Summary
A pesar del aumento en el uso de la resonancia estructural y magnética funcional (fMRI) en los seres humanos, el estudio de la joven población infantil sigue siendo un desafío. Se presenta un práctico, paso a paso el protocolo de video, incluyendo directrices para los médicos e investigadores con la intención de realizar (f) de resonancia magnética en niños pequeños.
Abstract
En la última década ha habido un aumento en el uso de la resonancia estructural y magnética funcional (fMRI) para investigar las bases neurales de la percepción humana cognición y el comportamiento
Protocol
Hemos incorporado las directrices generales de pruebas experimentales, así como la resonancia magnética enfoques específicos 12-23 en un protocolo de neuroimagen que se vaya a guiar a los investigadores y los clínicos en neuroimagen sesiones con los niños despiertos tan sólo cuatro años de edad. En primer lugar, nuestro objetivo es hacer hincapié en las directrices generales de pruebas adaptadas para los exámenes de resonancia magnética. En segundo lugar, proporcionar una práctica, paso a paso la descripción de nuestro protocolo de neuroimagen. En nuestra experiencia, una sola sesión de aproximadamente 2,5 horas (incluyendo una imagen en tiempo máximo de 45-60 minutos) es suficiente para entrenar y guiar a un niño a través de una sesión de neuroimagen.
Directrices Generales
Como en cada sesión de pruebas con la población pediátrica, las orientaciones generales y recomendaciones para la mejor manera de trabajar con los niños pequeños se debe considerar 24. Destacamos la comodidad, conveniencia y la motivación (CAM) y proporcionar las definiciones de estos conceptos.
(C) Confort: La comodidad es definida como el estado emocional de un joven participante involucrado en una sesión de imágenes, donde se minimiza la sensación de amenaza y de seguridad se maximiza.
Medio Ambiente: En línea con otros grupos de investigación 19,20, consideramos que el área del escáner de burlarse de un lugar ideal para iniciar una sesión de neuroimagen. Idealmente, un área del escáner maqueta reproduce el ambiente real resonancia magnética y escáner de RM en la mayor medida de lo posible (por ejemplo, incluyendo un simulacro de escáner de RM reflejando el aspecto real de un escáner de RM y los sonidos producidos) 20. Esta sala ofrece el mismo equipo (por ejemplo, herramientas de respuesta) en la sala de resonancia actual. Sin un campo magnético estático, es un lugar seguro para familiarizar al niño con el procedimiento de imágenes de una manera aptos para los niños. El área del escáner maqueta se pueden diseñar de una manera favorable a los niños mediante la adición de animales de peluche, la colocación de algunos juguetes en la habitación (no muchas, ya que esto podría ser una distracción), que los padres y hermanos se sientan en sillas de tamaño infantil y una mesa, y proporcionar algunos bocadillos de padres y aprobado y bebidas. Estamos aún más proporcionar al niño una carta de etiqueta, un CD con las imágenes del niño estructurales del cerebro, y un cofre con un certificado de regalo y otros premios pequeños.
Familiares y Amigos: Una forma de facilitar la participación activa durante una sesión de neuroimagen es animar a los niños participantes a invitar a sus familiares, hermanos y amigos o para traer sus propios animales de peluche o juguetes. Además, los niños y sus padres deben poder elegir si prefiere que uno de los padres estar presentes en la sala de resonancia magnética durante el experimento fMRI.
Ropa: Ropa sin piezas metálicas (por ejemplo, botones ni cremalleras) es obligatoria. Los niños prefieren llevar su propia ropa. Sin embargo, la vestimenta adecuada (por ejemplo, batas de hospital) deben estar disponibles si es necesario. Como la formación y salas de resonancia magnética pueden ser frías, una manta puede ofrecer la comodidad adicional por hijo.
(A) Adecuación: Adecuación describe los marcos y contextos utilizados para presentar las actividades y los materiales durante la sesión de neuroimagen en relación con el grupo de edad estudiado.
Terminología: La terminología y las prácticas utilizadas durante las sesiones de neuroimagen pediátrica deben ser elegidos cuidadosamente. Si lo hace, puede evitar malentendidos o una atmósfera aterradora. Términos inapropiados, por ejemplo, son los siguientes: "es muy fuerte, pero no te hará daño" o "¿cómo estás dentro de la máquina Se recomienda utilizar un lenguaje positivo que es fácil de entender por los niños y la dirección a?. posibles problemas de forma directa. Evitar ciertas frases pueden ser ventajosas para la sesión y una selección de niños apropiado de términos técnicos, se recomienda (por ejemplo "cámara de cerebro" en lugar de "máquina de resonancia magnética", "haga clic en la cámara" en lugar de "el ruido del escáner", etc ).
Conceptos erróneos: Un objetivo importante es aclarar conceptos erróneos acerca de los niños de imágenes tan pronto como sea posible durante la sesión de neuroimagen. Una descripción del estudio de fácil comprensión debe ser comunicada antes de la visita y se puede repetir en el inicio de la sesión de neuroimagen.
Herramientas Respuesta: El uso de herramientas específicas de respuesta adecuada a la edad de los participantes ha demostrado ser beneficiosa 25. A modo de ejemplo, al utilizar diversos instrumentos (por ejemplo, los auriculares, los botones de respuesta, rastreador de ojos, etc), es importante utilizar los que son aptos para los niños en tamaño y forma. Estos instrumentos deben ser cuidadosamente colocados para que el niño no wIggle y se mueven en un intento de llegar a los dispositivos de respuesta.
Estado afectivo: Como en cada sesión de pruebas, es esencial ser sensible al estado afectivo del participante. Los niños no siempre pueden expresar sus sentimientos con facilidad, pero la ansiedad, el aburrimiento o la frustración deben ser reconocidos y tratados con prontitud 7,24. Preocupaciones deben abordarse directamente y preguntas deben ser planteadas de manera aptos para los niños.
Enfoque flexible: Se recomienda tener en cuenta las necesidades específicas de cada niño y para que haya tiempo suficiente para hacer un enfoque flexible posible (por ejemplo, ayuda opcional dependiendo del niño, las sesiones de entrenamiento adicionales, lo que permite suficiente tiempo para la sesión de neuroimagen, etc ).
(M) Motivación: La motivación se describe la disposición de un participante a cooperar activamente dentro de un ambiente de investigación determinado.
Amigas de los niños Temas: Recomendamos utilizar un tema de la diversión que los niños guías durante toda la sesión de neuroimagen (por ejemplo, una historia de aventuras). De esta manera, los niños se invirtió y participó en la secuencia de las actividades. Por otra parte, un tema puede dar el equipo de investigación una oportunidad para construir todos los experimentos y los paradigmas de trabajo de una manera favorable a los niños (por ejemplo, utilizando personajes de dibujos animados).
Carteles con pegatinas tradicionales y virtuales: carteles con pegatinas son bien conocidos como herramientas para ayudar a motivar a los niños para completar los experimentos diferentes en una sola sesión. Un diagrama de etiqueta virtual es similar a la tabla de etiqueta tradicional, pero se puede demostrar (a través de un proyector) para el niño cuando están dentro del escáner de RM. A modo de ejemplo, podemos utilizar un gráfico de etiqueta virtual de modelado de los niños el juego "Serpientes y Escaleras", donde los participantes tienen que encontrar su camino a casa (esto sólo se puede lograr al completar las tareas experimentales). Esto no sólo es divertido para el niño, pero le da tiempo al equipo de investigación después de cada carrera (tiempo de adquisición de imágenes para una tarea experimental) para preparar la siguiente.
Curso de Acción
Neuroimagen pediátrica Sesión I: Preparación
1) Antes de la sesión de neuroimagen: En preparación para la sesión de neuroimagen, las familias participantes reciben información a través de medios impresos o en línea, que contienen descripciones apropiadas para la edad que ofrece una vista previa del contenido del estudio y los detalles.
Neuroimagen pediátrica Sesión II: Formación (aproximadamente 1 hora)
2) Recepción y documentación: La sesión de neuroimagen pediátrica se inicia en el área del escáner simulado, donde el equipo de investigación da la bienvenida a los niños participantes, familiares y amigos. Junta de Revisión Institucional (IRB) forma (por ejemplo, formularios de consentimiento y asentimiento), MR formas de detección del escáner y los procedimientos de reembolso son examinados y que se garantice que el ámbito de la sesión de neuroimagen es claro para el niño y los padres.
3) (f) la introducción RM: El área del escáner maqueta se introduce en el niño y los padres incluyendo una breve descripción del escáner simulado, las herramientas de respuesta y el material adicional que se utiliza durante la sesión de neuroimagen. Una cámara digital puede ser utilizado para explicar cómo una cámara normal toma fotos y la forma en una "cámara de cerebro" (MRI escáner) funciona. Ejemplos de imágenes nítidas y borrosas demostrar el impacto del movimiento de la calidad de las fotos o imágenes (ver Figura 1). La restricción del movimiento se puede ilustrar mediante el uso de juegos opcionales, tales como la "congelación-Game" o "Estatua del juego". Estos juegos requieren que el niño permanezca inmóvil (por ejemplo, como una escultura de hielo o una estatua) por un período corto de tiempo.
Figura 1. (A) de Sharp y (B) imágenes borrosas pueden ser utilizados para demostrar el impacto del movimiento sobre la calidad de la imagen.
4) Introducción al experimento: Antes de presentar las tareas experimentales se puede comenzar con una actividad agradable corto. A continuación, el uso del escáner simulado es lentamente incorporado.
5.1) cortometraje: Para este experimento, un tema para niños se añade a la sesión de neuroimagen. Los niños participan en un juego de aventura espacial que se introduce por una pequeña película, los personajes principales de guiar al niño a través de todos los experimentos.
5.2) Experimental tareas / "juegos": El uso del escáner simulado es incorporado por etapas: (1) se muestran las instrucciones mientras el niño está sentado en el mock escáner, (2) las instrucciones que se repiten con tarjetas impresas que reflejan una pantalla de computadora, (3) los primeros ejemplos se resuelven con la ayuda del equipo de investigación, (4) elementos de instrucción continuación, se presentan en tiempo real; ( 5) como un paso siguiente, el niño se ofrece el uso de auriculares y pre-grabado los sonidos de fondo escáner se reproducen durante la presentación de los elementos de formación; (6) por último, el niño se le permite jugar el juego interior del escáner simulado. El equipo de investigación asegura la comprensión de las tareas experimentales.
Si se utiliza más de una herramienta de respuesta, como un botón en cada mano, es importante definir qué herramienta de respuesta corresponde a la que responder. Un niño puede no saber la diferencia entre izquierda y derecha. Un animal de peluche (por ejemplo, un mono) se puede colocar junto a un lado del niño. En lugar de las instrucciones de "pulsar el botón derecho", las instrucciones que se cambian a "pulsar el botón del mono".
5) Reglas de la comunicación: Durante la capacitación se enseña al niño que una prensa de mano suave en sus señales de la pierna que se están moviendo demasiado. Esta señal sirve de medio de la posibilidad de comunicación entre el equipo de investigación y el niño durante el experimento fMRI real. Se explica al niño que habla debe ser evitado durante la adquisición de la imagen, ya que podría interferir con la ejecución de la tarea experimental y la calidad de los datos de impacto.
6) Breve pausa / juego de dados: Durante un receso, los dados se puede utilizar para determinar un orden aleatorio en el que los partidos se jugarán durante el experimento fMRI. Esto asegura que la asignación al azar entre los participantes.
7) La repetición de los puntos principales: Antes de comenzar el experimento de resonancia magnética funcional, se recomienda que el investigador repetir las reglas más importantes para la sesión de neuroimagen para el niño. Con el fin de minimizar las demandas de memoria en los niños pequeños, es útil para resumir la información crítica en algunos puntos principales y reiterar los largo de la sesión.
8) Resolución de problemas: Cuando un niño vacila en tomar parte en la sesión de entrenamiento o experimento fMRI, los investigadores se les aconseja (1) actuar de inmediato, (2) ofrecer a tomar un descanso, (3) abordar los problemas y asegurar que la participación es voluntaria , y según la elección del niño o la sesión se interrumpió de forma anticipada, o (4) las estrategias de juego tal como se recomienda por los terapeutas de juego 12,26 se utilizan para ayudar a un niño más ansioso se sienta cómodo con el nuevo entorno. Es importante utilizar enfoques flexibles que permiten a un niño a participar a un ritmo que sea cómodo para ellos. Sin embargo, la elección del niño en la participación tiene que ser evidente.
9) la formación MRI escáner sin burlarse: Si los investigadores o los médicos no tienen acceso a un área del escáner simulado, las estrategias de juego como el usado por los terapeutas juego son muy recomendables 26. Por ejemplo, una sesión de neuroimagen se pueden simular mediante el uso de imágenes o un modelo de un escáner de RM 12. Además, los enfoques de comportamiento mediante la desensibilización y técnicas de comportamiento operante 13-15,17,23 han ayudado a reducir la angustia en los niños y aumentar el número de niños de completar con éxito su período de sesiones de neuroimagen.
Neuroimagen pediátrica Sesión III: Break y detección de metales
10) de detección de metales: Antes de entrar en la sala de resonancia magnética, todos los participantes y los padres deben llenar y firmar un formulario de evaluación de resonancia magnética. Además, el niño necesita ser revisado para los objetos de hierro. Un detector de metales de mano o un imán puede ser utilizado para introducir la selección en broma (por ejemplo, "pretender que estamos en el aeropuerto").
Neuroimagen pediátrica Sesión IV: Experimento fMRI (de 45 a 60 min)
General: Durante el experimento fMRI, el mayor reto para muchos niños es quedarse muy quieto durante un largo periodo de tiempo. Se recomienda mantener cada experimento lo más corto posible, o para dividir el experimento en dos corridas experimentales. En nuestra experiencia, los tiempos de riego de imágenes con un máximo de cinco a siete minutos han demostrado ser realizables a la edad de los niños de primaria o menos. La longitud total de la sesión de imágenes también deben ser considerados. Sin embargo, es más fácil para un niño que pasar por una sesión de imágenes de largo con varios cortos experimentales que corre para completar una sesión más corta con más corridas experimentales. Experimentos de neuroimagen a menudo emplean un diseño de bloques en los que diferentes condiciones de la tarea experimental se presentan en una serie de bloques posteriores. Los niños pueden fácilmente confundirse con changtarea ING demandas dentro de una carrera experimental y por lo tanto se recomienda mantener las condiciones de trabajo separados (por ejemplo, mediante muestreo en dos condiciones de trabajo diferentes en dos corridas experimentales posteriores, con un descanso en el medio).
11) Facilitar la transición: Para facilitar la transición del niño a la sala de resonancia magnética actual, el niño está acompañado por un miembro del personal de investigación y puede optar por llevar a lo largo de un padre y el hijo de animal de peluche favorito, siempre y cuando el juguete no contiene hierro las partes. Además un miembro del equipo de investigación se recomienda para acompañar al niño.
12) Revise el equipo: la posición de la pantalla y el espejo (para los experimentos visuales), el volumen de sonido (para los experimentos auditiva), y las herramientas de respuesta deben ser revisados y protección para los oídos (por ejemplo, tapones para los oídos) debe ser siempre para los asistentes en la sala de resonancia magnética. Revise las herramientas de respuesta y la configuración con ejemplos aplicados (por ejemplo, preguntas jugar con el niño para probar la configuración de audio y que el niño les contesta). El equipo de investigación debe garantizar que cada miembro de la familia presente en la sala de resonancia magnética recibió información sobre el comportamiento apropiado y las reglas, especialmente en materia de seguridad.
13) fMRI / experimental la realización de tareas: instrucciones de la tarea se debe repetir antes del inicio de cada juego (tarea experimental). Después de cada juego, el gráfico adhesivo virtuales recompensa la cooperación del niño. Mientras que en el escáner de RM, la comodidad del niño y el movimiento debe ser monitoreado. La presencia de un miembro del equipo de investigación en el cuarto de la RM ha demostrado ser muy ventajoso, el niño el bienestar y el comportamiento se puede observar, y de la comunicación y la motivación esencial de retroalimentación se puede dar directamente al niño. Movimiento de la cabeza del niño puede ser observado por el actual miembro del equipo de investigación en la sala de resonancia magnética o por el investigador el control de la adquisición de la imagen exterior de la sala de resonancia magnética. Una prensa de mano suave practicada durante la sesión de entrenamiento de las señales para el niño que se mueva demasiado. Para los experimentos con varias corridas experimentales, de una manera breve descanso de media durante la sesión de neuroimagen mantiene comodidad. Como un factor de motivación durante el descanso, el niño puede mostrar imágenes de su propio cerebro.
14) la adquisición de imágenes estructurales: la adquisición de la imagen MR Finalmente estructural requiere que el participante se encuentran aún sin realizar ninguna tarea experimental. El niño puede ser entretenido viendo una película corta durante este tiempo. Ejemplos de películas recomendadas apropiadas son las películas o documentales de animales, ya que son agradables y poco probable para inducir risa que puede conducir a movimientos de la cabeza durante la adquisición de la imagen. El niño maneja restricción de movimiento durante el tiempo de adquisición de imágenes con más facilidad si se le dice que las imágenes adquiridas durante este tiempo se les presenta como un regalo para llevar a casa, como un CD con imágenes del cerebro del niño.
15) Cierre: adquisición de la imagen Una vez que se haya completado el procedimiento de reembolso sigue incluyendo regalos, premios y un CD con imágenes cerebrales adquiridas por el niño para llevar a casa.
Resultados representante
El uso de protocolos de preparación adecuada y favorable a los niños técnicas de imagen influye positivamente en la cooperación, la motivación y la experiencia de nuestros niños y niñas participantes y sus familias. El uso de este protocolo reduce el movimiento en general y por lo tanto aumenta la posibilidad de obtener imágenes de alta calidad sin el uso de sedación o GA.
Utilizando el protocolo actual que han obtenido recientemente los datos cerebrales estructurales y funcionales de imagen para un grupo de pre-escolares (de 4,9 a 6,3 años / edad media 5,5 años). Más del 95% de todos los niños han sido capaces de completar una sesión de neuroimagen incluida la formación escáner maqueta y experimento fMRI. Las directrices y los procedimientos presentados en este protocolo se han diseñado para las sesiones de neuroimagen pediátrica. Sin embargo, el principio general y muchas de las herramientas descritas se pueden aplicar a sesiones de formación de imágenes pediátrica en general, tales como la adquisición de imágenes de otras partes del cuerpo.
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Discussion
La aparición de la resonancia magnética funcional y estructural para estudiar el cerebro humano ha facilitado la posibilidad de examinar típicos, así como la estructura cerebral atípica y las funciones y por lo tanto tiene un gran potencial tanto para fines de investigación y clínica 6. Sin embargo, los estudios de resonancia magnética en los grupos de edad más jóvenes siguen siendo menos numerosos en comparación con las de los adultos, adolescentes o niños, que se debe principalmente a dificultades técnicas y prácticas cuando se realizan sesiones de neuroimagen pediátrica. El actual protocolo de video-presenta soluciones prácticas frente a los principales desafíos prácticos que puede haber impedido la realización de grupos de investigación (f) los experimentos de resonancia magnética en niños pequeños.
Desafíos de la neuroimagen pediátrica son numerosas, pero los investigadores coinciden en que los dos principales obstáculos a superar son: nivel de ansiedad / angustia y el movimiento de los participantes 2,4,7,25. La ansiedad y la angustia son frecuentes en los pacientes sometidos a procedimientos clínicos de imágenes. Se estima que el 4-20% de todos los pacientes se niegan a someterse a la sesión de resonancia magnética o terminar una sesión de imágenes antes de la terminación 27. Una sesión de imágenes clínicas incompletas puede tener graves consecuencias ya que podría retrasar el diagnóstico y el tratamiento de 22 posibles. Sesiones de resonancia magnética en niños se ha informado de imponer mayores niveles de ansiedad / angustia 7,18. Sin embargo, Rosenberg et al., (1997) pudo demostrar que la angustia en los niños de 6 a 17 pueden reducirse significativamente mediante la preparación cuidadosa tema, incluyendo el uso de escáneres de burla.
El ruido intenso generado por escáner el traslado de bobinas de gradiente durante la adquisición de la imagen convencional de continua es una causa potencial para la ansiedad o el malestar 28. Este ruido de fondo del escáner (SBN), no sólo puede causar ansiedad y malestar en el participante, pero potencialmente puede interferir con los paradigmas experimentales (por ejemplo, durante las tareas de atención auditiva o 29,30. Una forma de soslayar la exposición a la SBN es el uso de los datos intercalados diseños de adquisición, tales como el comportamiento del gradiente intercalados (BIG), técnica de muestreo de 31,32 o escasa temporal 29,30,33-36 (ver Gaab et al. 2007 para una discusión detallada sobre las ventajas y desventajas de los diseños de "silencio" de imagen).
Como un obstáculo más a superar, restricción del movimiento es necesario para obtener alta calidad y datos relevantes para el diagnóstico. En la práctica clínica, los niños menores de cierta edad (por lo general entre 6 a 8 años) a menudo son imágenes con sedación o anestesia general (GA) 20. Sin embargo, además de los posibles riesgos para el niño, GA y sedación tanto conducir a un aumento de imágenes en tiempo y costos más altos debido a la utilización de personal externo, equipos y medicamentos 23. La sedación o la Asamblea General no se utiliza durante la resonancia magnética funcional, debido a su potencial influencia sobre el contraste de la sangre dependencia nivel de contraste (BOLD) 1. Además, muchas de las tareas de neuroimagen requieren que el niño esté alerta y respuesta.
Se ha demostrado que la terapia de juego, la simulación y los enfoques conductuales (por ejemplo, la terapia cognitivo-conductual, el refuerzo de la conducta) son los métodos más eficaces para reducir la ansiedad, reducir el movimiento en general y para la IRM sin sedación en niños de tan sólo 3 años de edad 23,14. El protocolo actual incorpora ideas y elementos de las técnicas de manejo de la conducta principal hasta la fecha en un protocolo de neuroimagen completa y por lo tanto tiene como objetivo ofrecer a los investigadores, así como los médicos de manos sobre las directrices para diseñar y realizar sesiones de formación de imágenes con los niños despiertos, los jóvenes. El uso del protocolo actual ha demostrado que incrementa el número de niños capaces de completar con éxito una sesión de neuroimagen. La utilización de un niño de usar y edad protocolo adecuado de neuroimagen pediátrica puede permitir a los médicos para reducir el uso de sedación o anestesia general en niños sometidos a procedimientos de imagen y se espera que aumente la aparición de los estudios por imágenes pediátrico en grupos de menor edad.
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Acknowledgments
Agradecemos a los niños participantes y sus familias, todo el personal del Hospital Infantil de Boston (CHB), con especial agradecimiento a los técnicos de la RM, sin los cuales nuestros estudios no se pudo realizar. Estamos especialmente agradecidos a Arnold Cyr para la participación y ayuda durante nuestra sesión de vídeo y Gerente de Operaciones Patricia Devine en el Waltham CHB. Gracias a la investigación y el personal técnico de Athinoula MIT A. Martino Centro de Imagen para el intercambio de experiencias en la adquisición de imagen de resonancia magnética y análisis.
Esta investigación fue financiada por el Charles H. Hood Foundation, del Hospital Infantil de Boston piloto de subvención y los suizos de la Fundación Nacional (RMN)
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