方法論記事

スキャンの注意点:3歳から5歳の覚醒児における磁気共鳴画像法の利用による脳構造と機能の評価

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DOI:

10.3791/70023

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2026年3月10日

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1Department of Psychology, University of Maryland

この記事について

サマリー

このプロトコルは、3歳から5歳の子どもの脳構造と機能を調査するために用いられる方法を説明しています。このプログラムには、子どもたちが磁気共鳴画像(MRI)セッションに備えるための手順、セッション準備のために家族に送るための資料、模擬スキャナーのトレーニング、スキャンセッション中に用いられる方法が含まれています。

要約

幼児期(3歳から5歳)は、脳に大きな変化が見られる時期です。この発達は、言語、記憶、社会情動スキルなど複数の分野で加齢に伴う改善の基盤となっています。しかし、この期間中の脳構造や機能をMRIで評価するにはいくつかの課題があります。例えば、じっとしているのが難しいこと、長時間注意を保つこと、スキャナーでの行動反応の不従順さなどが特に多い問題です。過去10年間の神経画像技術の技術革新により、小児神経画像検査の成功率は大幅に向上しました。例えば、スキャン時間の短縮や、スキャン中の動きのリアルタイム監視・修正は、信頼できるデータ取得において特に価値があることが証明されています。しかし、発達研究者は若い参加者をスキャン環境に十分に備えさせ、その後取得したデータが関心のある問いに活用できるように創造的でなければなりません。これらのセッションの成功は、HEALthy Child and Brain Development研究のような大規模で複数拠点のコンソーシアム研究の開始により極めて重要になっています。これらの研究は、生後初期の正常および非定型脳の発達を追跡しようとしています。この目的のために、本報告書は、過去11年間に単一の研究所で実施された4つの神経画像研究から、幼児のスキャン体験と発達神経画像データの品質向上を目的とした小児神経画像プロトコルを提供しています。これらの結果は、このプロトコルを用いた幼児における構造的および機能的スキャンの予想されるスキャン準備時間、総スキャン時間、成功率の指標となります。

概要

睡眠中の乳児を対象としたMRI研究は、初期の構造的および機能的な脳構造が、言語1,2、実行機能3、社会情緒発達など複数の領域における後のスキルの基礎を築くことを示しています。しかし、特定の認知過程を対象とした多くの発達に関する質問では、研究者がタスクや映画、その他の刺激に対する反応を測定するために、スキャン中に子どもが起きていることが求められます。子どもが成長するにつれて、スキャン中に行動反応を示す能力が高まり、幼児期には覚醒型神経画像へのシフトが促されています。睡眠中の子どもをスキャンするのではなく、子どもが起きている間にスキャンデータを取得するというシフトは、新たな課題をもたらします。例えば、多くの幼い子どもはMRIに対して不安を感じます。MRIは非常に新しく刺激的な環境であり、子どもに優しい設計ではないことが多いからです。さらに、子どもたちに医師の診療所や、多くの研究者が医療機関でスキャンする場所を思い出させるかもしれません。子どもがスキャナーに入れる場合、スキャンプロトコルの間ずっとスキャナー内に留まり、注意を維持するのは難しいことがあります。注意の喪失は、研究者が機能的な脳特性と認知過程の関係を推測しようとするタスクベースのスキャンにおいて特に重要です。不安と注意力の変動の両方がこの年齢層の動きの増加に寄与しており、そのため幼児期はイメージングが非常に困難な時期と考えられています。

既存の小児MRIプロトコルは主に睡眠中の乳児に焦点を当てており、6は年長児のタスクベースのスキャンに重点を置いています。しかし、幼児期(約3〜5歳)には、子どもが目覚めた状態でスキャンされることもありますが、ボタン操作が必要な従来のタスクベースの機能的MRI検査にはまだ幼すぎる場合があります。このギャップは重要な時期であり、幼児期は子どもの注意力、じっとしている能力、指示への従順さが発達し、覚醒時のスキャンのバリエーションを可能にする独特の発達段階です。そのため、未就学児を目覚めさせてスキャンするには、年長の子どもに限られた考慮事項以上の追加の考慮が必要です。これまでのところ、これらのセッションへの最良の実践は、学会での会話や、あるポジションから次のポジションへのトレーニングの伝達を通じて非公式に共有されてきました(例:ポスドク期間中に学んだ手順と、独立した研究室設立時に実施される手法)。現在のプロトコルはこれらの実践を正式化・統合し、透明性を高め、MR環境でこの年齢層と関わる初めての研究者が幼児に覚醒MRIを実施できるようにすることを目指しています。

したがって、このプロトコルの目的は、幼児期における高品質な脳画像の安全な取得を促進し、脳と行動の関係を研究することです。具体的には、このプロトコルを用いて高品質なデータを取得することで、脳構造と認知的成果の関係、脳領域間の機能的接続性が認知結果とどのように関連するか、タスク関連の脳領域の機能活性化が異なる認知プロセスを支えるかなど、多様な発達上の課題に取り組むことができます。これらの問いは特に幼児期に顕著で、理論9、持続記憶形成10、読解発達11 の基盤となるプリリテラシースキルといった基礎的な能力が急速に現れます。さらに、この時期の認知発達に関する研究は、臨床的および政策的に重要な示唆を持つ可能性があります。例えば、幼児期における脳の発達と昼寝の移行を結びつけることは、幼児期の昼寝政策に影響を与え、学習や記憶に影響を及ぼす可能性があります12。

本論文で説明する技術は、子どものスキャンに関する従来のプロトコル7.8を基にしつつ、より新しい技術進歩や方法論的考慮を取り入れて、非常に幼い子どもを目覚めた状態でスキャンしています。この方法は、特に3歳から5歳の子どもからMRIデータを取得する研究者に適用可能です。今後の研究では、覚醒時のMRI(例:乳児13歳、幼児期14歳)を用いて、より広い年齢層や発達段階にわたる脳と行動の関係を調べられるように、手順や技術を適応させるべきです。

このプロトコルで示された手順に従うことで、研究者は構造的および機能的な脳の発達が、急激な成長期間における認知発達をどのように支えるかを検証できるようになります。さらに、このプロトコルは臨床現場でも使用可能であり、高品質な神経画像データの取得を可能にし、幼児の神経発達状態の早期診断や特徴付けの向上に寄与します。プロトコルの有効性を示すために、過去11年間にわたり3歳から8歳の子どもを対象に、単一の研究所で実施された4つの神経画像検査の結果を紹介します。結果は、スキャン前に必要となる準備時間、スキャンプロトコルの時間、スキャナーで実際に費やした時間、そして構造的配列と機能的配列の違いで取得可能なデータを示します。

プロトコル

このプロトコルは、磁気共鳴画像法(MRI)を用いて、覚醒した健康な未就学児の脳構造と機能を測定する方法とツールを説明し、メリーランド大学カレッジパーク校の人間研究倫理委員会のガイドラインに従っています。各子どもの親または法定後見人から書面によるインフォームド・コンセントが取得され、各子どもから口頭での同意も得られました。プロトコルは、リクルート実践から実際のスキャンセッションまで、成功する神経画像セッションを促進するためのすべてのステップを含み、MRIに関する子どもや保護者の不安を軽減する方法、そしてデータを最大化するためのトラブルシューティング方法を明記しています。

1. スタッフ研修と経験

  1. まず、研究チームの新メンバーに観察だけのセッションをシャドウイングさせます。
  2. 2〜3回のセッションをシャドウイングした後、新入生はスキャンバディとして働きます。これはセッションのリーダーなど他の役割よりも意思決定やトラブルシューティングが少なくて済みますが、スタディ訪問により積極的に関わり、子ども参加者との信頼関係を築く練習ができる機会を提供します。
  3. スキャンバディとして2〜3回のセッションを務めた後、新メンバーがセッションを主導し、経験豊富な研究チームメンバーが補助します。セッション後に彼らのパフォーマンスについて詳細なフィードバックを提供しましょう。このプロセスを繰り返し、新メンバーが独立して自信を持ってセッションをリードできるようになるまで続けます。
    1. 新しいメンバーには、より従順でセッションがスムーズに進むため、年長の子どもたちからスキャンから始めてもらいましょう。あるいは、研究環境に慣れやすい同僚の子どもたちを対象に練習させる方法もあります。

2. 採用とスケジュール管理

  1. MRIに対する先入観について調べ、不安の原因を軽減しましょう。例えば、子どもがMRIを以前に使った経験があるか、セッション中に問題があったか(例:スキャナーの音や狭い空間に敏感だったか)を尋ねてみてください。
  2. 潜在的な家族には、検査に鎮静や放射線治療は不要であり、撮影中いつでも検査を中断できること、そして(画像診断センターの慣行に則っては)保護者が常に子どものそばにいること、または検査中ずっと研究者が子どもと共にいることを伝えてください。
    注:親がすべてのステップに深く関わると成績が良い子どももいれば、親があまり積極的でない役割を果たす子どももいます。
    最初のリクルートメントやスクリーニングの際に、親が研究者の指示により注意を払うかどうかを直接尋ねてください(例:模擬研修や実際のスキャン中に部屋にいる場合と外で、これによりスタディ訪問の構成が決まります)。
  3. 子ども向けの教材は、子どもに優しい言葉遣いを使いましょう。例えば、「脳カメラ」は「MRI」や「スキャナー」よりも威圧感が薄れ、「ヘルメット」は「ヘッドコイル」よりも威圧感が薄れます。
  4. 動画やその他のビジュアルを使って、家族に神経画像センターに到着した際のセッションの進行を正確に示してください( 図1A参照)。
  5. MRIについてもっと知りたい親御さんのために、いくつかの記事(理想的には一般読者向けに書かれたもの)やその他のリソースを用意しておくと良いです。15,16。
  6. 週末、学校の休日、午前中(子どもが疲れて従順でない放課後は避けてください)に予約を取りましょう。保護者の意見を聞き、子どものMRI予約に最適な時期についてもらいましょう。例えば、ある子どもは朝早くに最も良い成績を収める一方で、他の子どもは朝はぼんやりして午後により良い成績を収めることがあります。
  7. セッションの数日前に、保護者にセッションに出席できることを確認するリマインダーを送ってください。今後の訪問に必要な条件も含めてください。例えば、親御さんに綿のTシャツやスウェットパンツなど、快適で金属を使わない服を着せるよう伝えましょう。
  8. 子どもがMR安全でない服を着て来た場合に備え、現場にMR安全対応の予備服を用意してください。

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図1:参加者の募集、研修、報酬のための資料。 (A) 研究訪問前に家族に送るMRIビデオ。家族が神経画像センターに入る時から退院まで、何を期待すべきかを明確に示すべきです。(B) 実際のMRIのような条件下で静止している体験を提供するプレイトンネル。(C) 参加者の脳のイメージを使った賞品には、子どもの脳のイメージがアイロンで貼られたTシャツを着たテディベアや、子ども自身が着るTシャツが含まれます。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。

3. スキャン前の準備

  1. 面会には子どもと関わることに経験豊富なラボメンバーが少なくとも2名、模擬セッション中に参加者と連携し、MRIコントロールルームのセットアップを管理するスタッフ1名、そして実際のスキャン中も子どもと一緒に部屋に残るヘルパー(いわゆる「スキャンバディ」)を務めるスタッフ1名を配置してください。
  2. 研究チームの規模で家族を圧倒しないようにしましょう。チームは小規模に保ち、メンバーを一人ずつ紹介しましょう。
  3. チームメンバー1名が家族を迎え、模擬スイートに連れて行き、必要に応じて追加のスタッフを紹介します。例えば、スキャナースイートに入る際にMRオペレーターを紹介するなどです。
    注:一部の神経画像センターには独自のMRIオペレーターや技術者がおり、検査を行う一方で、他の場所では研究チームがメンバーを訓練しています。センターにオペレーターがいない場合は、合計3名のスタッフがスキャナーを操作できる追加の研究チームメンバーを配置してください。
  4. 実際のスキャナー室に入る前に、模擬MRIセッションを行い、子どもに実際の検査で求められること、例えばスキャナーが出す音に似た音を聞きながらじっと横になる練習をします。
    注:一部の神経画像センターにはレプリカスキャナー付きの専用モックスイートがない場合がありますが、同じ原理は少し工夫すれば応用可能です。例えば、子どもが布製の遊びトンネルに横たわり(図1B参照)、携帯電話のスキャナー音を最大音量で再生させる模擬MRI環境を再現します。しかし、いくつかの研究では、模擬スキャナーセッションは幼児のスキャンに必須ではないと示唆されているため、この方法を採用するかどうか判断してください。モックスキャンには追加の時間が必要であり、負担になる可能性があることに注意が必要です。さらに、実際の検査と同じ日に行うと、子どもが疲れたり空腹になったり、ぐずったりして家族がイライラすることもあります。したがって、この方法を採用するかどうかは研究者の裁量に委ねられています。現在のプロトコルは、結果セクションで示された研究と一致し、模擬セッションの手順を踏襲しています。
  5. MRIスキャンに備えるための足場をたくさん用意しましょう。まずは、より馴染みのある子供向けの布製プレイトンネル( 図1B参照)を使って、狭い空間でじっと寝られるように準備させてください。
  6. 模擬スキャナースイートを導入し、子どもが自分のペースで空間を探索できるようにしましょう。
  7. 子どもに優しいテーマ(例: 図2の宇宙)に合わせて空間を飾り、子どもが入ったときに安心感を持てるようにし、部屋の各側面について話し合うことで親しみを築く(例:「壁に飾っている宇宙船の写真はどれ?」と尋ねるなど)。
  8. 模擬MRIトレーニングを、実際のスキャンのあらゆる側面に備えさせる機会として活用してください(図2A、B参照)。脳カメラブックを作成し、それぞれの手順を視覚的な補助具とともに撮影します(図2C-F)。
  9. 実際のスキャンで聞く音を模した録音されたスキャナーの音を聞かせて、体験の足場として活用しましょう。
  10. まずは、子どもが部屋に立って音を聞き、その音を思い出させるものを特定してもらいましょう。例えば、あるシーンは子どもたちに電話の鳴る音や目覚まし時計、消防車の音を思い出させることがよくあります。これらの異音をより馴染みのある音にマッピングすることで、実際のスキャナーで音を聞いたときの不安を軽減できます。
  11. 構造スキャン中に子どもが映画を観る選択肢を設けることで、これにより子どもの関心が高まり、結果的にスキャン中の動きが減ります。模擬セッションでは、子どもに年齢に合ったあらかじめ決められた映画から構造スキャンで観る映画を選ばせます。
    注意:子どもの注意を引く映画を提供しつつ、あまり滑りすぎたり歌ったりしないものを選びましょう。コミカルな映画は笑いを誘い、歌が出る映画は子どもに一緒に歌わせるため、どちらも動きを促します。保護者の意見を聞きましょう。子どもにとって特に面白い映画や、怖くてストレスを与える映画について追加の洞察を持っているかもしれません。
  12. スキャナーの音を流しながら、模擬MRIベッドにじっと横たわりながら映画を見る練習をさせてください。
  13. 子どもには、像のようにじっとしているけれど、お気に入りのぬいぐるみのように柔らかくしているべきだと思い出させてください(脳カメラの本、 図2Fで紹介されています)。実際のMRIシーケンスと同じ時間(例:T1加重解剖学的シーケンスの場合は約4〜5分)行う必要があります。
  14. この時間中に子どもに動きや注意力についてフィードバックを与えましょう。この練習を続けて、子どもが2分間ずっと動かずにいられるようになるまで続けてください。
    注意:子どもがうなずいたり質問に答えるジェスチャーをした場合は、口頭で返答するよう促し、実際の脳カメラでも同じようにする必要があることを伝えてください。これはスキャン中の頭部の動きを減らすために重要です。このプロンプトを子どもへの質問に取り入れてください(例:「大丈夫で次に進む準備ができたら『はい』と言い、『いいえ』と言ってください」)。子どもが特定の動きをする典型的な動きや傾向、例えば膝を引き上げる、手を鏡やスキャナーの天井に向ける動きなどを観察し、それを使って指示やアプローチを調整してスキャン中に調整してください(各シーケンスのスキャンパラメータは 補足表1 を参照)。
  15. 模擬MRIスキャナーのベッドを押して、実際のMRIの体験を模して子どもを模擬スキャナーに移動させます。
  16. 3.12-3.14のセクションで映画の再生、スキャナー音、動きのモニタリングの進行を繰り返します。この習慣を、子どもが1回のスキャンの間(約5分間)動かずに静止できるまで続け、全体の訪問時間と子どもの継続能力に注意を払いましょう。
    1. 特に不安を感じている場合は、まず保護者や研究者に模擬スキャナーでじっとしている様子を実演してもらうように提案しましょう。多くの場合、参加者が他者が求められたことを喜んでやろうとしていることを見ることが役立ちます。
    2. 子どもにMRI対応のぬいぐるみの中から選んで、実際のスキャナーに持っていけるよう提案します。
    3. 子どもに「友達を脳のカメラルームに連れてきてみませんか?」と尋ねてみてください。もし「はい」と返事が来たら、選択肢を見せて一つ選んでもらいましょう。もし断られたら、ぬいぐるみを選ばずに進めてください。
  17. 実際のスキャナールームに入る前に、保護者にスクリーニングフォームの情報を確認してもらい、軽く軽食をとってもらい(水分摂取は最小限に)、トイレに行ってもらいましょう。
  18. 家族はすべての持ち物(例:携帯電話、バッグ、時計、宝石)をコントロールやスキャナールームの外のロッカーに保管し、気を散らさないようにしましょう。
    注意:訪問の予約を決める前に、保護者には子どもと自分自身のMRI安全検査フォーム(神経画像センターがスキャナールームへの立ち入りを許可している場合)を記入してもらい、子どもの資格を確実にしてください。その後、検査当日に参加者と保護者/介護者を再スクリーニングします。たとえ親が検査中に子どもと一緒に部屋にいるつもりがなくても、子どもがスキャナーで不安を感じたときに、親が慰めに入りたい・許可された場合でも、より柔軟に検査できます。親がMRに安全でない場合は、関連する制限を十分に理解しているはずです。
  19. 子ども自身の脳のイメージが描かれたTシャツや、子どもの脳の小さな3Dプリントなど、脳をテーマにした賞品を用意して、追加のモチベーションとして活用しましょう( 図1C参照)。スキャンをする前にこの賞品のことを子どもに伝え、もし静止していれば賞品の写真がより良いものになると伝えましょう。
    注意:これらの賞品は、会場で作成することも可能です(例:アイロンアップアップリケを使ってブレインTシャツを作るなど)が、タイミングが必ずしも合うとは限りません。もしMRIセッション当日にこれらの賞品が提供できない場合は、テディベアやステッカーブックなど、子どもがセッション終了時に持ち帰れる賞品を用意してください。

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図2:模擬スキャナースイートの機器とトレーニング教材。 (A) 模擬MRIスイートの2つの例で、子どもが実際のスキャンの練習をより多く行う場所で、実際のスキャナースイートにより近い空間( 図1Bの遊びトンネルとは対照的)。宇宙や水中をテーマにすることで、模擬空間が威圧感を和らげ、研究者がMRI訪問を冒険として捉えることができます。(B)模擬空間を使って、ヘッドホンをつける、スキャナーベッドに横たわる、スーパーヒーローヘルメットをかぶるなど、本格スキャンの全てのステップを練習します。(C) 子ども向けの画像が入ったカラフルな表紙ページ。(D) 脳カメラを子どもがすでに馴染みのある概念、例えば普通のカメラと結びつけることで、脳カメラへの慣れや、ぼやけた写真を避けるためにじっとしているといった概念の重要性を強化することができます。これは通常の写真と脳の写真の両方に当てはまります。(E) スキャン過程を経る他の子どもたちの写真を提供し、金属がないか確認するためのポーズ練習やヘッドホンの装着など。(F) 「静かに」「優しく」「スーパードゥーパー」といった簡単なコマンドを参加者に伝えることで、後でセッション中に何をすべきかの簡単なリマインダーが得られます。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。

4. スキャン中

  1. 子どもが部屋に入る前に準備を整え(これらの項目は子どもがスキャナールームに入る前に完了するのが理想的で、そうすれば子どもが快適に過ごせることに集中できます)。
    1. 子どもが選択した映画や必要なタスクファイルを準備してから、視覚表示や音声設定を確認することを必ず確認してください。
    2. 子どもがスキャナーにいる時の画面チェックを開いてください。これは、子供向けの画像を枠に貼ったPowerPointスライドのようなシンプルなものでもよくあります( 図3参照)。
    3. もし子どもが頭を動かさずにスキャナーで画面のすべての画像に名前を付けることができれば、 画面全体を見ることができます。もし映像を見逃したら、鏡を調整して再度何が見えるか尋ねます。このプロセスを繰り返し、すべての画像に名前を付けるまで続けます。
      注意:可能であれば、実際のスキャナーをデカールやテーマシートで飾り付けると、スキャナーの環境が威圧感が減り、子どもに優しくなります。
    4. ヘッドホンの音量レベルをチェックして、音量が小さすぎたり大きすぎたりしないか確認してください。
    5. 子どもに使う耳の保護具と頭のパッドを用意してください。
    6. 動きモニタリングソフトを使う場合は、事前にパラメータを設定しておくことを忘れないでください。フレームワイズ統合リアルタイムMRIモニタリング(FIRMM)を使用する場合、以下の設定を設定してください:fMRIモーション閾値:0.3mm、T1/T2モーション閾値:0.5mm、脳サイズ:デフォルト。
  2. 子供と一緒にスキャナースイートに入る
    1. コントロールルームに入ったら、子どもをMRIオペレーターに紹介し、この友人が脳の写真を撮るのを手伝ってくれると伝えます。
    2. 手持ちの金属探知機を使って、親や保護者と子どもに金属がついていないか確認しましょう。保護者や子どもがポケット付きの服を着ている場合は、ポケットが空であることを確認して確認するよう指示してください。
    3. 子どもに「鉛筆のように」まっすぐ立って、手を体の横に置き、足を揃えて立ってもらうように言いましょう。手持ちの金属探知機を子供の体の前面から足から頭のてっぺん、そして背中に沿って通します。
    4. 子どもに「ヒトデのように腕を広げて」と言いましょう。金属探知機を片脚の側面に沿って通り、子どもの側面を上り、腕の下を通し、腕の上部を通り、頭の側面を上り、反対側を同じ経路で下ろします。
    5. 金属探知機が信号を出した場合は、金属がないか確認し、その物を取り出して再度子どもを検査します。
    6. 親/介護者については、4.2.3-4.2.5節の同じ手順を繰り返します。
    7. スキャナースイートに入ったら、子どもにスキャナー空間を探索したり、機械について質問したりする機会を与え、その後スキャナーベッドに座るよう指示します。
    8. 子どもがベッドに登れるようにスツールを用意して、コントロール感や自律性を高めましょう。
      注意:子どもが特に不安を感じている場合は、スキャナールームで子ども向けの音楽をかけて、スキャナーの「ヒューッ」という音をかき消してみてください。
    9. 子どもたちがベッドに座っているとき、MRIの後ろにあるスクリーンを見せて、そこで映画を見ることを思い出させてあげてください。
    10. 耳の保護具をつける前に、自分の手で触ってもらい、映画を見たりゲームをしたりしている間に『カメラの音』が邪魔にならないように助けると説明しましょう。
    11. 耳の保護具を装着したら、子どもの頭にヘッドホンを装着し、ヘッドコイルに横たわらせます。子どもを快適に横になり、頭がまっすぐになるまで体勢を変えます。
    12. 柔らかいフォームパッドを使って子どもの頭をヘッドコイルに詰め、「枕のようなもので快適にし、「快適だけどきつすぎない」と説明してください。パッドを押し付ける前に、しっかりと押さえさせてください。
    13. スキャン中に頭の大きな動きを防ぐために、子どもの頭と頭のコイルの間の負の隙間を取り除くこと。パッドがセットされたら、子どもに「快適で快適だけど、きつすぎない?」と尋ねてください。子どもが確認するまで、必要に応じてパッドを調整してください。
    14. 子どもの映画の一部をヘッドホンで流し、子どもにとって静かすぎたり大きすぎたりしないようにしましょう。
    15. 子どもの膝の下に丸めたタオルを敷いて、快適さを高め、足を動かしたり交差させたりする可能性を減らし、伝導性ループができる可能性を減らしましょう。
      注意:脚を動かしやすい子どもには、動きを減らすためにMR-SAFEの重み付きブランケットを使用してください。もし子どもがMRI検査で選んだぬいぐるみ(セクション3.16.2参照)場合は、ぬいぐるみを手渡して抱かせ、快適な姿勢で落ち着かせてください。スキャン中に動かさないように注意してください。スキャン中に触覚的な動きフィードバックを提供するために、頭のコイルの片端からお子さんの額を通ってもう片端まで医療用テープを貼り付けてください。これによりスキャン中の頭部の動きが軽減されることが示されています。
    16. 次に、子どもにスペースヘルメットやスーパーヒーローヘルメットを手に入れると伝え、脳の写真を撮ってヘッドコイルを装着する必要があると伝えましょう。
    17. ヘッドコイルが設置されたら、子どもに「脳のカメラベッド」を上げると伝えます。
    18. スキャナーベッドがホーム位置に入ったら、ミラーを装着し、画面チェック( 図4参照)を使って子どもが全画面を見られるように調整します。画面に映る動物や色を子どもに聞き、すべての画像に名前を付けるようにしましょう。
      注意:幼い子どもは「画面全体が見えるか」と尋ねられた際に意味を理解しないかもしれません。このステップは、スキャン中に画面全体を確実に見せるために不可欠です。
    19. 子どもをスキャナーに入れる前に、最後に質問があるか尋ね、快適かどうか確認し、じっとして腕や脚を組まないように注意してください。
    20. 検査中ずっとスタディスタッフが部屋にいて、各「写真」の合間に連絡を取ることを子どもに思い出させてください。また、うなずくのではなく口頭で返事をするよう促してください。
      注意:スキャナーに入れられた瞬間から子どもが見られる何かを画面に常に表示し、シークエンスの合間にヘッドホン越しに話しかけ続けることが非常に重要です。これにより、スキャナーで何も見えず、次に何が起こるのか分からずそわそわしてしまうため、動きが減ります。
  3. スキャナールームにおけるヘルパー(スキャンバディ)の役割
    1. スキャン中にスキャナーのボアに近づき、動きや覚醒度を監視してください。スキャン中は、子どもが動揺しない限り、不規則な身体的接触を避けてください。そうすると下を向いてしまい、頭が動くこともあります。
      注:身体的接触による動きの予防効果は子どもによって大きく異なりますが、「すべてかゼロか」のアプローチが効果的です。スキャナーでうまくいっている子どもや身体的接触で動いている子どもは、スキャン中に一切身体的接触を与えないでください。スキャナーで不安を感じ、何らかの安心感がないと動かしやすい子どもには、足首に手を置くか、両足首に前腕を当てて常に圧力をかけ続けてください。必要に応じて、スキャンバディはボアに身を乗り出し、スキャン中ずっとお腹に手を置くこともあります。
    2. 走査が開始されたら、磁場の不均一性を抑えるためにボア内で動きすぎないように注意してください。これにより画像のアーティファクトが生じる可能性があります。
    3. シーケンス間の移行を助けるために、研究者がコントロールルームにいるか、オペレーターが特に長いセットアップで子どもと話しかけることで、子どもがスキャナールームで一人ではないことを思い出させ、不安を軽減します。必要がない限り、スキャンバディに話しかけさせないようにしてください。そうすると子どもが下を向いて頭を動かす可能性が高いです。
    4. 子どもに伝えるのは、必要なタイミングに近いタイミングで、少しずつ伝えて、圧倒しないようにしましょう。例えば、子どもに「これからゲームや映画の準備をします。「開始直前にお知らせします」と、研究者たちは機能的スキャンの準備を進めています。セットアップが終わったら、ゲームや映画の指示を伝え、スキャンを始める前にじっとしているようにリマインドします。
    5. 子どものニーズに耳を傾けましょう。例えば、検査中に寒くなった場合は毛布をかけ、熱くなったら毛布を外します。
    6. スキャンを停止すべきなら、制御室の研究者に合図を送ります(例:子どもが降りたい、子どもがヘッドコイルのミラーを動かした場合)。すべてのスタッフが合意し、合意したサインを確実にしてください。
    7. 子どもが起きているか確認し、機能的な作業のために画面に注意を払うようにしてください。
  4. コントロールルーム
    1. ヘッドホン越しに子どもに話しかけ、最初の脳の映像がもうすぐ始まるので、『脳のカメラ音』が聞こえ始めることを伝えましょう。じっとして、柔らかく、指示に全力を尽くすように念頭をつけてください( 図2F参照)。もしこの最初のシーケンスが構造スキャン(静的な解剖学的情報を提供するシーケンス)であれば、子どもが事前に選択した映画を再生させてください。
    2. 構造スキャン:子ども用の映画をつけてスキャンを始めます。スキャン終了後に品質を確認し、再実行が必要かどうか判断してください。
      注意:もし子どもが映画中に夢中でじっとしている場合は、チェックインせずに複数の構造的なシークエンスを走り回ることを検討してください。これにより、頭の動きや子どもの不安が軽減されます。
    3. 機能スキャン:タスクベースの機能スキャンでは、タスクを読み込み、子どものヘッドホンを通して指示を伝えます。作業を終える間、じっとしているように注意してください。
      注意:タスクが読み込まれている間に子どもに話しかけて、集中し動かないようにしてください。タスクの準備中の休憩時間は退屈や不安の原因になることがあります。子どもが数秒間でも誰かに話しかけられずに放置されると、動いたり、検査の終了を求める可能性が高いです。タスク中に子どもが眠りに落ちること、タスク中に話すこと(これが動きを誘発する)、スキャンの途中で毛布を頼む、または途中で毛布を外してほしいと頼む、子どもがかゆくてその後動くこと、タスク中に画面ではなく部屋の研究者を見ているなどの一般的な問題に注意してください。 また、スキャン中に子どもが鏡を動かす際に、画面の見える範囲に影響を与える可能性があります。小さな子どもからボタン反応を出すのは非常に難しいです。単純な口頭回答と、スパースなスキャンや眼球運動の応答を組み合わせることを検討してください20,21。
    4. スキャンの順序をできるだけ柔軟に調整しましょう。
      注:例えば、幼い子どもがスキャンセッションの早い段階でより積極的に関わるため、タスクベースのシーケンスから始めるのが良いかもしれません。しかし、特に不安を感じている場合は、まずは自分の好きな映画を見られる解剖学的スキャンから始めるのが良いかもしれません。
    5. 使用可能な構造スキャンが取得されなければ、タスクデータや休止データは利用できない可能性があることを念頭に置いてください。子どもの具体的なニーズに配慮しつつ、セッションが長引くほど習得できなくなる可能性のある最も重要なシーケンスの優先順位を取ることのバランスを保ちましょう。
      注意:シーケンスやタスクが動作しずトラブルシューティングが必要な場合は、 ピクサー の短編や他の短いアニメーションクリップを流して、子どもを動かさずに集中させてください。変化があればヘッドホンを通じて子どもに伝え、何を期待すればいいか分かるようにしましょう。例えば、機能的なタスクのトラブルシューティングで「ゲームが起動するのに少し問題があるので、再試する前に短い動画を再生します」と言った場合です。
    6. ソフトウェアによる動き監視が可能なシーケンスでは、子どもの動きがあらかじめ定められた許容可能な動きの閾値を満たしていることを確認してください。これが不可能な配列については、目視検査で再実行すべきかどうか(例:画像の鮮明さ、縞模様や縞模様の証拠、アーティファクトなど)を判断してください。
    7. シーケンスを再実施すべきかどうか判断するための品質評価ガイドを用意してください。
    8. スキャン順序、各シーケンスの実行回数、セッション中のプロトコルの逸脱を明確に記録し、これらはデータ解析時に考慮すべきです。
  5. スキャン後
    1. 最終シークエンスが終わったら、ヘッドホンですべて終わったことを伝え、オペレーターが迎えに来ると伝えます。オペレーターが出せるまでじっとしているように注意してください。
    2. スキャンバディに、子どもが適切な時間までスキャナーに留まるようサポートしてもらいましょう。
    3. 子どもに良いフィードバックを与え、よくやったと伝え、努力に感謝しましょう!
    4. 許可されるなら、スキャナーから出た後に子どもの脳の画像を見せ、小さな賞品や贈り物を用意してください。

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図3:スキャナーで子をセットアップした後の画面チェックの例。 見える動物や色の名前を全部挙げてもらいましょう。もしすべての動物や色の名前を言えれば、画面全体が見えるようになります。もしできなければ、鏡を調整して再度聞き、すべての動物や色の名前を挙げてください。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。

結果

スキャン成功率
上記の手順を用いることで、幼児におけるMRIスキャンの取得に成功します。以下の結果は、参加者年齢が3歳から8歳(N=344)の単一の研究所から4つの神経画像検査サンプルを事後分析したものです。さらに、これらのうち3件(研究1、2、4)には、参加者を6か月または1年ごとに再参加させる縦断的要素が含まれていました。研究1は22、23年に完了し、研究2はデータ分析段階にあり、研究3と研究4のデータ収集が継続中です。すべての図や表において、成功率はスキャンに来た家族数から計算されていることに注意してください。したがって、これらの数字はMRIへの参加を拒否した家族や予約に来なかった家族を反映していません。研究1と2は通常、子どもたちがInscapes24(7分間の抽象的で言語を使わない映画で、子どもの注意を引きつつ認知的に負担が大きくないもの)を観ることから始まり、その後に自分たちが選んだ映画を観ました。スタディ3は通常、課題の後に好きな映画を観ることから始まり、スタディ4は通常、子どもの映画選びの後に『Partly Cloudy25』を観ることから始まりました。図4は参加者とタイムポイントを合わせたスキャン成功をまとめており、少なくとも1回の有用(すなわち後続の解析に含まれる)スキャンを得たことを成功と定義しています。この図の目的は、幼児からの神経画像データ取得におけるこのプロトコルの全体的な有効性を強調することです。構造スキャンと機能スキャンの区別を含むシーケンス特異の成功率は、表1、表2、表3に詳述されています。全体として、ほとんどの参加者が有用なデータを提供し、最も使えないセッションは最も若い参加者に集中していました。

figure-results-1
図4:4つの研究における年齢分布と縦断MRIセッション。 各パネルは1つの研究(研究1-4)を表しています。個々の点は各参加者のMRIセッションを示し、時刻(x軸)と年齢(y軸)でプロットされています。色はセッションタイプを示します:緑=少なくとも1つの利用可能なスキャン取得、赤=低品質スキャンデータ取得、グレー=利用可能なスキャンデータ取得なし。黒い横線は同じ参加者のセッションをつなぎ、縦断的なデータ収集を示しています。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。

表1は 、参加者の最初のタイムポイントおよびその後の年齢別タイムポイントにおける構造的スキャン成功率(少なくとも1回の使用可能なスキャン)を示しています。最初の時間点での成功率は概ね高かったですが、最も若いグループでは3〜4歳で87%と低くなっていました。対照的に、5歳以上の参加者は全員、最初の構造的スキャンを無事に完了しました。その後の時点で、最年少年齢層の成功率はわずかに減少し(83%)、5〜6歳のグループも100%から91%に減少しました。これらの結果はノイズを部分的に反映している可能性があり、後の時点(n=18)で3〜4歳児が最初の時点(n=98)よりも少なく、5〜6歳の子どもが最初の時点(n=39)で後の時点(n=83)より少なかったことからです。しかし、いくつかの要因も影響している可能性があります。幼い子どもは年齢とともに改善することが多いですが、そうでない場合、最初のスキャンセッションの記憶が強く残れず、その後のセッションで不安が増すことがあります。年長の子どもたちのパフォーマンスは安定していることが多いですが、低下は過去の困難を思い出し、その結果の従順さの低下を反映している可能性があります。あるいは、スキャナー内での快適さが向上し、子どもたちがじっとしていることへの不安が減るほどパフォーマンスが悪化したこともあります。しかし、本研究は子どもたちの過去のスキャンセッションの主観的な体験を測定していなかったため、これらの解釈は推測の域を出ません。

3〜4歳4〜5年5〜6歳6〜7年7〜8年8〜9歳合計
タイムポイント1
# 予定された訪問の9810539423030344
# スキャナーに入った子供たちの899939423030329
# スキャナーに入るのが怖い子供たちの97000016
# 成功した構造スキャンの779439423030312
構造スキャン成功率87%95%100%100%100%100%95%
その後のタイムポイント
# 予定された訪問の185282473334266
# スキャナーに入った子供たちの184882473334262
# スキャナーに入るのが怖い子供たちの0400004
# 成功した構造スキャンの154675473234249
構造スキャン成功率83%96%91%100%97%100%95%

表1:最初のタイムポイントおよびその後のタイムポイント、年齢別構造スキャン完了率および成功率。 表は予約された訪問回数、スキャナーに入った子どもの数、恐怖から拒否した数、そして成功した構造スキャンの数を示しています。パーセンテージは、スキャンに入った子どもの数に対する成功したスキャンの割合を表しています。

研究1と2では、Inscapesという抽象的で言語を使わない映画を使った機能的課題なしの安静状態シーケンスも含まれており、認知的負担を過度に抑えつつ子どもの注意を引きつけることを目的としています。表2は、参加者がこの課題を初めて実施したタイムポイントおよびその後のタイムポイントの成功率を示しています。すべての年齢層において、参加者の最初のタイムポイントでのこのスキャンの成功率は構造的スキャンよりも低かった。さらに、6歳未満の子どもは同様の低い成功率(平均成功率=58%)を示し、6歳以上の子どもは有意に良い成績(平均成功率=82%)を示した。その後の時点では、3歳から6歳のグループでのパフォーマンスが向上し(平均成功率=65%)、6歳から9歳のグループはより安定して85%を維持しました。

3〜4歳4〜5年5〜6歳6〜7年7〜8年8〜9歳合計
タイムポイント1
# 予定された訪問の277333423030235
# スキャナーに入った子供たちの257033423030230
# スキャナーに入るのが怖い子供たちの2300005
#「タスクフリー」なシーケンスに挑戦した子どもたちの247033413030228
#「タスクフリー」機能スキャンの成功率(0.3mmで≤0.2検閲率)144318342425158
「タスクフリー」機能的スキャン成功率(0.3mmで≤0.2検閲率)58%61%55%83%80%83%69%
その後のタイムポイント
# 予定された訪問の22669463334210
# スキャナーに入った子供たちの22668463334209
# スキャナーに入るのが怖い子供たちの0010001
#「タスクフリー」の手順を試みた子どもたちの22666443333204
#「タスクフリー」機能スキャンの成功率(0.3mmで≤0.2検閲率)21039362631144
「タスクフリー」機能的スキャン成功率(0.3mmで≤0.2検閲率)100%38%59%82%79%94%71%

表2:最初のタイムポイントおよびその後のタイムポイントにおける「タスクフリー」機能的スキャン完了率および成功率(年齢別)。 表は、予約された訪問回数、スキャナーに入った子どもの数、恐怖から拒否した子どもの数、そして「タスクフリー」機能的スキャンが成功した回数を示しています。成功は0.3mmでの≤0.2センサー分数と定義されました。パーセンテージは、この検査を試みた子どもの数に対する成功したスキャンの割合を表しています。

研究1および3ともに機能的タスクベースのスキャンが含まれていました。研究1では参加者が時刻1で一連の物体と文字のペアを符号化し、研究3ではスキャン直前にスキャナー外で符号化された物体の画像を受動的に見ました。予想通り、この課題の成功率は構造スキャンの成功率よりも低かった。これは、音声がなく静止画像が次々と提示される課題が、構造スキャンのために子どもが選んだ映画よりも魅力的でなかったためと考えられます。

3〜4歳4〜5年5〜6歳6〜7年7〜8年8〜9歳合計
# 予定された訪問の156235423030214
# スキャナーに入った子供たちの136035423030210
# スキャナーに入るのが怖い子供たちの2200004
# タスクシークエンスに挑戦した子供たち12171120231396
# タスクベースの機能的スキャン成功率(0.3 mmで≤0.2検閲率)79614131059
タスクベースの機能的スキャン成功率(0.3mm時の≤0.2検閲率)58%53%55%70%57%77%61%

表3:年齢別の最初のタイムポイント「タスクベース」機能的スキャン完了率と成功率。 表は、予約された訪問回数、スキャナーに入った子どもの数、恐怖から拒否した子どもの数、そして「タスクフリー」機能的スキャンが成功した回数を示しています。成功は0.3mmでの≤0.2センサー分数と定義されました。パーセンテージは、この検査を試みた子どもの数に対する成功したスキャンの割合を表しています。

これらの結果は、幼児における課題ベースの機能的MRIに伴う既存の課題を浮き彫りにしています。第4研究では、3歳から5歳の子どもたちがスキャナーでピ クサーの短編アニメ『Partly Cloudy』を視聴し、スキャン後に記憶に関する質問に答えるという受動的な映画鑑賞パラダイムを用いてこの問題を解決しようと試みました。最初のタイムポイントで61人の子どものうち、50人(82%)が有用なデータを提供しました。 本研究のデータ収集は継続中ですが、その後のタイムポイントから64の参加者データポイントのうち56点(88%)が成功しています。これらの成功率は、タスクフリー静止状態スキャンやストック画像を用いたタスクベースのブロックデザインを用いてこの年齢層で見られるものよりもはるかに高いです。これらの結果は、スキャンセッションの成功を確実にするために発達段階に適切かつ子どもに優しい課題の重要性を示しています。

スキャン準備時間とデータ収集時間
図5は、参加者がスキャナーに設置するのに必要だった平均時間(制御室到着時から測定)およびスキャナー内で過ごした平均時間を示しています。準備時間は研究や年齢層によって比較的一貫しており、通常10分から20分の範囲でした。しかし、スキャナー内での総時間では、より研究特有のパターンが見られました。研究1および2では、子どもたちは年齢に関係なくほぼ同じ期間スキャナーに留まりました。しかし研究3では、幼い子どもたちは年長の子どもよりもスキャナーで過ごす時間が少なく、これはスキャン環境や特定の課題に対する耐性が年齢に伴う増加を反映していると考えられます。特に、研究3には静的画像を用いたブロックデザインの機能課題が含まれており、これは幼児にとって特に難しいパラダイムでした。研究4では逆のパターンが示されました。幼い子どもは年長の子どもよりも長くスキャナーに留まる傾向がありました。これは、より年長の子どもたちが初回の試行で有用なデータを提供しやすく、より効率的にスキャンできることを反映している可能性があります。例えば、研究4では運動に非常に敏感な高解像度海馬構造スキャンが含まれていました。幼い子どもたちは、利用可能なデータセットを得るために複数回のランが必要になることが多かったです。

figure-results-2
図5: 年齢別準備とスキャン時間。 各パネルは1つの研究(研究1-4)を表し、異なる年齢層の平均時間(± SD)をプロットしています。緑のバーは制御室に入るまでの時間を示し、紫色のバーはスキャナー内の総時間を示します。タイトルには各研究のスキャンプロトコル期間が含まれています。 この図の拡大版はこちらをクリックしてご覧ください。

図5は、タイミングがスキャン成功率にどのように影響するかについての2つの重要なポイントを示しています。まず、セットアップ時間にはプロトコル3.2節で示されたすべてのステップが含まれます。このセクションは、プロトコルの中でも特に忍耐の重要性を強調しています。この追加の時間を使って子どもがスキャナー環境を探索できるようにしたことが、表1、表2、 表3の高い成功率に大きく寄与しました。したがって、研究者は子どものスキャン準備に約15〜20分を確保すべきであり、これは乳児、高齢児、大人のスキャンで期待される時間とは異なる場合があります。次に、現代のスキャンプロトコルは通常約30分ですが、データ取得には約2倍の時間がかかります。プロトコルに記載されているように、これは使えないスキャンを適切な動作や品質の閾値に達するまで再検査したり、検査の合間に休憩を取って子どもが快適に過ごせるようにしているためと考えられます。

補足表1:スキャンパラメータ。このファイルをダウンロードするにはこちらをクリックしてください。

ディスカッション

MRIが研究現場に導入されて以来、学齢期の子ども、思春期、大人の脳の理解を大きく前進させました。提示されたデータは、子どもに優しいプロトコルを用いることで、幼い子どものスキャンにおける多くの障壁を克服できることを示しています。準備が鍵です。保護者に子ども向けのMRI資料を提供し、延長された模擬スキャナーセッションを提供し、親子双方からの質問に答え、信頼関係と信頼関係を築くことが成功の可能性を大幅に高めます。

しかし、たとえ十分な準備があっても、プロトコルのすべての段階での柔軟性が不可欠です。このプロトコルは、子どもたちを構造的および機能的スキャンセッションに備えさせるための主なステップを示していますが、参加者間でこれらのステップがまったく同じ順序や方法で行われることはほとんどありません。例えば、特に不安の強い子どもは、まず研究助手がスキャナーに入るのを見たり、構造スキャンと好む映画を組み合わせてから始めてから、より要求の高いタスクベースや受動的な映画鑑賞スキャンに挑戦するのが有益かもしれません。一方で、注意制御があまり発達していない子どもは、タスクベースのスキャンから始め、セッションの早い段階で集中力を活かす効果を得られるかもしれません。身体的接触を一切せずにじっとしている子どももいれば、スキャン中に常に身体的接触が必要な子もいます。さらに、親がすべてのステップに深く関わると成績が良い子どももいれば、親があまり積極的でない役割を果たす子どももいます。したがって、スキャンの前後に子どもについてできるだけ多く知ることが、その子どものニーズに合わせて体験を調整することが重要です。この柔軟性により、各子どもの快適さを尊重しつつ、実用的なデータを得る可能性が最大化されます。これらの考慮事項は、多施設コホート研究や発達神経画像データセットの共有時代において特に重要です。これらのデータを分析する研究者は、幼児からMRIデータを直接収集した経験がない可能性があるため、データの質に影響を与える主要な要因を把握していない可能性があります。例えば、あるスキャンが最初の試みを反映しているのか、それとも失敗後の後の試みなのか、また習得順序やセッション中の意思決定が参加者間でどのように異なっていたかは、繰り返し視聴することで刺激の処理が異なる可能性があるため、後の分析に重要な示唆を与えます。幼い子どもをスキャンするために必要となる準備、柔軟性、リアルタイムの判断力を文書化することで、現在のプロトコルはこれらのデータの取得方法の透明性を高めることを目指しています。この情報は、二次データ利用者がデータ品質のばらつきをよりよく解釈し、小児神経画像取得に関わる専門知識と労力を理解する助けとなるでしょう。

機能的MRI(fMRI)は、脳活動を特定の認知プロセスと結びつけるため、特に価値が高まっています。多くの場合、参加者がスキャナー内でタスクを行うことで実現されます。しかし、多くのfMRI研究は年長の子ども(8+歳)や成人に焦点を当てており、幼い子どもからのタスクベースのデータを収集することは方法論的に大きな課題を伴います27。これに対処するために、研究者たちは「タスクフリー」アプローチを用いており、幼い子どもたちが抽象的で非言語的な映画を受動的に視聴し、高い認知的負担を課さずに動きを減らすことを目的としています24。しかし、これらの映画は幼児期に参加者を確実に引き込むことに失敗し、特定の認知プロセスを支える機能的ネットワークの的確な検証を可能にしていません。関与不足はスキャン中に大きな動きをもたらし、データの使いやすさをさらに損なう。

この結果は、小児神経画像診断における進展と残る課題の両方を示しています。通常、子どもが選んだ映画と組み合わせて使われる構造的スキャンは、最も高い利用可能なデータ率を得ます。タスクなしの安静状態スキャン(言語や物語のない抽象的な映画)は成功率が低く、子どもが静止画像に注意を払う既存のタスクベースのfMRIは最も低い成功率を示しています。したがって、研究者は幼い子どもの注意を維持するのに十分な興味を持つタスクを創造的に設計し、動きを抑えつつ、関心のある認知過程の神経メカニズムを強固にインデックス化するのに十分なデータを得る必要があります(28,29)。従来の抽象的で非言語的な映画よりも労力はかかりますが、魅力的な自然主義的な映画刺激を魅力的なキャラクターや文脈で開発することが、この年齢層における機能的スキャン成功率やデータの利用可能性を向上させる最良の道かもしれません。このアプローチは、自然主義的な映画鑑賞が静止状態よりも行動予測において優れていることを示す最近の研究と一致しています。さらに、映画鑑賞のパラダイムは、従来の静止画像の作業よりも、現実世界の文脈で展開する認知プロセスをより正確に反映している利点があります。例えば、キャラクターが意味のある物語の中に埋め込まれている間に情報を符号化することは、静的な画像を単独で提示したり静的な背景に重ね合わせたりするよりも、日常の学習をより正確に反映しています。同時に、特定のプロセスを分離することが研究課題に不可欠であれば、発達段階に適切で非常に魅力的かつ簡潔に設計されたタスクベースのパラダイムは実現可能かもしれません。例えば、伝統的なfMRI課題中に子どもたちの行動反応を成功裏に獲得した研究には、静止画像の提示にもかかわらず子どもたちの集中力を維持するのに役立つ聴覚視覚刺激が含まれていたと考えられています31。

しかし、これらの結果は一つの研究室から得られたものであり、小児神経画像診断の成功率の標準的または分野全体の基準と解釈すべきではないことを改めて強調することが重要です。保持率やデータの使いやすさは、方法、技術、研修の進展に伴い、研究室、プロトコル、時間によって異なると予想されます。さらに、実験室内の変動は子どもやタスクに関連する要因だけでなく、プロトコル実装への自信や即時の適切な判断力が経験とともに向上するため、データ収集チームの専門性の向上も反映していると考えられます。むしろ、これらの結果を共有する目的は、シーケンスの種類や年齢層を超えたスキャン成功率のばらつきを示し、幼児期の神経画像におけるデータ取得の改善点に注目を集めることにあります。

本論文は、募集からデータ収集に至るまで、小児神経画像診断のための包括的なプロトコルを提供します。従来のプロトコルとは異なり、MRIに対する子どもや保護者の不安を軽減するために、スキャンセッション前に行う準備(すなわち募集・スケジューリング段階)を重視しています。さらに、このプロトコルは参加者から異なる配列を収集する際の重要な考慮点にも触れており、解剖学的スキャンからタスクベースの機能的スキャンを成功させるためには異なる行動が必要です。これは特に重要であり、研究で示された機能的神経特性は脳の基盤となる構造的特性によって形成される可能性が高いことが示されており、既存の文献で観察された構造的変化が認知発達を支える新たな機能的特性と相互作用している可能性が高いことが示されています。さらに、幼児期におけるこれらのプロセスを調査することは特に重要であり、この発達期はいくつかの重要な脳構造や認知領域の転換点を反映しています。最終的に、小児神経画像プロトコルの改善は、発達過程における脳と行動の関係を把握し、神経発達リスクのある子どもたちへの早期介入の支援に寄与します。

開示事項

著者側には開示すべき利益相反は知られていません。

謝辞

この研究は国立衛生研究所(NIH)の助成金番号HD079518、HD094758、HL164628、DA055316、HL164628)、米国国立科学財団(BCS 1749280)、およびアン・G・ワイリー博士論文フェローシップによって支援されました。ここで紹介された研究に参加してくださったご家族の皆様に感謝申し上げます。また、データの収集と収集に貢献した神経認知開発ラボのメンバーと、有益なコメントをいただいた匿名のレビュアー3名にも感謝いたします。

材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
フレームワイズ統合リアルタイムMRIモニタリング(FIRMM)チューリング・メディカルhttps://turingmedical.com/firmm/MRIスキャン中に使用できるリアルタイムモーションモニタリングソフトウェア
模擬MRIスキャナーMRAhttps://www.mra1.com/子供の脳の構造的および機能的な画像を撮影する、磁化されていない機械のレプリカ
MRIスキャナーシーメンストリオティム:https://www.siemensmriequipment.com/siemens-magnetom-trio-a-tim-system-3t-mri-system/ 
プリズマ:https://www.siemens-healthineers.com/magnetic-resonance-imaging/3t-mri-scanner/magnetom-prisma		子どもから構造的・機能的な脳像を取得する実際の機械です。本研究では、シーメンスのMAGNETOM TrioTimおよびシーメンスのMAGNETOMプリズマフィットスキャナーが使用されました。
ピッグピッグペン ポップアップ・プレイトンネルテント:幼児、赤ちゃん、犬、屋内・犬用子ども向け屋外玩具の裏庭プレイセット。(赤、黄、青)QCトイズ(Amazonで購入)ASIN: B08CX8CSHS
https://www.amazon.com/Tunnel-
トドラーズ・アウトドア・裏庭・プレイセット
/dp/B08CX8CSHS/ref=sr_1_1_sspa
?crid=TMOEHG3ZTIQE&dib=eyJ2I
joiMSJ9.KGpH71dFbEqINLzxRIF4R
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FnIV1nntEtQZvzDwa6S-XD_oQSC
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uoejLoPKY0cU5vRyVY&dib_tag=se
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nel&qid=1766335944&sprefix=%2C
aps%2C67&SR=8-1-spons&sp_csd=
d2lkZ2V0TmFtZT1zcF9hdGY&th=1		MRIスキャナーでの体験を模倣するために使える布製の円筒形の遊びトンネル。

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