica può essere visto come una navicella spaziale e il rumore di fondo dello scanner può rappresentare il suono del motore della navicella. Facciamo due esempi con le cuffie e poi entriamo. L'uso dello scanner simulato viene introdotto passo dopo passo.
Prima, il bambino si siede sul lettino dello scanner simulato mentre sullo schermo vengono mostrate le istruzioni video relative alle attività sperimentali. Poiché non tutti i bambini sono familiari con i computer, è possibile mostrare al bambino delle stampe delle schermate durante l'attività sperimentale. Per assicurarsi che il bambino comprenda le istruzioni mentre è seduto sul lettino dello scanner simulato, il bambino inizia a svolgere i primi esempi dell'attività sperimentale.
Con l'aiuto del team di ricerca, dopo aver ricevuto assistenza e aver risolto i primi esempi della prova sperimentale, i successivi elementi di allenamento vengono presentati in tempo reale, con una cadenza corrispondente a quella dell'effettivo esperimento di FMRI. La richiesta viene quindi aumentata attivando un CD con il rumore di fondo registrato dello scanner e posizionando delle cuffie sulla testa del bambino.
Infine, il bambino svolge il compito sperimentale all'interno dello scanner simulato, con la riproduzione dei rumori dello scanner, dei suoni di fondo e con le cuffie indossate, come richiesto. Durante l'effettivo esperimento di FMRI. Se si utilizzano più strumenti di risposta, ad esempio un pulsante per ogni mano, assicurarsi che sia chiaro a quale strumento di risposta corrisponde ogni risposta, poiché un bambino potrebbe non conoscere la differenza tra sinistra e destra.
Invece delle istruzioni, premi il pulsante destro. Le istruzioni vengono modificate in premere il pulsante della scimmia. Sei pronto?
Prima di passare all'esperimento di risonanza magnetica funzionale. Wow. Il team di ricerca verifica la comprensione delle attività sperimentali osservando le prestazioni del bambino. Se gli elementi di addestramento possono essere completati senza alcun problema, il team di ricerca prosegue con il passo successivo.
Se non lo fa, ripetere le istruzioni e gli elementi di allenamento per incoraggiare il completamento del compito sperimentale. Durante la fase di allenamento può essere utilizzata una tabella tradizionale con adesivi, che verrà poi usata dal bambino mentre svolge l'esperimento all'interno dello scanner RM. Ottimo lavoro.
Viene utilizzato un grafico virtuale di adesivi ispirato al gioco per bambini "Serpenti e scale", in cui i partecipanti devono completare diversi giochi per trovare la strada di casa. Il grafico virtuale di adesivi premia il bambino e allo stesso tempo concede al team di ricerca un intervallo di tempo dopo ogni sessione sperimentale. Per prepararsi alla successiva, utilizzare la sessione di allenamento per insegnare al bambino che una leggera pressione sulla gamba durante la sessione di neuroimmagine indica che sta muovendo eccessivamente la testa.
Questo segnale può essere utilizzato successivamente durante l'effettivo esperimento di FMRI come mezzo per l'operatore di comunicare con il bambino dopo l'addestramento. È consigliata una breve pausa. Questa pausa può essere utilizzata per giocare a un gioco di dadi con il bambino.
Il risultato del gioco di dadi può essere utilizzato per randomizzare l'ordine dei compiti sperimentali. Puoi quindi mostrarmi i cinque A come passo successivo? Le regole più importanti vengono ripetute al bambino in soli due o tre punti principali.
Per ridurre al minimo il carico sulla memoria dei bambini piccoli, ricordarsi di ripetere questi punti durante tutta la sessione. Si noti che durante l'addestramento per terminare la sessione di RM, il bambino potrebbe mostrarsi esitante a partecipare all'esperimento. In tal caso, intervenire immediatamente offrendo una pausa e affrontando le preoccupazioni del bambino.
Strategie per aiutare un bambino ansioso a familiarizzare con l'ambiente della risonanza magnetica possono includere una serie di giochi diversi. Ad esempio, si può permettere al bambino di strisciare attraverso il tunnel del simulatore di risonanza. Un animale di peluche può essere posizionato all'interno del simulatore e del dispositivo di scansione.
Il rumore di fondo e la procedura possono essere sperimentati contemporaneamente mentre il peluche è all'interno dello scanner simulato. Analogamente, il bambino può aiutare un membro del gruppo di ricerca a entrare nello scanner simulato prima di farlo autonomamente. Infine, consentire al bambino e alla sua famiglia di fare una breve pausa mentre il gruppo di ricerca prepara la stanza dello scanner RM e dispone tutti gli strumenti.
Dopo la sessione di allenamento e una breve pausa per la famiglia, l'esperimento di risonanza magnetica funzionale può iniziare per facilitare la transizione del bambino nella sala MRI vera e propria. Il bambino viene accompagnato da un membro dello staff di ricerca e può scegliere di portare con sé un genitore e il suo peluche preferito, purché non contenga parti di metallo. Non c'è nulla all'interno.
Prima di iniziare l'esperimento di risonanza magnetica funzionale, sottoporre il bambino a una ricerca di oggetti contenenti ferro. Utilizzare un metal detector portatile o un magnete per presentare il controllo in modo giocoso. Passare l'apparecchio lì, indicando: "Vedi i pulsanti".
È qui che andiamo. Successivamente, verificare gli strumenti di risposta utilizzati per l'esperimento specifico e assicurarsi che il bambino sappia come utilizzarli e a quale strumento di risposta corrisponda ciascuna risposta. Per gli esperimenti che includono visualizzazioni, controllare la posizione dello schermo e dello specchio e assicurarsi che il bambino riesca a vedere chiaramente lo schermo mentre è disteso.
Mostrare al bambino un'immagine e chiedere cosa vede per esperimenti uditivi. Verificare il volume del suono riproducendo una breve frase per il bambino e chiedere al bambino di ripetere la frase oralmente. Sei pronto a partecipare alla nostra avventura nello spazio?
Assicurarsi di fornire protezioni auricolari a tutte le persone presenti nella stanza dello scanner MRI. Ora iniziare l'effettivo esperimento FMRI, che idealmente non deve durare più di 45 minuti fino a un'ora per i bambini piccoli e deve includere pause tra una fase e l'altra. Prima dell'inizio di ogni compito sperimentale, le istruzioni video vengono ripresentate dopo ogni compito sperimentale.
La tabella virtuale di adesivi premia la collaborazione del bambino durante la sua prestazione all'interno della risonanza magnetica. Il membro del gruppo di ricerca presente nella stanza della risonanza magnetica controlla il comfort e i movimenti del bambino. Ciò consente di fornire comunicazioni essenziali e feedback motivazionali direttamente al bambino.
Il movimento della testa del bambino può essere osservato dal membro del team di ricerca presente nella stanza della risonanza magnetica, oppure dal ricercatore che monitora l'acquisizione delle immagini all'esterno della stanza della risonanza magnetica. Durante la sessione di allenamento, una leggera pressione con la mano segnala al bambino che si sta muovendo troppo. Una breve pausa durante l'esperimento di FMRI può mantenere il comfort del bambino.
La motivazione può essere mantenuta mostrando al bambino l'immagine del suo cervello. Infine, l'acquisizione di immagini strutturali mediante risonanza magnetica richiede che il partecipante rimanga fermo senza svolgere alcun compito sperimentale. Il bambino può essere intrattenuto guardando un breve filmato durante questo periodo.
Esempi consigliati di film appropriati sono film sugli animali o documentari, in modo da sapere come funziona, poiché è improbabile che riducano le risate, che potrebbero portare a movimenti della testa durante l'acquisizione delle immagini. Mantenere ogni compito sperimentale il più breve possibile affinché il bambino rimanga vigile. Poiché la sfida maggiore per molti bambini è rimanere completamente immobili per un lungo periodo di tempo, si è dimostrato che un compito sperimentale di massimo cinque o sette minuti è realizzabile da bambini in età scolare o più giovani.
Tuttavia, la durata di una sessione sperimentale può variare in base ai vincoli sperimentali o alla popolazione. Il bambino gestisce più facilmente la restrizione dei movimenti durante l'acquisizione delle immagini. Se si comunica al bambino che le immagini acquisite in questo periodo gli verranno consegnate come regalo da portare a casa, ad esempio un CD con le immagini del cervello del bambino, l'utilizzo di un protocollo standardizzato e adatto ai bambini può ridurre l'ansia del bambino e influenzare positivamente la sua motivazione alla cooperazione e le prestazioni all'interno dello scanner RM.
Di conseguenza, la qualità dei dati e l'esperienza complessiva dei nostri piccoli partecipanti e delle loro famiglie risultano positivamente influenzate dall'utilizzo del presente protocollo. Abbiamo ottenuto dati di imaging cerebrale funzionale e strutturale in un gruppo di bambini di età compresa tra i quattro e i sei anni. Oltre il 95% di tutti i bambini è stato in grado di completare la nostra sessione di imaging, inclusa la formazione con scanner simulato e l'esperimento di FMRI.
Le linee guida e le procedure presentate in questo protocollo sono state concepite per sessioni di neuroimaging pediatrico. Tuttavia, il principio generale e molti degli strumenti specificati possono essere applicati a sessioni di imaging pediatrico in generale, come l'acquisizione di immagini di parti del corpo. Nel presente report video, abbiamo presentato un protocollo completo di neuroimaging pediatrico da utilizzare con bambini svegli.
Questo consente ai clinici di ridurre l'uso di sedazione o anestesia generale nei bambini sottoposti a procedure di neuroimaging, e si spera che aumenti l'utilizzo della EMRI. In studi di ricerca con gruppi di età più giovani, abbiamo incorporato linee guida generali per i test, nonché approcci specifici per la risonanza magnetica, offrendole sia ai clinici che ai ricercatori. Un esempio di come le sessioni di neuroimaging pediatrico possono essere progettate e condotte.
Quando si lavora con bambini piccoli, è molto importante rendere l'intero procedimento un processo flessibile. Lasciare abbastanza tempo a ogni bambino per procedere al proprio ritmo, progettare le sessioni di ricerca in modo adatto all'età e amichevole per i bambini, e cercare di massimizzare il comfort, l'adeguatezza e la motivazione dei partecipanti e dei pazienti coinvolti nella ricerca. Questo è tutto.
Grazie per aver guardato e buona fortuna con il tuo esperimento.
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Questo articolo presenta un protocollo video completo per l'esecuzione di risonanza magnetica funzionale (fMRI) in popolazioni pediatriche giovani. Affronta le sfide uniche che ricercatori e clinici incontrano quando lavorano con bambini, inclusi motivazione e ansia.
I protocolli di neuroimmagine pediatrica che migliorano la collaborazione del bambino e riducono l'ansia supportano direttamente l'acquisizione affidabile di dati nella ricerca in neuroscienze dello sviluppo. Riducendo al minimo gli artefatti dovuti al movimento e migliorando l'aderenza del partecipante, tali metodi aumentano il valore predittivo degli studi preclinici e traslazionali che coinvolgono popolazioni pediatriche. Questo approccio consente un rilevamento più precoce dei disturbi dello sviluppo neurologico e rafforza gli sforzi di validazione degli obiettivi nei percorsi di scoperta di farmaci per il sistema nervoso centrale.
Il protocollo si integra nel percorso della scoperta supportando la verifica delle ipotesi nella fase iniziale della ricerca, consentendo lo screening affidabile di composti nella validazione di media fase e informando la continuità preclinica attraverso il monitoraggio longitudinale dello sviluppo neurologico.