小児神経イメージングプロトコル、ガイドラインと手順 - MRイメージングチャイルドプレイを作る

Summary

ヒトの構造と機能的磁気共鳴画像（fMRI）の使用の増加にもかかわらず、若い小児集団の研究は、課題である。我々は、幼児の（f）はMRIを実行しようとする臨床医や研究者のためのガイドラインを含む実践的な、ステップバイステップのビデオのプロトコルを提示する。

Abstract

最後の10年以内に人間の知覚、認知と行動の神経基盤を調査するために構造的、機能的磁気共鳴画像法（fMRI）の使用が増加している

Protocol

我々は、4歳の幼い目を覚まし子どもたちとのセッションを神経画像の間に研究者や臨床医を導くことを意図つの完全な脳機能のプロトコルに一般的な実験的なテストのガイドラインだけでなく、MRI特有のアプローチ^12-23を取り入れています。最初に、我々はMRI検査に適応一般的なテストガイドラインを強調することを目指しています。第二に、我々はニューロイメージングプロトコルのハンズオン、ステップバイステップの説明を提供します。我々の経験では、約2.5時間の単一のセッションでは、（45〜60分の最大撮影時間を含む）ニューロイメージングセッションを介して子供を訓練し、導くのに十分です。

一般的なガイドライン

のように若い子供を扱う方法最もよいののための小児集団、一般的なガイドラインおよび推奨事項すべてのテストセッションは^、24を考慮する必要があります。私たちは、快適さ、妥当性とモチベーション（CAM）を強調表示し、これらの概念の定義を提供します。

（C）快適さ： コンフォートは、脅威感が最小化されるとセキュリティが最大化されているイメージングセッションに関与して若い参加者の感情的な状態として定義されます。

環境は ：他の研究グループ^19,20に沿って、我々はモックスキャナエリアニューロイメージングセッションを開始するには理想的な場所を検討してください。理想的には、モックスキャナの面積は、可能な限り（例えば、実際のMRスキャナの外観をミラーリングモックMRスキャナーと生産の音を含む）を²⁰に実際のMRI室とMRスキャナを複製します。この部屋は、実際のMRI室と同様の機器（例えば、レスポンスのツール）を提供します。静磁場がなければ、それは子どもに適切な方法でイメージの作成処理で子供を理解するために安全な場所です。モックスキャナ領域は、ぬいぐるみを追加する部屋でいくつかのおもちゃを置くこと（これは邪魔になる可能性があるため、多くのあまりではない）、両親と兄弟は子供サイズの椅子とテーブルの上に座ることによって、子どもに優しい方法で設計することができる、と一部の親が承認した軽食やドリンクを提供する。我々はさらに商品券と他の小さな賞品とステッカーのチャート、子の構造的な脳の画像を収録したCD、そして宝箱で子を提供しています。

ファミリー＆フレンズ ：ニューロイメージングセッション中に積極的な参加を促進する一つの方法は、参加した子どもたちが自分の家族、兄弟や友人を招待したり、独自のぬいぐるみやおもちゃを持参することを奨励することです。さらに、子どもやその親は、彼らは片方の親がfMRIの実験中にMRI検査室内に存在するようにしたいかどうかを選択することが許可される必要があります。

衣類 ：なし金属片（例えば、ボタンまたはジッパー）付き服は必須です。子どもたちは自分の服を着用する方がよい場合があります。しかし、適切な服装（例えば、病院のガウンには）必要に応じて利用可能になります。トレーニングとMRI室が寒いことができるように、毛布は子の追加の快適さを提供することがあります。

（）妥当性 ： 妥当性は、年齢のグループ研究に関連して脳機能のセッション中に現在の活動や教材に使用するフレームワークとのコンテキストを説明します。

用語 ：小児神経画像のセッション中に使用される用語や慣行を慎重に選択する必要があります。そうすることで、誤解や恐ろしい雰囲気を避けることができます。不適切な用語は、例えば、次のようなものがあります：" それは本当に騒々しいですが、それはあなたを傷つけることはありません"または"どのようにマシンの内部でやっていることが簡単に子供たちによって理解される正の言語を使用し、対処するために推奨されている？直接潜在的な問題は。セッションのための有利になることができると専門用語の子どもに適切な選択肢が（代わりに"MRI装置 "の例：" 脳のカメラ "ではなく、" スキャナのノイズ "などの" カメラをクリックし 、"推奨される特定の語句を回避）。

誤解 ：一つの重要な目標は、神経画像、セッション中にできる限り早期にイメージングに関する子供の誤解を明らかにすることです。簡単に理解できる研究の説明が訪問する前に伝達される必要がありますし、神経画像、セッションの開始時に繰り返してもよい。

回答ツール ：特定のレスポンスツールを使用して参加者の年齢に適した^、25有益であることが証明されている。例として、様々な楽器を（例：ヘッドフォン、応答ボタン、アイトラッカー、など）を使用する場合、子どもに適切な大きさと形になっているものを使用することが重要です。子供がwしないように、これらの楽器は、慎重に配置する必要があります応答デバイスに到達するために試みに唆すと移動。

感情状態 ：すべてのテストセッションと同様に、それは参加者の感情状態に敏感であることが不可欠である。子どもたちは、常に容易に彼らの感情を表現しないかもしれませんが、不安、退屈や不満は、速やかに^7,24と認識し、対処する必要があります。懸念が直接対処する必要がありますし、質問には、子どもに適切な方法で提起する必要があります。

柔軟なアプローチ ：それはそれぞれの子の特定のニーズに非常に考慮して推奨され、神経画像、セッション用に十分な時間を可能にする子に応じて柔軟なアプローチが可能（例：オプションのヘルプ、追加のトレーニングセッションを、作るのに十分な時間を確保する、など）。

（M）モチベーション： 動機は、積極的に与えられた研究の設定内で協力する参加者の意欲を説明します。

子供連れに優しいテーマ ：私たちは、（冒険物語など）神経画像セッションを通してガイドの子供という楽しいテーマを使用することをお勧めします。そうすることによって、子どもたちは活動のシーケンスに投資し、婚約。また、テーマは、研究チームは（漫画のキャラクターを使って例えば）子供連れに優しい方法ですべての実験とタスクのパラダイムを構築する機会を与えることができます。

伝統的な＆仮想ステッカーチャート：ステッカーチャートが良くつのセッション内で異なる実験を完了するために子どもたちを動機づけするためのツールとして知られています。仮想ステッカーチャートは、伝統的なステッカーのチャートに似ていますが、時のMRスキャナ内部に、それは子に（プロジェクターを経由して）表示することができます。例として、我々は、参加者が帰宅途中に（これだけ実験的なタスクを完了することによって達成することができる）を見つけるために持っている子供のゲーム" シューツとはしご "をモデルにした仮想ステッカーのチャートを、使用してください。だけでなく、子供のためにこれは楽しいですが、それは次の準備をそれぞれの実行後に研究チームの時間を（一つの実験のタスクのための画像取得の時間）を与える。

アクションのコース

小児神経イメージングセッションI：準備

1）神経画像セッションの前に：ニューロイメージングセッションの準備では、参加する家族は、研究の内容と詳細のプレビューを提供する年齢に応じた説明が含まれている印刷またはオンラインメディアを通じて情報を、提供されています。

小児の神経画像セッションII：トレーニング（約1時間）

2）ウェルカム＆書類：小児神経画像のセッションは、研究チームは、参加児童、家族や友人を歓迎モックスキャナの領域、で始まります。制度的な見直しボード（IRB）の形態（例えば、同意および同意のフォーム）、MRスキャナスクリーニングフォーム、及び償還の手続きが見直され、それは、ニューロイメージングのセッションのスコープが子と親のための明確であることが保証されます。

3）（f）にMRIの導入：モックスキャナエリアモックスキャナの簡単な説明、応答のツールとニューロイメージングセッション中に使用される追加の材料を含む子どもと両親に紹介されている。デジタルカメラは、通常のカメラの映像とどのように"脳のカメラ"（MRIスキャナ）の作品を取る方法を説明するために使用することができます。シャープとぼやけた画像の例としては、写真や映像の品質に対する運動の影響を（図1参照）を示しています。移動制限は、"凍結ゲーム"または"女神ゲーム"など、オプションのゲーム、を使用して説明することができる。これらのゲームは短時間に（氷の彫刻や像などなど）子供が非常にまだ滞在する必要があります。

図1。 （A）シャープと（B）ぼやけた写真が画質に対する運動の影響を実証するために使用されることがあります。

4）実験の概要：実験的なタスクを導入する前に、1つは短い楽しく活動から始めることができます。次に、モックスキャナの使用が徐々に組み込まれています。

5.1）ショートムービー：この実験では子どもにやさしいテーマは、神経画像、セッションに追加されます。子どもたちは、ショートムービーで紹介されて宇宙船のアドベンチャーゲームに参加して、メインキャラクターは、すべての実験を通して子どもを導く。

5.2）実験タスク/"ゲーム"：モックスキャナの使用が段階的に組み込まれて：子供がMOCに座っている間に（1）命令が示されているk個のスキャナのベッド、（2）命令は、コンピュータの画面をミラー印刷されたカードを使用して繰り返される、（3）最初の数例は、研究チームの助けを借りて解決される、（4）研修項目は、リアルタイムで表示されます（; 5）次のステップとして、子供はヘッドホンの使用が提供され、事前に記録されたスキャナの背景音は、トレーニングアイテムのプレゼンテーション中に再生されます（6）最後に、子がモックスキャナの内部にゲームをプレイするために許可されている。研究チームは実験的なタスクの理解を保証します。

このようなそれぞれの手で一つのボタンなど、複数のレスポンスツールを、使用している場合、それは、ツールがどの答えに対応する応答を定義することが重要です。子供は左右の違いを知っていない可能性があります。ぬいぐるみは、（サルなど）、子の片側の隣に配置することができます。代わりに、命令の命令が"猿のボタンを押す"に変更され、"右ボタンを押してください"。

コミュニケーションの5）規則：訓練中に子供が彼らはあまり動いている彼らの足の信号にやさしいハンドプレスと教えています。この信号は、実際のfMRIの実験中の研究チームと子の間の通信の可能性の手段として機能する。それは実験的なタスクのパフォーマンスと負荷データの品質を妨げる可能性があるので、音声は画像取得時に避けるべきことだと子供に説明されています。

6）ショートブレーク/サイコロゲーム：休憩中、サイコロはゲームがfMRIの実験中に再生されるのはランダムな順序を決定するために使用されることがあります。これは、参加者間のランダム化を保証します。

7）主なポイントの繰り返し：それは研究者が子どもへのニューロイメージングのセッションのための最も重要なルールを繰り返すことをお勧めしますfMRIの実験を開始する前に。幼児のメモリ要求を最小限に抑えるためには、それは、いくつかの主要な点で重要な情報を要約すると、セッションを通して、それらを改めて表明しておくと便利です。

8）トラブルシューティング：子がトレーニングセッションやfMRIの実験に参加することにためらっときは、研究者は（1）直ちに行動することをお勧めしている、（3）アドレスの懸念とその参加は自発的である保証、（2）休憩を取ることを提供そして子供の選択に応じてセッションのいずれか早期に中止されるか、または（4）プレイセラピスト^12,26によって推奨されているゲームの戦略は、より多くの不安子供が新しい環境に慣れるために使用されます。子供は彼らのために快適なペースで参加できるように柔軟なアプローチを使用することが重要です。しかし、参加の子供の選択は明らかにする必要があります。

モックスキャナなしの9）MRI研修：研究者や臨床医はモックスキャナのエリアへのアクセス権がない場合は、プレイセラピストが使用するゲームの戦略は非常に^26を推奨されている。例えば、神経画像のセッションは、画像またはMRスキャナ¹²のモデルを用いてシミュレートすることができます。さらに、脱感作とオペラント行動の技術を使用して、行動的アプローチは^13-15,17,23子供の苦痛を軽減し、正常にそれらのニューロイメージングのセッションを完了する子どもの数を増やすために貢献している。

小児の神経画像セッションIII：ブレイクと金属のスクリーニング

10）金属のスクリーニング：MRI室に入る前に、すべての参加者と親が記入し、MRIスクリーニングフォームに署名する必要があります。また、子は鉄のオブジェクトをチェックする必要があります。金属探知機や磁石を保有する手は（"私たちは空港でのふり"など）ふざけてスクリーニングを導入するために使用することができます。

小児の神経画像セッションIV：fMRIの実験（45〜60分）

一般：fMRIの実験では、多くの子どもたちのための最大の課題は、長期間にわたって非常にじっとしている。それは可能な限り短くし、各実験を保つためにまたは2つの実験の実行中に実験を分割することをお勧めします。我々の経験では、子供小学生や若いによって達成できるが実証されている5〜7分の最大撮影時間を実行する。イメージングセッションの合計の長さも考慮する必要があります。しかし、それはいくつかの短い実験で長いイメージングセッションを通過する子が長い実験の実行との短いセッションを完了するよりも、実行のために簡単です。神経画像の実験では、異なる実験的なタスクの条件は、その後の一連のブロックに記載されているブロックのデザインを採用。子どもたちは簡単にチャンを誤認してしまうINGタスクは、1つの実験の実行中に要求し、したがって、それはタスクの条件は、（間の休憩で、続く2つの実験の実行の異なる2つのタスクの状態をサンプリングすることにより、例えば、）で区切ら維持することをお勧めします。

11）移行を促進する：実際のMRI室に子供の移行を容易にするために、子は研究スタッフのメンバーを伴っているとおもちゃは、任意の鉄が含まれていない限り、親と子のお気に入りのぬいぐるみを一緒に行うことを選ぶこと部品。さらに、一つの研究チームのメンバーは、子供を同行することをお勧めします。

12）機器のチェック：スクリーンとミラーの位置（視覚的な実験用）、音量（聴覚実験用）、および応答のツールをチェックする必要があると耳の保護（例えば、耳栓が）MRI室内における乗務員のために提供されるべきである。適用例と応答のツールと​​設定を確認してください（子どもはオーディオ設定をテストし、子供を持っているため、例えば、再生の質問は、それらに答える）。研究チームは、特に安全性に関して、MRI室に存在するすべての家族が適切な行動やルールに関する情報を受け取ったことを確認する必要があります。

13）機能的MRI /実験的なタスクのパフォーマンス：タスクの手順については、各ゲームの開始（実験的なタスク）の前に繰り返される必要があります。各ゲーム終了後、仮想ステッカーのチャートは、子どもの協力を報いる。 MRスキャナでいる間、子供の快適さと動きを監視する必要があります。子どものウェルビーイングと行動を観察することができます、そして本質的なコミュニケーションとフィードバックの動機は、子どもに直接与えることができる。MRI室の研究チームのメンバーの存在は非常に有利であることが証明されている。子どもの頭部の動きは、MRI室の研究チームのメンバーの存在によってまたはMRI室の外で画像取得を監視する研究者によって観察されることがあります。優しいハンドプレスは、彼らがあまりにも動いていることを子供のための研修セッションの信号の間に練習した。いくつかの実験の実行と実験のために、神経画像セッションを介して短い休憩の途中には、快適性を維持します。ブレーク中の動機づけ要因として、子どもは自分の脳の画像を表示することができます。

14）構造の画像取得には：最後に、構造的なMR画像の取得は、参加者がどんな実験的なタスクを実行せずに、まだ嘘をつく必要があります。子供はこの時間の間にショートムービーを見て楽しませすることができます。彼らは楽しいし、画像取得時の動きを頭につながる可能性のある笑いを誘発する可能性は低いとして、適切なムービーの推奨例は、動物の映画やドキュメンタリーです。この期間中に取得した画像は子供の脳の映像を収録したCDなどの家庭を、取るために贈り物として彼らに提示されることを言ったら子供はより簡単に画像取得の時に動きの制限を処理します。

15）クロージング：いったん画像取得には、ギフト、賞品と家に持ち帰るために子供のため取得した脳の画像を収録したCDを含む償還の手続き次を完了しています。

代表的な結果

適切な準備のプロトコルと子どもに優しい撮像法の使用が積極的に協力、モチベーションと私たちの参加した子どもたちとその家族の経験に影響を与えます。このプロトコルの使用は、全体的な動きを減らし、それにより鎮静またはGAを使用せずに高品質の画像を取得する可能性が高まります。

我々は最近、就学前年齢の子ども（年齢4.9〜6.3歳/平均年齢5.5年）のグループのための機能的および構造的脳画像データを取得している現在のプロトコルを使用する。すべての子どもの95％以上モックスキャナトレーニングとfMRIの実験を含むニューロイメージングセッションを完了することができた。このプロトコルで提示されたガイドラインおよび手順は、小児神経画像のセッション用に設計されていました。しかし、一般的な原則と説明されているツールの多くはそのような他の身体部分の画像取得など、一般的に小児イメージングセッションに適用することができます。

Discussion

人間の脳を研究するための機能と構造的MRIの出現は、典型的なだけでなく、非定型の脳の構造と機能調べるの可能性を促進し、したがって、研究と臨床目的^6の両方のための大きい約束を保持している。しかし、若い年齢層でMRIの研究は、小児の神経画像のセッションを実行するときに主に技術的及び実務上の難しさに起因している成人、青年や乳児のもの、と比較すると少ない数々のまま。現在のビデオプロトコルは、小さなお子様連れで（F）MRI実験を行うことから、研究グループを妨げている場合があります主な実用的な課題に対応するソリューションハンズオンを提示。

小児神経画像の課題は多数ありますが、研究者が克服するには、2つの主な障害のことに同意するものとします：不安/苦痛と参加者の動き^2,4,7,25のレベル。不安と苦痛は、一般的に画像検査を受けている臨床の患者で報告されています。それはすべての患者の4〜20％はMRIのセッションを受けるか完了²⁷の前にイメージングセッションを終了することを拒否すると推定される。それは適切な診断と可能な治療法の^22を遅らせる可能性があるため、不完全な臨床イメージングセッションは、深刻な影響を及ぼすことがあります。小児のMRIのセッションは、不安/苦痛^7,18、さらに高いレベルを課すことが報告されている。しかし、ローゼンバーグらは、（1997）6〜17歳の子供にその苦痛が大幅にモックスキャナの使用も含めて慎重に被験者の準備、削減できることを示すことができる。

従来の連続画像取得中に、傾斜磁場コイルのシフトによって生成された強烈なスキャナーのノイズは、不安や不快感²⁸つの潜在的な原因です。このスキャナのバックグラウンドノイズ（SBN）は、参加者の不安と不快感を引き起こす場合がありますが、潜在的に聴覚や注目タスク^29,30の間に実験的なパラダイム（例えばの妨げになることがあります。SBNへの曝露を回避する一つの方法は、インターリーブされたデータを使用することです。そのような行動イ ​​ンターリーブ勾配（BIG）テクニック^31,32またはスパース時間的サンプリング^{29,30,33-36（Gaab}らを参照してください。2007年"サイレント"イメージングの設計の長所と短所に関する詳細な議論のために）として取得設計。

克服するための追加の障害として、移動制限は、高品質および診断関連データを取得する必要があります。臨床の現場では、特定の年齢以下の子供は（通常は6歳から8歳の間）、しばしば鎮静または全身麻酔^{（GA）20を}用いて画像化している。しかし、子供に可能性のあるリスクに加えて、GAおよび鎮静増加撮像時刻と外部のスタッフ、設備と薬剤²³の使用によるコスト高につながるの両方。鎮静またはGAは、血中濃度依存性のコントラストに与える潜在的影響（BOLDコントラスト^）1によるfMRIの中には使用されません。さらに、多くの神経画像のタスクは、子は、アラートと応答性を必要とする。

それは、プレイセラピー、シミュレーションと行動的アプローチ（例えば認知行動療法、行動の強化）、不安を軽減する総合的な動きを削減し、年齢^23,14の3年間の幼い子どもたちの鎮静せずにMRIを可能にするために成功した方法であることが示されている。現在のプロトコルは1つの完全なニューロイメージングプロトコルにこれまでにアイデアやメイン行動管理技術の要素を取り入れ、それによって目を覚まし、小さなお子様連れのイメージングセッションを設計し、実施する研究者だけでなく、臨床ガイドラインハンズオンを提供することを目指しています。現在のプロトコルの使用は、神経画像、セッションを正常に完了することが子どもの数を増やすことが証明されています。子供に優しいし、年齢、適切な小児神経イメージング研究プロトコルの使用はまた、臨床医が画像検査を受けている小児における鎮静またはGAの使用を削減できる可能性がありますし、若い年齢層の小児イメージング研究の出現を増加すると予想される。