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O que fazer e o que não fazer na varredura: Uso de Imagens por Ressonância Magnética em Crianças Acordadas de 3 a 5 anos para avaliar a estrutura e a função do cérebro

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DOI:

10.3791/70023

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10 de março de 2026

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1Department of Psychology, University of Maryland

Neste artigo

Resumo

Este protocolo descreve métodos usados para examinar a estrutura e a função cerebral em crianças de 3 a 5 anos. Inclui procedimentos para preparar as crianças para uma sessão de ressonância magnética (RM), incluindo materiais para enviar as famílias em preparação para a reunião, treinamento simulado com scanner e métodos empregados durante a sessão de escaneamento.

Resumo

A primeira infância (3 a 5 anos de idade) é um período marcado por mudanças significativas no cérebro. Esse desenvolvimento está na base de melhorias relacionadas à idade em vários domínios – incluindo linguagem, memória e habilidades socioemocionais. No entanto, avaliar a estrutura e a função cerebral durante esse período usando ressonância magnética apresenta vários desafios. Por exemplo, dificuldade em permanecer imóvel, manter a atenção por longos períodos e não cumprir a realização de respostas comportamentais no scanner são questões particularmente prevalentes. Os avanços tecnológicos em técnicas de neuroimagem na última década melhoraram significativamente as taxas de sucesso para estudos de neuroimagem pediátrica. Por exemplo, durações de varredura mais curtas e monitoramento e correção em tempo real do movimento durante a varredura têm se mostrado especialmente valiosos para obter dados confiáveis. No entanto, pesquisadores de desenvolvimento ainda devem ser criativos para preparar adequadamente os jovens participantes para o ambiente de varredura e, subsequentemente, garantir que os dados adquiridos possam ser usados para responder às questões de interesse. O sucesso dessas sessões tornou-se fundamental com o surgimento de grandes estudos de consórcio em vários locais, como o estudo HEALthy Child and Brain Development, que busca acompanhar o desenvolvimento cerebral normativo e atípico ao longo dos primeiros anos de vida. Para isso, o relatório atual apresenta um protocolo de neuroimagem pediátrica para melhorar a experiência de escaneamento de crianças pequenas e os resultados da qualidade dos dados de neuroimagem do desenvolvimento de quatro estudos de neuroimagem realizados em um único laboratório nos últimos 11 anos. Esses resultados fornecem uma indicação do tempo esperado de preparação do exame, duração total e taxas de sucesso para exames estruturais e funcionais em crianças pequenas ao utilizar esse protocolo.

Introdução

Estudos de ressonância magnética em bebês adormecidos demonstram como a arquitetura cerebral estrutural e funcional precoce estabelece a base para habilidades futuras em vários domínios, incluindo linguagem 1,2, funçãoexecutiva 3 e desenvolvimentosocioemocional 4. No entanto, muitas questões de desenvolvimento, como aquelas que visam processos cognitivos específicos, exigem que as crianças fiquem acordadas durante a varredura para que os pesquisadores possam medir respostas a tarefas, filmes ou outros estímulos. À medida que as crianças crescem, elas têm cada vez mais capacidade de fornecer respostas comportamentais durante a varredura, motivando uma mudança para a neuroimagem acordada na primeira infância. Essa mudança de escanear crianças dormindo para adquirir dados de varredura enquanto as crianças estão acordadas introduz desafios inovadores. Por exemplo, muitas crianças pequenas sentem ansiedade em relação à ressonância magnética, pois é um ambiente altamente novo e estimulante, que muitas vezes não é projetado para ser amigável para crianças. Além disso, pode lembrar as crianças dos consultórios médicos e, de fato, muitos pesquisadores fazem exames em centros médicos. Se as crianças conseguirem entrar no scanner, pode ser difícil mantê-las dentro durante o protocolo de varredura e manter a atenção delas. A perda de atenção é especialmente relevante para varreduras baseadas em tarefas, das quais os pesquisadores esperam inferir relações entre características funcionais do cérebro e processos cognitivos. Tanto a ansiedade quanto a atenção flutuante contribuem para o aumento do movimento nessa faixa etária e, como resultado, a primeira infância é considerada um período muito difícil paraimaginar 5.

Os protocolos existentes de ressonância magnética pediátrica focam principalmente em bebêsdormindo 6, e escaneamentos baseados em tarefas em criançasmais velhas 7,8. No entanto, durante a primeira infância (aproximadamente de 3 a 5 anos de idade), crianças podem ser escaneadas acordadas, mas ainda podem ser muito novas para exames funcionais tradicionais baseados em tarefas que exigem respostas por pressão de botão. Essa lacuna é importante de ser abordada, pois a primeira infância é uma janela de desenvolvimento única durante a qual a atenção, a capacidade de permanecer imóvel e o cumprimento das instruções das crianças estão surgindo, permitindo variações na varredura acordada. Como resultado, escanear crianças em idade pré-escolar acordadas exige considerações adicionais além daquelas descritos para crianças mais velhas. Até o momento, as melhores práticas para abordar essas sessões têm sido compartilhadas informalmente por meio de conversas em conferências ou conduzindo o treinamento de uma posição para outra (por exemplo, procedimentos aprendidos durante uma bolsa de pós-doutorado e posteriormente implementados ao estabelecer um laboratório independente). O protocolo atual formaliza e consolida essas práticas, com o objetivo de aumentar a transparência e permitir que pesquisadores que são novos no trabalho com essa faixa etária em contextos de ressonância magnética implementem a ressonância magnética acordada em crianças pequenas.

Portanto, o objetivo desse protocolo é promover a aquisição segura de imagens cerebrais de alta qualidade durante a primeira infância para estudar as relações cérebro-comportamento. Especificamente, adquirir dados de alta qualidade usando esse protocolo permite que pesquisadores abordem uma variedade de questões de desenvolvimento, como as relações entre estrutura cerebral e resultados cognitivos, como a conectividade funcional entre regiões cerebrais se relaciona com os resultados cognitivos, ou como a ativação funcional relacionada a tarefas das regiões cerebrais apoia diferentes processos cognitivos. Essas questões são particularmente relevantes durante os anos de pré-escola, quando habilidades fundamentais como teoria damente 9, formação de memóriasduradouras 10 e habilidades pré-literárias fundamentadas no desenvolvimento daleitura 11 emergem rapidamente. Além disso, pesquisas sobre desenvolvimento cognitivo nesse período podem ter importantes implicações clínicas e políticas. Por exemplo, vincular o desenvolvimento cerebral e as transições de sonecas na primeira infância pode informar políticas de sonecas na pré-escola, com consequências para a aprendizagem e a memória12.

As técnicas descritas neste artigo se baseiam nos protocolosanteriores 7,8 para escaneamento de crianças, ao mesmo tempo em que incorporam avanços tecnológicos mais recentes e considerações metodológicas para escanear crianças muito pequenas acordadas. Esse método é especialmente aplicável a pesquisadores que obtêm dados de ressonância magnética de crianças de 3 a 5 anos. Pesquisas futuras devem continuar adaptando procedimentos e tecnologias para permitir o exame das relações cérebro-comportamento em faixas etárias mais amplas e estágios de desenvolvimento, utilizando ressonância magnética acordada (por exemplo,infância 13, criançapequena 14).

Ao seguir as etapas descritas neste protocolo, os pesquisadores poderão examinar como o desenvolvimento estrutural e funcional do cérebro apoia o desenvolvimento cognitivo durante um período de rápido crescimento em ambos os domínios. Além disso, esse protocolo pode ser utilizado em ambientes clínicos, pois permite a obtenção de dados de neuroimagem de alta qualidade, o que tem potencial para melhorar o diagnóstico precoce e a caracterização de condições do neurodesenvolvimento em crianças pequenas. Para ilustrar a eficácia do protocolo, são apresentados resultados de quatro estudos de neuroimagem realizados em um único laboratório que empregaram esse protocolo nos últimos 11 anos em crianças de 3 a 8 anos. Os resultados fornecem uma indicação do tempo esperado de preparação necessário antes da varredura, durações dos protocolos de varredura e tempo real gasto no scanner, além de dados utilizáveis adquiridos entre diferentes tipos de sequência (por exemplo, estrutural vs. funcional).

Protocolo

Este protocolo descreve métodos e ferramentas para medir a estrutura e a função cerebral em crianças em idade pré-escolar acordadas e saudáveis, utilizando imagens por ressonância magnética (RM) e segue as diretrizes do conselho de ética em pesquisa humana da Universidade de Maryland, College Park. O consentimento informado por escrito era obtido de cada pai, mãe ou responsável legal da criança, e a sanção verbal era obtida de cada criança. O protocolo inclui todas as etapas para facilitar uma sessão de neuroimagem bem-sucedida, desde as práticas de recrutamento até a sessão de escaneamento propriamente dita, destaca maneiras de reduzir a ansiedade de crianças e pais em relação à ressonância magnética e inclui práticas de resolução de problemas para maximizar os dados.

1. Treinamento e experiência da equipe

  1. Primeiro, faça com que novos membros da equipe de pesquisa acompanhem uma sessão onde eles apenas observem.
  2. Após acompanhar duas ou três sessões, os novos membros atuam como companheiros de Scan, o que exige menos tomada de decisões e resolução de problemas do que outros papéis (como liderar a sessão), mas oferece a oportunidade de se envolverem mais na visita de estudo e praticarem a construção de empatia com uma criança participante.
  3. Após atuarem como companheiro de Scan por duas ou três sessões, novos membros lideram uma sessão enquanto um membro experiente da equipe de pesquisa auxilia. Forneça um feedback detalhado sobre o desempenho deles após a sessão. Repita esse processo até que o novo membro possa conduzir uma sessão de forma independente e confiante.
    1. Peça para os novos membros começarem escaneando crianças mais velhas, pois elas tendem a ser mais obedientes e as sessões funcionam melhor do que com crianças mais novas. Alternativamente, faça com que eles pratiquem com filhos de colegas que possam se sentir mais confortáveis em ambientes de pesquisa.

2. Recrutamento e agendamento

  1. Pergunte sobre noções pré-concebidas sobre ressonância magnética e alivie possíveis fontes de ansiedade. Por exemplo, pergunte se a criança já tem experiência prévia com ressonâncias magnéticas e se houve algum problema durante a sessão (por exemplo, a criança era sensível ao ruído do scanner ou ao espaço confinado do scanner).
  2. Informe as famílias potenciais que o exame não exigirá sedação ou radioterapia, que pode ser interrompido a qualquer momento durante a sessão e (se consistente com as práticas do centro de imagem) que os pais/responsáveis podem permanecer com a criança o tempo todo e/ou que um pesquisador estará na sala com a criança durante toda a duração do exame.
    NOTA: Algumas crianças terão melhor desempenho se seus pais estiverem muito envolvidos em todas as etapas, enquanto outras terão melhor desempenho se os pais assumirem um papel menos ativo.
    Pergunte diretamente ao pai, na seleção/recrutamento inicial, se o filho dele estará mais atento às instruções do pesquisador caso o pai esteja envolvido ou desengajado (por exemplo, na sala durante o treinamento simulado e o exame real versus fora da sala, pois isso determinará como estruturar a visita de estudo).
  3. Use linguagem amigável para crianças em qualquer material voltado para a criança participante. Por exemplo, "câmera cerebral" soa menos intimidador que "ressonância magnética" ou "scanner" e "capacete" soa menos intimidador que "head coil".
  4. Use vídeos e outros visuais para mostrar às famílias exatamente como será a sessão quando chegarem ao centro de neuroimagem (veja a Figura 1A).
  5. Tenha alguns artigos (de preferência escritos para um público leigo) ou outros recursos prontos para pais que queiram ler mais sobre ressonância magnética e entender o processo em maisdetalhes 15,16.
  6. Ofereça consultas nos fins de semana, feriados escolares e manhãs (não depois da escola, quando a criança provavelmente está fatigada e menos obediente). Obtenha a opinião dos pais sobre o melhor momento para agendar a ressonância magnética para o filho. Por exemplo, algumas crianças têm melhor desempenho cedo pela manhã, enquanto outras ficam grogues pela manhã e têm melhor desempenho à tarde.
  7. Envie um lembrete aos pais alguns dias antes da sessão pedindo que confirmem que ainda podem comparecer à aula. Inclua quaisquer requisitos para a próxima visita deles. Por exemplo, diga aos pais para vestirem a criança com roupas confortáveis e sem metal, como camiseta de algodão e calça de moletom.
  8. Tenha roupas extras seguras para RM no local caso a criança chegue com roupas que não sejam seguras para RM.

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Figura 1: Materiais para recrutamento, treinamento e remuneração dos participantes. (A) Vídeo de ressonância magnética para enviar às famílias antes da visita ao estudo. Ele deve explicar o que esperar desde que a família entra no centro de neuroimagem até o momento em que sair. (B) Túnel de brincadeira usado para dar aos participantes experiência de ficar imóveis em condições como as da ressonância magnética propriamente dita. (C) Os prêmios dos participantes usando suas imagens cerebrais incluem um ursinho de pelúcia usando uma camiseta com a imagem cerebral da criança passada, além de uma camiseta para a criança usar sozinha. Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.

3. Preparativos antes do exame

  1. Tenha pelo menos dois membros do laboratório experientes em trabalhar com crianças durante a consulta – um funcionário para acompanhar o participante durante a sessão simulada, gerenciar a configuração da sala de controle da ressonância magnética durante o exame e um funcionário para atuar como auxiliar (também conhecido como 'parceiro de exame') que permanecerá na sala com a criança durante o exame propriamente dito.
  2. Evite sobrecarregar a família com o tamanho da equipe de pesquisa. Mantenha o time pequeno e apresente os membros um de cada vez.
  3. Peça a um membro da equipe para cumprimentar a família e levá-la para a sala de simulação e depois apresentar funcionários adicionais quando necessário, como apresentar o operador de RM ao entrar na sala de scanner.
    NOTA: Alguns centros de neuroimagem têm seus próprios operadores/técnicos de ressonância magnética que realizam a varredura, enquanto em outros locais a equipe de pesquisa treina um membro para isso. Se o centro não fornecer um operador, então tenha um membro adicional da equipe de pesquisa que possa operar o scanner, totalizando 3 funcionários.
  4. Antes de entrar no conjunto de scanners, realize uma sessão simulada de ressonância magnética onde a criança recebe o que será solicitado para o exame real, como praticar ficar parada ouvindo ruídos semelhantes aos que o scanner fará.
    NOTA: Alguns centros de neuroimagem podem não ter uma suíte simulada dedicada com réplica de scanner, mas os mesmos princípios podem ser aplicados com um pouco de criatividade. Por exemplo, recrie o ambiente de ressonância magnética simulada fazendo a criança deitar em um túnel de brincadeira de tecido (veja a Figura 1B) enquanto reproduz sons de scanner no celular em volume máximo. No entanto, alguns estudos sugerem que sessões simuladas de scanner não são essenciais para escanear com sucesso crianças pequenas,17,18, então decida se deve usar esse método. Deve-se notar que a digitalização simulada realmente exige tempo adicional, o que pode representar um fardo. Além disso, se feito no mesmo dia da ecografia, as crianças podem ficar cansadas, com fome, irritadas e as famílias frustradas. Portanto, cabe ao pesquisador decidir se este método é usado ou não. O protocolo atual repassa os passos para uma sessão simulada, consistente com os estudos apresentados na seção de Resultados.
  5. Forneça bastante estrutura para preparar as crianças para a ressonância magnética. Comece preparando-os para ficarem quietos em um espaço estreito usando algo mais familiar/adequado para crianças, como um túnel de brincadeiras de tecido (veja a Figura 1B).
  6. Apresente o conjunto de scanners simulados e permita que a criança explore o espaço do seu jeito.
  7. Decore o espaço para se adequar a um tema amigável para a criança (por exemplo, espaço sideral mostrado na Figura 2) para ajudar a criança a se sentir confortável ao entrar e criar empatia discutindo aspectos do ambiente (por exemplo, perguntando à criança "qual imagem de nave espacial na parede é sua favorita?").
  8. Use o treinamento simulado de ressonância magnética como uma oportunidade para preparar a criança para todos os aspectos da varredura real (veja Figuras 2A, B). Crie um livro de câmera cerebral que detalhe os passos que eles seguirão enquanto tiram imagens cerebrais com auxílios visuais que demonstram cada um dos passos (Figura 2C-F).
  9. Faça a criança ouvir sons pré-gravados do scanner que imitam os que ela ouvirá durante a varredura real como mais uma oportunidade de apoiar sua experiência.
  10. Comece fazendo a criança ouvir os sons enquanto está na sala e para identificar coisas que a lembrem do som. Por exemplo, uma das sequências frequentemente lembra as crianças de um telefone tocando, despertador ou caminhão de bombeiros. Mapeie esses sons estranhos em sons mais familiares para ajudar a reduzir a ansiedade ao ouvir os sons no scanner real.
  11. Tenha a opção de a criança assistir a um filme durante as varreduras estruturais, pois isso aumenta o engajamento e, consequentemente, reduz o movimento nessas digitalizações. Durante a sessão simulada, peça para a criança escolher o filme que vai assistir para os escaneamentos estruturais de uma seleção pré-determinada e adequada à idade.
    NOTA: Ofereça filmes que prendam a atenção da criança, mas que não sejam muito cômicos ou envolvam canto. Filmes cômicos provocam risadas e filmes com canto fazem a criança cantar junto, ambos induzem movimento. Peça a opinião dos pais sobre o filme, pois eles podem ter insights adicionais sobre filmes que sejam especialmente engraçados para a criança ou, por outro lado, que possam ser assustadores e causar angústia.
  12. Peça para a criança praticar ficar deitada na cama de ressonância magnética simulada enquanto assiste a um filme com os sons do scanner tocando.
  13. Lembre a criança de que ela deve ficar quieta como uma estátua, mas macia como seu bichinho de pelúcia favorito (como apresentado no livro da câmera cerebral, Figura 2F). Faça isso pelo mesmo tempo que uma das sequências reais de ressonância magnética (por exemplo, cerca de 4-5 minutos para uma sequência anatômica ponderada em T1).
  14. Forneça feedback à criança sobre movimento e atenção durante esse período. Continue com essa prática até que a criança consiga ficar imóvel por dois minutos seguidos.
    NOTA: Se a criança acena com a cabeça ou fizer um gesto para responder perguntas, incentive-a a responder verbalmente e informe que precisará fazer isso também para a câmera cerebral real. Isso é importante para reduzir o movimento da cabeça durante a varredura. Incorpore esse prompt em perguntas para a criança (por exemplo, "Diga 'sim' se estiver bem e pronto para seguir em frente ou diga 'não'"). Observe quaisquer outros movimentos típicos ou tendências de movimento que a criança faz, como puxar os joelhos para cima, mover as mãos para o espelho/teto do scanner, e use isso para ajustar as instruções e a abordagem durante a varredura (veja a Tabela Suplementar 1 para os parâmetros da varredura de cada sequência).
  15. Empurra a cama do scanner de ressonância magnética simulada para mover a criança para dentro do scanner simulado, imitando a experiência da ressonância real.
  16. Repita o progresso nas seções 3.12-3.14 de reprodução do filme, ruídos do scanner e monitoramento de movimento. Continue essa prática até que a criança permaneça imóvel durante o tempo de um dos exames sem se mover (cerca de 5 minutos), mantendo atenção ao tempo total da visita e à capacidade da criança de continuar.
    1. Se a criança estiver especialmente ansiosa, ofereça ao pai ou a um pesquisador que demonstre primeiro como ficar parada no scanner simulado. Frequentemente, é útil para os participantes crianças verem que outros estão dispostos a fazer as coisas que lhes são pedidas.
    2. Ofereça à criança escolher um bichinho de pelúcia entre uma seleção de bichos de pelúcia seguros para ressonância magnética para levar consigo até o scanner.
    3. Pergunte à criança: "você gostaria de levar um amigo para a sala da câmera cerebral?". Se responderem que sim, mostre as opções e peça para escolherem uma. Se disserem não, prossiga sem escolher um bichinho de pelúcia.
  17. Antes de ir para a sala de scanner, peça ao pai ou mãe confirmar as informações no formulário de triagem, faça uma pausa rápida para um lanche (minimize líquidos) e certifique-se de que a criança use o banheiro.
  18. Certifique-se de que a família deixe todos os pertences (por exemplo, celulares, bolsas, relógios, joias) em um armário fora da sala de controle e scanner para minimizar distrações.
    NOTA: Peça ao pai ou mãe preenchendo o formulário de triagem de segurança por ressonância magnética tanto para o filho quanto para si mesmo (caso o centro de neuroimagem permita que os pais entrem na sala do scanner) antes de agendar a consulta para garantir que a criança seja elegível. Depois, faça uma nova triagem do participante e do pai/cuidador no dia da ultrassonografia. Mesmo que o pai ou mãe não pretenda ficar na sala com a criança durante a varredura, isso permitirá maior flexibilidade durante a varredura caso a criança fique angustiada no scanner e o pai queira/possa entrar para confortá-la. Se o pai não for seguro para RM, ele deve compreender totalmente quaisquer restrições associadas.
  19. Ofereça prêmios com tema cerebral, como uma camiseta com a imagem cerebral da criança ou uma pequena impressão 3D do cérebro para servir de motivação extra (veja a Figura 1C). Informe a criança sobre esse prêmio antes de fazer o exame e informe que, se ela estiver parada, as fotos do prêmio ficarão melhores.
    NOTA: Embora seja possível que esses prêmios sejam entregues no local durante a sessão (por exemplo, fazer camisetas cerebrais usando apliques termotermos), o momento pode nem sempre ser adequado. Se esses prêmios não puderem ser entregues no dia da sessão de ressonância magnética, tenha um prêmio que a criança poderá levar consigo ao final da reunião, como um ursinho de pelúcia ou um livro de adesivos.

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Figura 2: Equipamento e materiais de treinamento do simulado de scanners. (A) Dois exemplos de simulação de simulação de ressonância magnética onde a criança pratica mais para o escaneamento real e em um espaço que imita mais de perto o conjunto real do scanner (em oposição ao túnel de brincadeira da Figura 1B). Usar um tema espacial ou subaquático torna o espaço simulado menos intimidador e permite que os pesquisadores enquadrem a visita de ressonância magnética como uma aventura. (B) Use o espaço simulado para praticar todos os passos do escaneamento real, como colocar fones de ouvido, deitar na cama do scanner e colocar o capacete de super-herói. (C) Uma capa colorida com imagens amigáveis para crianças. (D) Conectar a câmera cerebral a conceitos com os quais a criança já está familiarizada, como uma câmera comum, pode ajudar a aumentar seu conforto com a câmera cerebral e reforçar a importância de conceitos como ficar parado para evitar imagens borradas, o que é verdade tanto para fotos normais quanto para imagens cerebrais. (E) Fornecer fotos de outras crianças passando pelo processo de escaneamento, incluindo praticar as poses para serem usadas com varinha para verificar se há metal e colocar fones de ouvido. (F) Comandos simples com os participantes, como "ainda", "suave" e "super-duper", podem fornecer breves lembretes do que fazer durante a sessão. Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.

4. Durante a varredura

  1. Prepare tudo antes da criança entrar na sala (completar essas tarefas antes da criança chegar à sala do scanner é o ideal, assim o foco pode ser deixar a criança confortável).
    1. Certifique-se de que o vídeo selecionado pela criança e quaisquer arquivos de tarefas necessários estejam prontos antes de verificar as configurações de exibição e áudio.
    2. Abra uma tela, verifique quando a criança está no scanner. Isso pode ser tão simples quanto um slide em PowerPoint com imagens amigáveis para crianças nas bordas (veja a Figura 3).
    3. Se a criança conseguir nomear todas as imagens na tela enquanto está no scanner sem mover a cabeça, então ela pode ver a tela inteira. Se eles perderem algumas imagens, então ajuste o espelho e pergunte novamente o que conseguem ver. Repita esse processo até que eles nomeiem todas as imagens.
      NOTA: Se possível, decore o scanner com adesivos ou folhas temáticas, pois isso torna o ambiente do scanner menos intimidador e mais amigável para crianças.
    4. Verifique o volume dos fones para garantir que não está muito baixo ou muito alto.
    5. Prepare a proteção auricular que será usada para a criança e qualquer acolchoamento para a cabeça dela.
    6. Se estiver usando um software de monitoramento de movimento, certifique-se de configurar os parâmetros com antecedência. Se usar o Monitoramento Integrativo de Ressonância Magnética em Tempo Real (FIRMM), defina as seguintes configurações: limiar de movimento fMRI: 0,3 mm, limiar de movimento T1/T2: 0,5 mm, Tamanho do Cérebro: Padrão.
  2. Entrando na sala de scanners com a criança
    1. Uma vez na sala de controle, apresente a criança ao operador de ressonância e diga que é um amigo que vai ajudar a tirar as imagens do cérebro.
    2. Use um detector de metal portátil para garantir que o pai/cuidador e a criança não tenham nenhum metal com eles. Se o pai/mãe/cuidador ou criança estiver usando roupas com bolsos, instrua-os a verificar e garantir que os bolsos estejam vazios.
    3. Peça para a criança ficar ereto "como um lápis", com as mãos ao lado do corpo e os pés juntos. Passe o detector de metais portátil ao longo da frente do corpo da criança, dos pés até o topo da cabeça, e depois pelas costas.
    4. Peça para a criança abrir os braços "como uma estrela-do-mar." Passe o detector de metais ao longo do lado de uma perna, suba pelo lado da criança, por baixo do braço, pelo topo do braço, suba pelo lado da cabeça e depois desça pelo lado oposto, seguindo o mesmo caminho.
    5. Se o detector de metais sinalizar em algum momento, verifique se há metal, retire o item e faça uma nova triagem na criança.
    6. Repita o processo nas seções 4.2.3-4.2.5 para o pai/cuidador.
    7. Uma vez na suíte do scanner, dê à criança a oportunidade de explorar o espaço do scanner ou fazer perguntas sobre a máquina antes de indicá-la para sentar na cama do scanner.
    8. Tenha um banquinho para eles subirem na cama e aumentar a sensação de controle e autonomia.
      NOTA: Se a criança estiver particularmente ansiosa, tente tocar música adequada para crianças na sala do scanner para mascarar o barulho de "whiosh" que o scanner faz.
    9. Quando as crianças estiverem sentadas na cama, mostre a tela no fundo da ressonância onde elas assistirão ao filme e lembre-as de que verão o filme usando um espelho.
    10. Antes de colocar a proteção auricular, deixe que eles sintam com as próprias mãos e expliquem que isso ajudará a garantir que o 'barulho da câmera' não os incomode enquanto assistem ao filme ou jogam o jogo.
    11. Depois de colocar a proteção auricular, coloque fones de ouvido na cabeça da criança e faça com que ela deite na bobina da testa. Reposicione a criança até que ela esteja confortável e com a cabeça reta.
    12. Use espuma macia para encaixar a cabeça da criança na espiral e explique que são como travesseiros para deixá-los mais confortáveis e que devem ser "bem aconchegantes, mas não apertados demais". Deixe eles apertarem as almofadas antes de colocá-las.
    13. Elimine qualquer espaço negativo entre a cabeça da criança e a bobina da cabeça para evitar grandes movimentos da cabeça durante a varredura. Depois que os absorventes estiverem no lugar, pergunte à criança: "isso é confortável, mas não muito apertado?". Reajuste os absorventes conforme necessário até que a criança confirme.
    14. Coloque parte do filme da criança com fones de ouvido para garantir que não fique muito baixo ou alto demais para a criança.
    15. Coloque uma toalha enrolada sob os joelhos da criança para aumentar seu conforto e diminuir a chance de ela mexer ou cruzar as pernas, o que pode resultar em laços condutivos.
      NOTA: Para crianças que tendem a mexer as pernas, use um cobertor pesado seguro para ressonância magnética para ajudar a reduzir o movimento. Se a criança escolher um bichinho de pelúcia para ressonância magnética (veja a seção 3.16.2), entregue o bichinho de pelúcia para segurar e certifique-se de que ela se acomode em uma posição confortável. Lembre-os de não mover durante a varredura. Para fornecer feedback tátil durante o exame, aplique fita médica de uma extremidade da base da bobina da cabeça à outra via testa da criança, pois isso já foi demonstrado reduzir o movimento da cabeça durante o exame19.
    16. Em seguida, diga à criança que ela vai pegar seu capacete de espaço ou de super-herói que precisará tirar as imagens do cérebro e colocar a bobina de cabeça.
    17. Quando a bobina da cabeça estiver no lugar, diga à criança que a 'cama da câmera cerebral' será elevada.
    18. Uma vez que a cama do scanner esteja na posição inicial, coloque o espelho e ajuste para que a criança possa ver a tela inteira usando a verificação da tela (veja a Figura 4). Pergunte à criança quais animais/cores ela vê na tela e certifique-se de que ela nomeie todas as imagens.
      NOTA: Crianças pequenas podem não entender o que significa quando perguntam se conseguem ver a tela inteira, então essa etapa é essencial para garantir que a criança possa ver a tela inteira durante a varredura.
    19. Antes de colocar a criança no scanner, pergunte se ela tem alguma última dúvida, certifique-se de que está confortável e lembre-a de ficar parada e de não cruzar os braços ou as pernas.
    20. Lembre a criança que um membro da equipe de estudo ficará com ela na sala durante toda a varredura e que ela irá checar com ela entre cada 'foto'. Também lembre-os de responder verbalmente em vez de acenar com a cabeça.
      NOTA: É muito importante sempre ter algo na tela para a criança olhar desde o momento em que é colocada no scanner e conversar continuamente com ela pelos fones de ouvido entre as sequências. Isso reduzirá o movimento, pois as crianças ficam inquietas quando não conseguem ver nada no scanner e não sabem o que vai acontecer a seguir.
  3. Papel do ajudante (parceiro de escaneamento) na sala do scanner
    1. Fique próximo ao cano do scanner e monitore movimento e alerta durante a varredura. Evite fazer contato físico inconsistente com a criança durante a varredura, a menos que ela fique angustiada, pois isso frequentemente a leva a olhar para baixo, resultando em movimentos de cabeça.
      NOTA: A eficácia do contato físico na prevenção do movimento varia muito de criança para criança, mas uma abordagem de "tudo ou nada" funciona bem. Para crianças que estão indo bem no scanner ou se movem em contato físico, não forneça nenhum contato físico durante o exame. Para crianças ansiosas no scanner que tendem a se mover a menos que sejam confortadas de alguma forma, mantenha pressão constante na forma de uma mão no tornozelo ou um antebraço sobre ambos os tornozelos. Se necessário, o parceiro de escaneamento também pode se inclinar para o interior e apoiar a mão na barriga da criança durante toda a varredura.
    2. Uma vez iniciada a varredura, evite se mover demais no cano para limitar as inhomogeneidades do campo magnético, que podem resultar em artefatos da imagem.
    3. Auxilie na transição entre as sequências fazendo com que o pesquisador na sala de controle ou o operador converse com a criança para configurações particularmente longas, o que lembrará a criança de que ela não está sozinha na sala do scanner e reduzirá sua ansiedade. Evite que o parceiro de escaneamento fale com a criança, a menos que seja necessário, pois isso provavelmente fará a criança olhar para baixo, movendo a cabeça.
    4. Comunique informações à criança perto do momento em que são relevantes e em pequenos trechos para evitar sobrecarregá-la. Por exemplo, diga à criança: "Vamos configurar seu jogo/filme agora. Avisaremos você logo antes de começar" enquanto os pesquisadores estão configurando sua varredura funcional. Depois, depois que estiver configurado, forneça as instruções do jogo/filme e lembre-os de ficarem parados antes de iniciar a varredura.
    5. Seja receptivo às necessidades da criança. Por exemplo, se eles ficarem frios durante o exame, coloque um cobertor sobre eles e, se ficarem quentes, remova o cobertor.
    6. Sinalize aos pesquisadores na sala de controle se eles devem parar a varredura (por exemplo, a criança quer sair, a criança moveu o espelho na bobina da cabeça). Garanta que os sinais sejam compreendidos e concordados por todos os membros da equipe.
    7. Garanta que a criança permaneça acordada e atenda à tela para tarefas funcionais.
  4. Sala de controle
    1. Converse com a criança pelos fones de ouvido e avise que a primeira imagem cerebral vai começar em breve, e que ela começará a ouvir os 'sons da câmera cerebral'. Lembre-os de permanecer imóveis, macios e fazer o melhor possível para seguir as instruções (veja a Figura 2F). Se essa primeira sequência for uma varredura estrutural (uma sequência que fornece informações anatômicas estáticas), faça o filme pré-selecionado da criança rodando.
    2. Escaneamentos estruturais: Coloque o filme da criança e comece o exame. Verifique a qualidade do escaneamento após o término para determinar se é necessário reexecutá-lo.
      NOTA: Se a criança estiver envolvida durante o filme e ainda parada, considere passar por várias sequências estruturais sem checar o que você tem. Isso pode reduzir o movimento da cabeça, assim como a ansiedade da criança.
    3. Varreduras funcionais: Para varreduras funcionais baseadas em tarefas, carregue a tarefa e forneça quaisquer instruções à criança pelos fones de ouvido. Lembre-os de permanecer imóveis enquanto completam a tarefa.
      NOTA: Converse com a criança enquanto a tarefa carrega para mantê-la engajada e parada, pois o tempo livre durante a preparação da tarefa pode resultar em tédio e/ouansiedade 7. Se a criança ficar por alguns segundos sem que alguém fale com ela, é provável que ela se mova e/ou peça para encerrar a varredura. Fique atento a problemas comuns, como a criança adormecer durante a tarefa, falar durante a tarefa (o que induz movimento), a criança pedir um cobertor no meio do exame ou pedir para tirar um cobertor no meio da tarefa, a criança ficar coçando e se mexer, a criança olhar para o pesquisador na sala em vez da tela durante a tarefa, e a criança levantando a mão e movendo o espelho durante a varredura, o que pode afetar a quantidade da tela que ela consegue ver. Respostas de botão são incrivelmente difíceis de obter em crianças pequenas sem induzir movimento. Considere usar respostas verbais simples com varredura esparsa ou respostas de movimento ocular20,21.
    4. Seja o mais flexível possível ao ajustar a ordem do escaneamento.
      NOTA: Por exemplo, pode ser melhor começar com sequências baseadas em tarefas para crianças pequenas, para aproveitar seu maior engajamento logo no início da sessão de digitalização. No entanto, se uma criança estiver particularmente ansiosa, pode ser melhor começar com uma tomografia anatômica, onde ela possa assistir a um filme de sua escolha.
    5. Lembre-se de que os dados de tarefas e descanso podem não ser utilizáveis se não for adquirida uma varredura estrutural utilizável. Busque um equilíbrio entre atender às necessidades específicas da criança e priorizar as sequências mais importantes do estudo, pois elas podem não ser adquiridas conforme a sessão avançar.
      NOTA: Se uma sequência ou tarefa falhar e precisar de solução de problemas, coloque um curta da Pixar ou outro clipe animado curto para manter a criança imóvel e engajada. Comunique qualquer mudança para a criança pelos fones de ouvido para que ela saiba o que esperar. Por exemplo, se a tarefa funcional estiver solucionando problemas, diga: "Estamos tendo um pouco de dificuldade para iniciar seu jogo, então vamos exibir um curta-metragem para você antes de tentarmos novamente."
    6. Para sequências em que o monitoramento de movimento por software está disponível, certifique-se de que o movimento da criança atenda a um limite pré-definido para movimento aceitável. Para sequências onde isso não é viável, use a inspeção visual para determinar se uma sequência deve ser reexecutada (por exemplo, nitidez da imagem, evidências de faixas/faixas, artefatos).
    7. Tenha um guia de avaliação de qualidade à mão para determinar se uma sequência deve ser reexecutada.
    8. Documente claramente a ordem da varredura, o número de execuções para cada sequência e quaisquer desvios de protocolo durante a sessão, pois esses devem ser considerados ao analisar os dados.
  5. Após o exame
    1. Quando a sequência final terminar, diga à criança pelos fones de ouvido que ela terminou e que a operadora estará lá para tirá-la. Lembre-os de ficarem parados até que o operador os libere.
    2. Peça ao parceiro de escaneamento para ajudar a garantir que a criança permaneça no scanner até o momento apropriado.
    3. Dê um feedback positivo à criança, dizendo que ela foi bem e agradeça pelo esforço!
    4. Se for permitido, mostre uma imagem do cérebro da criança para que ela veja assim que sair do scanner e ofereça a criança um pequeno prêmio ou presente.

figure-protocol-3
Figura 3: Exemplo de verificação de tela após configurar a criança no scanner. Peça para nomearem todos os animais/cores que conseguirem ver. Se eles conseguirem nomear todos os animais/cores, então podem ver a tela inteira. Se não conseguirem, ajuste o espelho novamente e peça novamente até nomearem todos os animais/cores. Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.

Resultados

Taxas de sucesso em varreduras
O uso dos procedimentos detalhados acima leva ao sucesso da obtenção de ressonância magnética em crianças pequenas. Os seguintes resultados vêm da análise post hoc de quatro amostras de estudos de neuroimagem de um único laboratório, com participantes entre 3 e 8 anos de idade (N = 344). Além disso, três desses estudos (Estudos 1, 2 e 4) incluíram um componente longitudinal no qual os participantes foram trazidos de volta em intervalos de 6 meses ou 1 ano. O Estudo 1 foiconcluído em 22, 23, o Estudo 2 está na fase de análise de dados, e a coleta de dados está em andamento para os Estudos 3 e Estudo 4. Note que, em todas as figuras e tabelas, as taxas de sucesso são calculadas a partir do número de famílias que participaram do exame. Portanto, esses números não refletem as famílias que recusaram participar da ressonância magnética ou não compareceram à consulta. Os Estudos 1 e 2 normalmente começavam com crianças assistindo Inscapes24 (um filme abstrato de 7 minutos e sem linguagem feito para manter a atenção das crianças sem ser muito exigente cognitivamente), seguido por um filme de sua escolha. O Estudo 3 normalmente começava com uma tarefa seguida de um filme de sua escolha, e o Estudo 4 normalmente começava com a escolha do filme da criança, seguida por ParcialmenteNublado 25. A Figura 4 resume o sucesso da varredura entre participantes e pontos de tempo, definindo sucesso como a obtenção de pelo menos uma varredura utilizável (ou seja, incluída em análises subsequentes). O objetivo desta figura é destacar a eficácia geral desse protocolo na obtenção de dados de neuroimagem de crianças pequenas. As taxas de sucesso específicas de sequência, incluindo a distinção entre varreduras estruturais e funcionais, são detalhadas nas Tabelas 1, Tabela 2 e Tabela 3. No geral, a maioria dos participantes contribuiu com dados utilizáveis, com a maioria das sessões inutilizáveis concentrada nos participantes mais jovens.

figure-results-1
Figura 4: Distribuição etária e sessões longitudinais de ressonância magnética em quatro estudos. Cada painel representa um estudo (Estudo 1-4). Pontos individuais indicam sessões de ressonância magnética para cada participante, plotadas por ponto de tempo (eixo x) e idade (eixo y). Cores indicam tipo de sessão: verde = pelo menos uma varredura utilizável adquirida, vermelho = dados de baixa qualidade adquiridos, e cinza = nenhum dado de varredura utilizável adquirido. Linhas horizontais pretas conectam sessões do mesmo participante, ilustrando a coleta de dados longitudinais. Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.

A Tabela 1 apresenta as taxas de sucesso da varredura estrutural (pelo menos 1 varredura utilizável) no primeiro momento dos participantes e nos seguintes momentos por faixa etária. As taxas de sucesso no primeiro período foram geralmente altas, embora menores no grupo mais jovem (87% para idades de 3 a 4 anos). Em contraste, todos os participantes de 5 anos ou mais completaram com sucesso seu primeiro escaneamento estrutural. Nos períodos seguintes, a taxa de sucesso do grupo etário mais jovem diminuiu ligeiramente (83%), assim como a do grupo de 5 a 6 anos (caiu de 100% para 91%). Esses resultados podem refletir parcialmente o ruído, já que havia menos crianças de 3 a 4 anos nos momentos seguintes (n = 18) do que no primeiro momento (n = 98) e menos crianças de 5 a 6 anos no primeiro momento (n = 39) do que nos momentos seguintes (n = 83). No entanto, vários fatores também podem contribuir. Crianças mais novas frequentemente melhoram com a idade, mas, quando não o fazem, podem não manter uma memória forte da sessão inicial de exame e, assim, abordar as sessões subsequentes com maior ansiedade. O desempenho das crianças mais velhas frequentemente permanece estável, mas as quedas podem refletir a lembrança de dificuldades anteriores e, consequentemente, menor conformidade. Alternativamente, desempenho pior pode refletir um aumento do conforto no scanner a ponto de as crianças terem menos preocupação em ficar paradas. No entanto, como este estudo não mediu as experiências subjetivas das crianças em sessões anteriores de exames, essas interpretações permanecem especulativas.

3–4 anos4–5 anos5–6 anos6–7 anos7–8 anos8–9 anosTotal
Ponto de Tempo 1
# de visitas agendadas9810539423030344
# De crianças que entraram no scanner899939423030329
# de crianças com medo demais para entrar no scanner97000016
# de varreduras estruturais bem-sucedidas779439423030312
% de varreduras estruturais bem-sucedidas87%95%100%100%100%100%95%
Pontos de Tempo Subsequentes
# de visitas agendadas185282473334266
# De crianças que entraram no scanner184882473334262
# de crianças com medo demais para entrar no scanner0400004
# de varreduras estruturais bem-sucedidas154675473234249
% de varreduras estruturais bem-sucedidas83%96%91%100%97%100%95%

Tabela 1: Conclusão estrutural da varredura no primeiro e nos seguintes tempos e taxas de sucesso por faixa etária. A tabela mostra o número de visitas agendadas, o número de crianças que entraram no scanner, o número que declinou por medo e o número de exames estruturais bem-sucedidos. As porcentagens representam a proporção de exames bem-sucedidos em relação ao número de crianças que entraram no scanner.

Os Estudos 1 e 2 também incluíram uma sequência funcional de estado de repouso sem tarefas, usando Inscapes, um filme abstrato e sem linguagem destinado a manter a atenção das crianças sem ser muito exigentecognitivamente 24. A Tabela 2 mostra as taxas de sucesso para o primeiro momento em que essa tarefa foi aplicada pelos participantes e seus pontos subsequentes. Em todas as faixas etárias, as taxas de sucesso desta tomografia no primeiro momento dos participantes foram menores do que na varredura estrutural. Além disso, seis anos pareciam servir como um ponto de inflexão para o desempenho, em que crianças menores de seis anos apresentam taxas de sucesso igualmente baixas (taxa média de sucesso = 58%) e crianças com seis anos ou mais tiveram desempenho significativamente melhor (taxa média de sucesso = 82%). Nos períodos seguintes, o desempenho nos grupos de três a seis anos melhorou (taxa média de sucesso = 65%), enquanto os grupos de seis a nove anos permaneceram mais consistentes (85%).

3–4 anos4–5 anos5–6 anos6–7 anos7–8 anos8–9 anosTotal
Ponto de Tempo 1
# de visitas agendadas277333423030235
# De crianças que entraram no scanner257033423030230
# de crianças com medo demais para entrar no scanner2300005
# de crianças que tentaram uma sequência "sem tarefas"247033413030228
# de varreduras funcionais "sem tarefas" bem-sucedidas (≤fração de censura 0,2 em 0,3 mm)144318342425158
% de varreduras funcionais "sem tarefas" bem-sucedidas (fração de censura ≤0,2 em 0,3 mm)58%61%55%83%80%83%69%
Pontos de Tempo Subsequentes
# de visitas agendadas22669463334210
# De crianças que entraram no scanner22668463334209
# de crianças com medo demais para entrar no scanner0010001
# de crianças que tentaram a sequência "sem tarefas"22666443333204
# de varreduras funcionais "sem tarefas" bem-sucedidas (≤fração de censura 0,2 em 0,3 mm)21039362631144
% de varreduras funcionais "sem tarefas" bem-sucedidas (fração de censura ≤0,2 em 0,3 mm)100%38%59%82%79%94%71%

Tabela 2: Conclusão funcional de varredura "sem tarefas" e taxas de sucesso no primeiro ponto de tempo e nos seguintes por faixa etária. A tabela mostra o número de consultas agendadas, o número de crianças que entraram no scanner, o número que declinou por medo e o número de exames funcionais "sem tarefas" bem-sucedidos. O sucesso foi definido como ≤0,2 fração de censura em 0,3 mm. Percentuais representam a proporção de exames bem-sucedidos em relação ao número de crianças que tentaram esse exame.

Os Estudos 1 e 3 incluíram exames funcionais baseados em tarefas. No Estudo 1, os participantes codificaram uma série de pares objeto-caracteres no momento 1, e no Estudo 3, os participantes visualizaram passivamente imagens de objetos codificados fora do scanner imediatamente antes da sessão de escaneamento. Não surpreendentemente, as taxas de sucesso dessa tarefa foram menores do que a taxa de sucesso da varredura estrutural. Isso provavelmente ocorre porque as tarefas, que não tinham áudio e consistiam em imagens estáticas apresentadas uma após a outra, eram menos envolventes do que o filme selecionado pela criança para a varredura estrutural.

3–4 anos4–5 anos5–6 anos6–7 anos7–8 anos8–9 anosTotal
# de visitas agendadas156235423030214
# De crianças que entraram no scanner136035423030210
# de crianças com medo demais para entrar no scanner2200004
# De crianças que tentaram sequência de tarefas12171120231396
# de varreduras funcionais baseadas em tarefas bem-sucedidas (fração de censura ≤0,2 em 0,3 mm)79614131059
% de varreduras funcionais baseadas em tarefas bem-sucedidas (≤fração de censura 0,2 em 0,3 mm)58%53%55%70%57%77%61%

Tabela 3: Primeira conclusão funcional "baseada em tarefas" em pontos de tempo e taxas de sucesso por faixa etária. A tabela mostra o número de consultas agendadas, o número de crianças que entraram no scanner, o número que declinou por medo e o número de exames funcionais "sem tarefas" bem-sucedidos. O sucesso foi definido como ≤0,2 fração de censura em 0,3 mm. Percentuais representam a proporção de exames bem-sucedidos em relação ao número de crianças que tentaram esse exame.

Esses resultados destacam os desafios existentes associados à ressonância magnética funcional baseada em tarefas em crianças pequenas. O Estudo 4 tentou resolver esse problema usando um paradigma de visualização passiva de filmes, no qual crianças de 3 a 5 anos assistiam ao curta-metragem animado da Pixar, Partly Cloudy, no scanner e respondiam perguntas relacionadas à memória após a sessão de escaneamento. Das 61 crianças no primeiro ponto de tempo, 50 (82%) forneceram dados utilizáveis.  A coleta de dados para este estudo está em andamento, mas, dos 64 pontos de dados dos participantes em pontos de tempo subsequentes, 56 (88%) foram bem-sucedidos. Essas taxas de sucesso são muito maiores do que as observadas para essa faixa etária usando a varredura de estado de repouso livre de tarefas e os desenhos de blocos baseados em tarefas usando imagens de estoque. Esses resultados ilustram a importância de tarefas adequadas ao desenvolvimento e amigáveis para a criança para garantir o sucesso das sessões de escaneamento.

Tempo de preparação para a varredura e tempo de coleta de dados
A Figura 5 ilustra o tempo médio necessário para montar os participantes no scanner (medido a partir da chegada na sala de controle), bem como o tempo médio que passaram no scanner. O tempo de preparação foi bastante consistente entre os estudos e faixas etárias, geralmente variando de 10 a 20 minutos. No entanto, o tempo total dentro do scanner mostrou padrões mais específicos do estudo. Nos Estudos 1 e 2, as crianças permaneceram no scanner por períodos semelhantes, independentemente da idade. No Estudo 3, entretanto, crianças mais novas pareceram passar menos tempo no scanner do que as mais velhas, provavelmente refletindo aumentos relacionados à idade na tolerância ao ambiente de varredura e às demandas específicas de tarefas. Notavelmente, o Estudo 3 incluiu uma tarefa funcional de design de blocos com imagens estáticas, um paradigma particularmente desafiador para crianças pequenas. O Estudo 4 mostrou o padrão oposto: crianças mais novas tendiam a permanecer no scanner por mais tempo do que as mais velhas. Isso pode refletir maior eficiência na varredura de crianças mais velhas, que têm maior probabilidade de fornecer dados utilizáveis na primeira tentativa. Por exemplo, o Estudo 4 incluiu uma varredura estrutural hipocampal de alta resolução que é altamente sensível ao movimento; Crianças mais novas frequentemente precisavam de múltiplas execuções para obter um conjunto de dados utilizável.

figure-results-2
Figura 5: Tempos de preparação e escaneamento por faixa etária. Cada painel representa um estudo (Estudo 1-4), com tempos médios (± DS) plotados para diferentes faixas etárias. Barras verdes indicam o tempo desde a entrada na sala de controle até serem configuradas no scanner, enquanto barras roxas representam o tempo total dentro do scanner. Os títulos incluem a duração do protocolo de varredura para cada estudo. Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.

A Figura 5 ilustra dois pontos importantes sobre como o timing informa as taxas de sucesso da varredura. Primeiro, o tempo de configuração inclui todos os passos descritos acima na seção 3.2 do protocolo. Esta seção, mais do que qualquer outra do protocolo, enfatiza a importância da paciência. Aproveitar esse tempo adicional para permitir que a criança explorasse o ambiente do scanner contribuiu muito para as altas taxas de sucesso apresentadas nas Tabelas 1, 2 e 3. Portanto, os pesquisadores devem esperar reservar cerca de 15-20 minutos para preparar a criança para a ultrassonografia, o que pode ser diferente do esperado ao escanear bebês, crianças mais velhas e adultos. Segundo, embora os protocolos de varredura nessa época tendam a durar cerca de 30 minutos, leva cerca do dobro do tempo para adquirir os dados. Conforme descrito no protocolo, isso provavelmente se deve à retomada de exames inutilizáveis até atingirem o limiar adequado de movimento/qualidade e/ou a pausas entre as tomografias para garantir que a criança esteja confortável.

Tabela suplementar 1: Parâmetros de varredura. Por favor, clique aqui para baixar este arquivo.

Discussão

Desde que a ressonância magnética foi introduzida em ambientes de pesquisa, ela avançou muito a compreensão do cérebro em crianças, adolescentes e adultos em idade escolar. Os dados apresentados mostram que, com protocolos amigáveis para crianças, muitas barreiras para escanear crianças mais novas podem ser superadas. A preparação é fundamental: fornecer aos pais materiais de ressonância magnética adequados para crianças, oferecer uma sessão prolongada de scanner simulado, responder perguntas de pais e filhos, e construir empatia e confiança aumentam significativamente a probabilidade de sucesso.

No entanto, mesmo com uma preparação forte, a flexibilidade em todas as etapas do protocolo é essencial. Embora este protocolo descreva as principais etapas para preparar as crianças para sessões de escaneamento estrutural e funcional, essas etapas raramente ocorrem exatamente na mesma ordem ou da mesma maneira exata entre os participantes. Por exemplo, uma criança especialmente ansiosa pode se beneficiar de ver primeiro um assistente de pesquisa sendo colocado no scanner, ou de começar com varreduras estruturais combinadas com um filme preferido antes de tentar digitalizações mais exigentes, baseadas em tarefas ou com visualização passiva de filmes. Em contraste, crianças com controle atencional menos desenvolvido podem se beneficiar de começar com exames baseados em tarefas, aproveitando sua capacidade de foco no início da sessão. Algumas crianças ficam imóveis sem contato físico, enquanto outras precisam de contato físico constante durante a varredura. Além disso, algumas crianças terão melhor desempenho se o pai ou a mãe estiver muito envolvida em todas as etapas, enquanto outras terão um desempenho melhor se o pai ou mãe tiver um papel menos ativo. Portanto, é essencial aprender o máximo possível sobre cada criança antes e durante a sessão de exame para adaptar a experiência às suas necessidades. Essa flexibilidade ajuda a maximizar a chance de obter dados utilizáveis, respeitando o nível de conforto de cada criança. Essas considerações são especialmente relevantes na era dos estudos de coorte multi-local e dos conjuntos de dados compartilhados de neuroimagem do desenvolvimento. Pesquisadores que analisam esses dados podem não ter experiência direta na coleta de dados de ressonância magnética de crianças pequenas e, portanto, podem não estar cientes dos principais fatores-chave que influenciam a qualidade dos dados. Por exemplo, se uma determinada varredura reflete uma primeira tentativa ou uma tentativa posterior após falhas anteriores, assim como como a ordem de aquisição e a tomada de decisão durante a sessão variaram entre os participantes, tem implicações importantes para análises subsequentes, já que as crianças podem processar estímulos de forma diferente ao serem visualizadasrepetidamente 26. Ao documentar a preparação, flexibilidade e julgamento em tempo real necessários para escanear com sucesso crianças pequenas, o protocolo atual visa aumentar a transparência sobre como esses dados são adquiridos. Essas informações podem ajudar os usuários secundários de dados a interpretar melhor a variabilidade na qualidade dos dados e a valorizar a expertise e o esforço envolvidos na aquisição de neuroimagem pediátrica.

A ressonância magnética funcional (fMRI) tornou-se particularmente valiosa porque relaciona a atividade cerebral a processos cognitivos específicos, muitas vezes fazendo com que os participantes realizem tarefas no scanner. No entanto, a maioria dos estudos de fMRI foca em crianças mais velhas (8+ anos) e adultos, já que coletar dados baseados em tarefas de crianças mais novas apresenta desafios metodológicossignificativos. Para lidar com isso, pesquisadores utilizaram abordagens "sem tarefas", nas quais crianças pequenas assistem passivamente a filmes abstratos e não verbais, projetados para reduzir o movimento sem impor altas demandascognitivas 24. No entanto, esses filmes podem não conseguir engajar os participantes de forma confiável durante a primeira infância e não permitem um exame direcionado de redes funcionais que apoiam processos cognitivos específicos. A falta de engajamento introduz movimento significativo durante a varredura, o que compromete ainda mais a usabilidade dos dados.

Os resultados demonstram tanto progresso quanto desafios remanescentes na neuroimagem pediátrica. Escaneamentos estruturais, que normalmente são combinados com filmes selecionados por crianças, produzem as maiores taxas de dados utilizáveis. Escaneamentos de estado de repouso sem tarefa — filmes abstratos sem linguagem ou narrativa — produzem taxas de sucesso menores, e a fMRI baseada em tarefas existente, que exige que as crianças atendas a imagens estáticas, apresenta as menores taxas de sucesso. Portanto, os pesquisadores devem ser criativos ao projetar tarefas que sejam suficientemente envolventes para manter a atenção das crianças pequenas, reduzindo assim o movimento, enquanto ainda adquirem dados suficientes para indexar robustamente os mecanismos neurais subjacentes ao processo cognitivode interesse 28,29. Embora exija mais esforço do que os filmes abstratos tradicionais e não verbais, desenvolver estímulos cinematográficos envolventes e naturalistas, com personagens e contextos interessantes, pode ser o melhor caminho para melhorar as taxas de sucesso em varreduras funcionais e a usabilidade dos dados nessa faixa etária. Essa abordagem está alinhada com trabalhos recentes mostrando que a visualização naturalista de filmes supera o estado de repouso na previsãode comportamentos 30. Além disso, os paradigmas de assistir filmes têm vantagens em relação às tarefas tradicionais com imagens estáticas, pois refletem mais de perto os processos cognitivos à medida que se desenrolam em contextos do mundo real. Por exemplo, codificar informações enquanto personagens estão inseridos em uma narrativa significativa reflete mais de perto o aprendizado cotidiano do que codificar imagens estáticas apresentadas isoladamente ou sobrepostas a um fundo estático. Ao mesmo tempo, se isolar processos específicos for essencial para a questão de pesquisa, paradigmas baseados em tarefas podem permanecer viáveis quando projetados para serem adequados ao desenvolvimento, altamente envolventes e breves. Por exemplo, estudos que conseguiram obter respostas comportamentais de crianças durante uma tarefa tradicional de fMRI incluíram estímulos audiovisuais que provavelmente ajudaram a manter as crianças engajadas apesar da apresentação de imagensestáticas 31.

No entanto, é importante reiterar que esses resultados vêm de um único laboratório e, portanto, não devem ser interpretados como parâmetros normativos ou de campo para as taxas de sucesso em neuroimagem pediátrica. Espera-se que a retenção e a usabilidade dos dados variem entre laboratórios, protocolos e tempo, à medida que métodos, tecnologia e práticas de treinamento evoluem. Além disso, a variabilidade dentro do laboratório provavelmente reflete não apenas fatores relacionados à criança ou tarefas, mas também o aumento da expertise da equipe de aquisição de dados, já que a confiança na implementação do protocolo e a capacidade de fazer julgamentos apropriados no momento melhoram com a experiência. Em vez disso, a intenção de compartilhar esses resultados é demonstrar a variabilidade nas taxas de sucesso das varreduras entre tipo de sequência e faixa etária, para chamar atenção para áreas que melhorem a aquisição de dados na neuroimagem infantil.

Este artigo fornece um protocolo abrangente para neuroimagem pediátrica, desde o recrutamento até a aquisição de dados. Diferente dos protocolos anteriores, ele enfatiza a preparação que pode ser feita antes da sessão de exame para reduzir a ansiedade da criança e dos pais em relação à ressonância magnética (ou seja, na fase de recrutamento/agendamento). Além disso, esse protocolo aborda considerações importantes para coletar diferentes sequências dos participantes – ações distintas são necessárias para promover a coleta bem-sucedida de varreduras funcionais baseadas em tarefas a partir de exames anatômicos. Isso é especialmente importante, pois pesquisas mostram que as características neurais funcionais provavelmente são moldadas pelas propriedades estruturais subjacentes docérebro 32,33, indicando que mudanças estruturais observadas na literatura existente provavelmente interagem com propriedades funcionais emergentes para apoiar o desenvolvimento cognitivo. Além disso, investigar esses processos durante a primeira infância é particularmente crucial, pois esse período de desenvolvimento reflete um ponto de inflexão para várias estruturas cerebrais e domínios cognitivos importantes. Em última análise, melhorar os protocolos de neuroimagem pediátrica avançará a capacidade de mapear as relações cérebro-comportamento ao longo do desenvolvimento e informar intervenções precoces para crianças em risco de desafios neurodesenvolvimentais.

Divulgações

Os autores não têm conflitos de interesse conhecidos a divulgar.

Agradecimentos

Esse trabalho foi apoiado pelos National Institutes of Health (bolsa número HD079518, HD094758, HL164628, DA055316, HL164628), pela National Science Foundation (BCS 1749280) e pela Bolsa de Dissertação Ann G. Wylie. Gostaríamos de agradecer às famílias que participaram dos estudos apresentados aqui. Também agradecemos aos membros do Laboratório de Desenvolvimento Neurocognitivo que contribuíram para o recrutamento e coleta de dados e a três revisores anônimos por comentários úteis.

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Monitoramento Integrativo de Ressonância Magnética em Tempo Real (FIRMM)Turing Medicalhttps://turingmedical.com/firmm/Software de monitoramento de movimento em tempo real que pode ser usado durante exames de ressonância magnética
Scanner de ressonância magnética simuladaMRAhttps://www.mra1.com/Uma réplica não magnetizada da máquina que irá captar as imagens estruturais e funcionais do cérebro da criança
Scanner de ressonância magnéticaSiemensTrioTim: https://www.siemensmriequipment.com/siemens-magnetom-trio-a-tim-system-3t-mri-system/ 
Prisma: https://www.siemens-healthineers.com/magnetic-resonance-imaging/3t-mri-scanner/magnetom-prisma		A máquina real que irá adquirir as imagens estruturais e funcionais do cérebro da criança. O estudo atual utilizou scanners Siemens MAGNETOM TrioTim e Siemens MAGNETOM Prisma Fit. 
PigPigPen Barraca Pop Up Tunnel para bebês ou cachorros pequenos, tanto internos quanto Brinquedos ao ar livre para crianças no quintal. (Vermelho, Amarelo, Azul)Brinquedos QC (comprados pela Amazon)ASIN: B08CX8CSHS
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/dp/B08CX8CSHS/ref=sr_1_1_sspa
?crid=TMOEHG3ZTIQE& dib=eyJ2I
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aps%2C67& sr=8-1-spons&; sp_csd=
d2lkZ2V0TmFtZT1zcF9hdGY& th=1		Um túnel cilíndrico de brincadeira feito de tecido que pode ser usado para imitar as experiências durante o ressonância magnética & nbsp;

Referências

  1. Zuk, J., et al. White matter in infancy is prospectively associated with language outcomes in kindergarten. Dev Cogn Neurosci. 50, 100973(2021).
  2. Yu, X., et al. Functional connectivity in infancy and toddlerhood predicts long-term language and preliteracy outcomes. Cereb Cortex. 32 (4), 725-736 (2021).
  3. Ghassabian, A., et al. Infant brain structures, executive function, and attention deficit/hyperactivity problems at preschool age. A prospective study. J Child Psychol Psychiatry. 54 (1), 96-104 (2013).
  4. Kanel, D., et al. Neonatal white matter microstructure and emotional development during the preschool years in children who were born very preterm. eNeuro. 8 (5), (2021).
  5. Barkovich, M. J., Li, Y., Desikan, R. S., Barkovich, A. J., Xu, D. Challenges in pediatric neuroimaging. NeuroImage. 185, 793-801 (2019).
  6. Copeland, A., et al. Infant and child MRI: A review of scanning procedures. Front Neurosci. 15, (2021).
  7. Raschle, N. M., et al. Making MR imaging child's play - Pediatric neuroimaging protocol, guidelines and procedure. J Vis Exp. (29), e1309(2009).
  8. Harrington, S. G., et al. Strategies to perform magnetic resonance imaging in infants and young children without sedation. Pediatr Radiol. 52 (2), 374-381 (2022).
  9. Wellman, H. M., Carey, S., Gleitman, L., Newport, E. L., Spelke, E. S. The child's theory of mind. , The MIT Press. (1990).
  10. Fivush, R., Hudson, J. A. Knowing and remembering young children. CUP. 8 (2), 222-223 (1990).
  11. Ozernov-Palchik, O., Gaab, N. Tackling the 'dyslexia paradox': Reading brain and behavior for early markers of developmental dyslexia. Wiley Interdiscip Rev Cogn Sci. 7 (2), 156-176 (2016).
  12. Spencer, R. M. C., Riggins, T. Contributions of memory and brain development to the bioregulation of naps and nap transitions in early childhood. Proc Natl Acad Sci. 119 (44), e2123415119(2022).
  13. Ellis, C. T., et al. Re-imagining fMRI for awake behaving infants. Nat Commun. 11 (1), 4523(2020).
  14. Olson, H. A., et al. Utilizing functional neuroimaging to study early language development. Dev Cogn Neurosci. 76, 101641(2025).
  15. Jiménez Sánchez, L., et al. Behind the scenes: Using movies to study the human brain. Front Young Minds. 13, 1508144(2025).
  16. Raschle, N., et al. The magical art of magnetic resonance imaging to study the reading brain. Front Young Minds. 8, 72(2020).
  17. Fletcher, S., et al. Effectiveness of training before unsedated MRI scans in young children: A randomized control trial. Pediatr Radiol. 53 (7), 1476-1484 (2023).
  18. Thieba, C., et al. Factors associated with successful MRI scanning in unsedated young children. Front Pediatr. 6, (2018).
  19. Krause, F., et al. Active head motion reduction in magnetic resonance imaging using tactile feedback. Hum Brain Mapp. 40 (14), 4026-4037 (2019).
  20. Vannest, J., et al. FMRI activation in language areas correlates with verb generation performance in children. Neuropediatrics. 41 (5), 235-239 (2010).
  21. Lukasova, K., et al. Predictive saccades in children and adults: A combined fMRI and eye tracking study. PLoS One. 13 (5), e0196000(2018).
  22. Geng, F., Botdorf, M., Riggins, T. How behavior shapes the brain and the brain shapes behavior: Insights from memory development. J Neurosci. 41 (5), 981-990 (2021).
  23. Canada, K. L., Hancock, G. R., Riggins, T. Developmental changes in episodic memory across early- to mid-childhood: Insights from a latent longitudinal approach. Memory. 30 (3), 248-261 (2022).
  24. Vanderwal, T., et al. Inscapes: A movie paradigm to improve compliance in functional magnetic resonance imaging. NeuroImage. 122, 222-232 (2015).
  25. Pixar Animation Studios and Walt Disney Pictures. , Partly Cloudy. https://www.pixar.com/partly-cloudy (2009).
  26. Segaert, K., et al. The suppression of repetition enhancement: A review of fMRI studies. Neuropsychologia. 51 (1), 59-66 (2013).
  27. Yates, T. S., et al. Hippocampal encoding of memories in human infants. Science. 387 (6740), 1316-1320 (2025).
  28. Richardson, H., et al. Development of the social brain from age three to twelve years. Nat Commun. 9 (1), 1027(2018).
  29. Richardson, H., Saxe, R. Development of predictive responses in theory of mind brain regions. Dev Sci. 23 (1), e12863(2020).
  30. Finn, E. S., Bandettini, P. A. Movie-watching outperforms rest for functional connectivity-based prediction of behavior. NeuroImage. 235, 117963(2021).
  31. Raschle, N. M., et al. Functional characteristics of developmental dyslexia in left-hemispheric posterior brain regions predate reading onset. Proc Natl Acad Sci. 109 (6), 2156-2161 (2012).
  32. Honey, C. J., et al. Predicting human resting-state functional connectivity from structural connectivity. Proc Natl Acad Sci. 106 (6), 2035-2040 (2009).
  33. Preti, M. G., Van De Ville, D. Decoupling of brain function from structure reveals regional behavioral specialization in humans. Nat Commun. 10 (1), 4747(2019).

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