30 de julho de 2009
Apesar do aumento no uso de imagens de ressonância magnética estrutural e funcional (fMRI) em humanos, o estudo de jovens populações pediátricas ainda é um desafio. Nós apresentamos um hands-on, protocolo de vídeo passo-a-passo e orientações para os médicos e pesquisadores que pretendam realizar (f) a RM em crianças pequenas.
Pesquisadores e clínicos que pretendem realizar neuroimagem pediátrica enfrentam uma ampla gama de desafios, para citar apenas alguns. As crianças participantes enfrentam dificuldades relacionadas à necessidade de motivação, vigilância e cooperação. A ansiedade pode ser um fator adicional a ser abordado.
Pesquisadores ou clínicos precisam considerar limitações de tempo, restrição de movimento, scanner, ruído de fundo e a falta de familiaridade com o ambiente do scanner de RM. O protocolo sugerido incorpora diretrizes gerais de teste, bem como abordagens específicas de RI, e tem como objetivo orientar pesquisadores e clínicos durante as sessões de imagem, incluindo os seguintes passos: preparação, treinamento e experimento de fRMI. Olá, sou NARA Rush LE do GOB Lab nos laboratórios de neurociência cognitiva do Hospital Infantil de Boston.
Olá, sou Michelle Lee, também do GO Lab. E eu sou Nadine Gab. Hoje vamos mostrar como pode ser uma sessão de neuroimagem pediátrica envolvendo crianças pequenas.
Nas últimas décadas, a imagem funcional por ressonância magnética, ou ressonância magnética funcional (FMRI), tornou-se uma ferramenta de pesquisa proeminente para explorar de forma não invasiva o desenvolvimento típico e atípico do cérebro humano. No entanto, a FMRI em crianças, especialmente na idade pré-escolar ou do jardim de infância, apresenta diversos desafios práticos e técnicos. Este protocolo pode ser útil tanto para ressonância magnética estrutural quanto funcional, com finalidades de pesquisa e clínicas.
Então vamos começar. Como em todas as sessões de teste com populações pediátricas, diretrizes e recomendações gerais sobre como trabalhar melhor com crianças pequenas devem ser consideradas especialmente importantes, como conforto, adequação e motivação para sessões de neuroimagem envolvendo crianças pequenas. Por exemplo, a terminologia e as práticas utilizadas durante sessões pediátricas de neuroimagem devem ser cuidadosamente escolhidas para garantir uma sessão bem-sucedida.
Recomenda-se uma escolha de termos técnicos apropriados para crianças e a evitação de certas frases. Pode-se usar câmera cerebral em vez de scanner de RM, suporte de espelho em vez de bobina de cabeça, clique da câmera em vez de scanner, ruído de fundo, entre outros. Em preparação para a sessão de imagem restrita, as famílias participantes recebem informações por meio de mídia impressa ou online, que contêm descrições adequadas à faixa etária, oferecendo aos participantes uma prévia do conteúdo do estudo e detalhando como começa a sessão de neuroimagem na área do scanner simulado.
Incentivar os participantes a convidar sua família, irmãos ou amigos é uma maneira de facilitar a participação ativa durante as sessões de neuroimagem. Cole, você quer vir aqui também. Uma área simulada de scanner replica a sala real de ressonância magnética e o aparelho de RM.
O scanner simulado reproduz a aparência e o ruído de fundo produzido pelo scanner de RM real e, portanto, é um local ideal para iniciar uma sessão de imagem estreita. Idealmente, esta sala oferece os mesmos equipamentos, incluindo ferramentas de resposta específicas para o experimento, da mesma forma que a sala de RM real, mas sem um campo magnético estático. Assim, a sala pode ser tornada mais agradável para crianças, adicionando animais de pelúcia e colocando alguns brinquedos no ambiente, mas não em excesso, para não distrair a criança.
E fazendo com que pais e irmãos se sentem em cadeiras e mesas de tamanho infantil, primeiro revise a papelada, o que também serve para garantir que o escopo da sessão de imagem por NI esteja claro. Certifique-se de revisar os formulários do comitê de ética em pesquisa ou CEP, como formulários de consentimento e assentimento, formulários de triagem para o scanner de RM, e esclareça os procedimentos de reembolso. Use uma câmera digital para explicar como funciona um scanner de RM.
O uso de fotografias nítidas e desfocadas demonstra o impacto negativo do movimento na aquisição de imagens. Jogue o jogo do congelamento para demonstrar o movimento indesejado ou como minimizar o movimento da cabeça. Esse jogo exige que a criança permaneça muito parada por um curto período de tempo.
Incrível, você conseguiu ficar 10 segundos sem se mover. Antes de introduzir as tarefas experimentais, pode-se começar com uma atividade curta e agradável. Para este experimento, é adicionado um tema atraente para crianças à sessão de neuroimagem.
As crianças podem participar de uma aventura espacial, apresentada por meio de um breve filme. As personagens do filme orientam a criança durante as tarefas de neuroimagem, referidas como jogos. A trama incorpora características do scanner de RM.
Por exemplo, o scanner de RM pode ser visto como uma nave espacial e o ruído de fundo do scanner pode ser o som do motor da nave espacial. Vamos fazer dois exemplos com os fones de ouvido e depois entraremos dentro. O uso do scanner simulado é incorporado passo a passo.
Primeiro, a criança senta-se na maca do escâner simulado enquanto instruções em vídeo sobre as tarefas experimentais são exibidas na tela. Como nem todas as crianças estão familiarizadas com computadores, é possível mostrar à criança impressões das imagens da tela durante a tarefa experimental. Para garantir que a criança entenda as instruções enquanto está sentada na maca do escâner simulado, ela começa a resolver os primeiros exemplos da tarefa experimental.
Com a ajuda da equipe de pesquisa, após receber auxílio e resolver os primeiros exemplos da tarefa experimental, os próximos itens de treinamento são apresentados em tempo real, correspondendo à taxa de apresentação do experimento real de FMRI. Em seguida, a demanda é aumentada ligando-se um CD com o ruído de fundo gravado do escâner e colocando fones de ouvido na cabeça da criança.
Por fim, a criança realiza a tarefa experimental dentro do escâner simulado, incluindo a reprodução dos sons do escâner, ruídos de fundo e usando fones de ouvido, conforme necessário. Durante o experimento de FMRI real. Se forem utilizadas mais de uma ferramenta de resposta, como um botão em cada mão, certifique-se de deixar claro qual ferramenta de resposta corresponde a cada resposta, pois a criança pode não saber a diferença entre esquerda e direita.
Em vez das instruções, pressione o botão direito. As instruções são alteradas para pressionar o botão do macaco. Você está pronto?
Antes de prosseguir para o experimento de FMRI. Uau. A equipe de pesquisa assegura a compreensão das tarefas experimentais observando o desempenho da criança. Se os itens de treinamento puderem ser concluídos sem nenhum problema, a equipe de pesquisa prossegue com o próximo passo.
Se não, repita as instruções e os itens de treinamento para incentivar a conclusão da tarefa experimental. Um quadro tradicional de adesivos pode ser usado durante o treinamento, enquanto a criança realiza o experimento dentro do scanner de RM posteriormente. Isso é um ótimo trabalho.
Um quadro virtual de adesivos baseado no jogo infantil 'serpentes e escadas' é utilizado, no qual os participantes precisam completar diferentes jogos para encontrar o caminho de volta para casa. O quadro virtual de adesivos recompensa a criança e dá tempo à equipe de pesquisa após cada sessão experimental. Para se preparar para a próxima sessão, utilize a sessão de treinamento para ensinar à criança que uma leve pressão na perna durante a sessão de neuroimagem indica que ela está movendo a cabeça em excesso.
Esse sinal pode ser usado posteriormente durante o experimento real de FMRI como uma forma de o auxiliar se comunicar com a criança após o treinamento. Recomenda-se uma pausa curta. Essa pausa pode ser usada para jogar um jogo de dados com a criança.
O resultado do jogo de dados pode ser usado para randomizar a ordem das tarefas experimentais. Então, você pode me mostrar os cinco A como próximo passo? As regras mais importantes são repetidas para a criança em apenas dois ou três pontos principais.
Para minimizar a demanda de memória em crianças pequenas, lembre-se de repetir esses pontos ao longo da sessão. Observe que durante o treinamento até o fim da sessão de RM, a criança pode ficar hesitante quanto a participar do experimento. Nesse caso, atue imediatamente, ofereça uma pausa e aborde as preocupações da criança.
Estratégias para ajudar uma criança ansiosa a se familiarizar com o ambiente de ressonância magnética podem incluir um conjunto de diferentes jogos. Por exemplo, pode-se permitir que a criança rasteje através do túnel do escâner simulado. Um brinquedo pode ser colocado no escâner simulado e no escâner.
O ruído de fundo e o procedimento podem ser experimentados simultaneamente enquanto o animal de pelúcia está no escâner simulado. Da mesma forma, a criança pode ajudar um membro da equipe de pesquisa a entrar no escâner simulado antes de fazê-lo por conta própria. Por fim, permita que a criança e sua família façam uma breve pausa enquanto a equipe de pesquisa prepara a sala do escâner de ressonância magnética e organiza todos os equipamentos.
Após a sessão de treinamento e um breve intervalo para a família, o experimento de FMRI pode começar a facilitar a transição da criança para a sala real de ressonância magnética. A criança é acompanhada por um membro da equipe de pesquisa e pode escolher trazer um dos pais e o brinquedo de pelúcia favorito, desde que não contenha partes de ferro. Não pode haver nada de metálico no interior.
Antes de iniciar o experimento de FMRI, examine a criança em busca de objetos contendo ferro. Use um detector de metais portátil ou um ímã para introduzir a triagem de forma lúdica. Passe por aqui, Veja os botões.
É aí que vamos. Em seguida, verifique as ferramentas de resposta utilizadas no experimento fornecido e certifique-se de que a criança saiba como usá-las e qual resposta corresponde a cada ferramenta. Para experimentos que contêm visualizações, verifique a posição da tela e do espelho e certifique-se de que a criança consiga ver a tela com clareza enquanto está deitada.
Mostre à criança uma imagem e pergunte o que ela vê para experimentos auditivos. Verifique o volume do som reproduzindo uma frase curta para a criança e peça que ela repita a frase oralmente. Você está pronto para participar da nossa aventura no foguete espacial?
Certifique-se de fornecer proteção auditiva para todos na sala do scanner de ressonância magnética. Agora, inicie o experimento de FMRI propriamente dito, que idealmente dura no máximo 45 minutos a uma hora para crianças pequenas e inclui pausas entre as tarefas. Antes do início de cada tarefa experimental, as instruções em vídeo são apresentadas novamente após cada tarefa experimental.
O quadro virtual de adesivos recompensa a cooperação da criança durante o desempenho dentro do scanner. O membro da equipe de pesquisa na sala de RM monitora o conforto e os movimentos da criança. Isso permite que comunicações essenciais e feedback motivador sejam fornecidos diretamente à criança.
Ok, o movimento da cabeça da criança pode ser observado pelo membro da equipe de pesquisa presente na sala de ressonância magnética, ou pelo pesquisador que monitora a aquisição de imagens fora da sala de ressonância. Uma leve pressão com a mão durante a sessão de treinamento sinaliza à criança que ela está se movendo em excesso. Uma pausa curta durante o experimento de fRMI pode manter o conforto da criança.
A motivação pode ser mantida mostrando à criança sua própria imagem cerebral. Por fim, a aquisição de imagens de ressonância magnética estrutural exige que o participante permaneça imóvel, sem realizar nenhuma tarefa experimental. A criança pode se distrair assistindo a um filme curto durante esse período.
Exemplos recomendados de filmes apropriados são filmes ou documentários sobre animais, para que você saiba como ele trabalha, pois é improvável que reduzam o riso, o que pode levar a movimentos da cabeça durante a aquisição de imagens. Mantenha cada tarefa experimental o mais curta possível para que a criança permaneça alerta. Como o maior desafio para muitas crianças é permanecer muito imóvel por um longo período de tempo, uma tarefa experimental de no máximo cinco a sete minutos demonstrou ser realizável por crianças em idade escolar ou mais jovens.
Mas a duração de uma sessão experimental pode variar conforme as restrições experimentais ou a população. A criança lida com a restrição de movimento durante o período de aquisição de imagens de forma mais fácil. Se for informado à criança que as imagens obtidas durante esse período lhe serão entregues como presente para levar para casa, como um CD com as imagens do cérebro da criança, o uso de um protocolo padronizado e apropriado para crianças no teste de crianças pequenas pode reduzir a ansiedade da criança, bem como influenciar positivamente a motivação e o desempenho da criança em cooperar dentro do scanner de RM.
Como resultado, a qualidade dos dados, bem como a experiência geral de nossos participantes infantis e suas famílias, é positivamente afetada com o uso do presente protocolo. Obtemos dados de imagem cerebral funcional e estrutural em um grupo de crianças com faixa etária entre quatro e seis anos. Mais de 95% de todas as crianças conseguiram completar nossa sessão de imagem, incluindo o treinamento no scanner simulado e o experimento de fRMI.
As diretrizes e procedimentos apresentados neste protocolo foram desenvolvidos para sessões de neuroimagem pediátrica. No entanto, o princípio geral e muitas das ferramentas mencionadas podem ser aplicados a sessões de imagem pediátrica em geral, como a aquisição de imagens de partes do corpo. No presente relato em vídeo, apresentamos um protocolo completo de neuroimagem pediátrica para ser utilizado com crianças acordadas.
Isso permite que clínicos reduzam o uso de sedação ou anestesia geral em crianças submetidas a procedimentos de neuroimagem, e espera-se que aumente o uso de IRMf. Em estudos de pesquisa com grupos etários mais jovens, incorporamos diretrizes gerais de teste, bem como abordagens específicas de ressonância magnética, oferecendo-as a clínicos e pesquisadores. Um exemplo de como sessões de neuroimagem pediátrica podem ser planejadas e conduzidas.
Ao trabalhar com crianças pequenas, é muito importante tornar todo o procedimento um processo flexível. Dê tempo suficiente para que cada criança prossiga no ritmo que for confortável para ela. Tente planejar suas sessões de pesquisa de maneira apropriada à faixa etária e amigável para crianças, e busque maximizar o conforto, a adequação e a motivação dos participantes e pacientes da pesquisa. É isso aí.
Obrigado por assistir e boa sorte com seu experimento.
Veja a transcrição completa e aceda a milhares de vídeos científicos
Este artigo apresenta um protocolo em vídeo abrangente para a realização de imagens por ressonância magnética funcional (fMRI) em populações pediátricas jovens. Aborda os desafios únicos enfrentados por pesquisadores e clínicos ao trabalhar com crianças, incluindo motivação e ansiedade.
Protocolos de neuroimagem pediátrica que aumentam a cooperação infantil e reduzem a ansiedade apoiam diretamente a aquisição confiável de dados em pesquisas de neurociência do desenvolvimento. Ao minimizar artefatos de movimento e melhorar a adesão dos participantes, esses métodos aumentam o valor preditivo de estudos pré-clínicos e translacionais envolvendo populações pediátricas. Essa abordagem permite a detecção precoce de transtornos do neurodesenvolvimento e fortalece os esforços de validação de alvos nas etapas de descoberta de fármacos para o sistema nervoso central.
O protocolo se integra ao continuum de descoberta ao apoiar a verificação de hipóteses na pesquisa inicial, permitindo a triagem confiável de compostos na validação de estágio intermediário e orientando a continuidade pré-clínica por meio do acompanhamento longitudinal do neurodesenvolvimento.