Summary

Göra MR Barnets Play - Pediatric Neuroimaging protokoll, riktlinjer och arbetsordning

Published: July 30, 2009
doi:

Summary

Trots en ökad användning av strukturella och funktionella magnetisk resonanstomografi (fMRI) hos människor, förblir studie av unga barnpopulationer en utmaning. Vi presenterar en hands-on, steg-för-steg video protokoll inklusive riktlinjer för kliniker och forskare som avser att utföra (f) MRT hos små barn.

Abstract

Inom det senaste decenniet har det skett en ökad användning av strukturella och funktionella magnetisk resonanstomografi (fMRI) för att undersöka neurala grunden för mänsklig perception, kognition och beteende<sup> 1, 2</sup>. Dessutom har denna icke-invasiv imaging metoden vuxit till ett verktyg för kliniker och forskare att utforska typiska och atypiska hjärnans utveckling. Även om framsteg i neuroradiologiska verktyg och tekniker är uppenbara, (f) MR hos yngre barn och äldre är relativt ovanliga<sup> 2</sup>. Såväl praktiska som tekniska utmaningar när bildhantering barn nuvarande kliniker och forskargrupper med en unik uppsättning problem<sup> 3, 2</sup>. För att bara nämna några, är barnet deltagarna utmanas av ett behov av motivation, vakenhet och samarbete. Ångest kan vara en ytterligare faktor som måste lösas. Forskare och läkare behöver tänka på tidsbrist, restriktion för förflyttning, skanner bakgrundsljud och ovana med MR skanner miljön<sup> 2,4-10</sup>. En progressiv användning av funktionella och strukturella neuroradiologiska i de yngre åldersgrupperna kan dock ytterligare lägga till vår förståelse av hjärnans utveckling. Som ett exempel finns flera forskargrupper arbetar för närvarande för tidig upptäckt av störningar i utvecklingen, potentiellt till och med innan barnen närvarande tillhörande beteendemässiga egenskaper<sup> Eg11</sup>. Olika strategier och tekniker har rapporterats som ett sätt att säkerställa komfort och samarbete av små barn under neuroradiologiska sessioner. Lekterapi<sup> 12</sup>, Beteendemässiga metoder<sup> 13, 14,15, 16-18</sup> Och simulering<sup> 19</sup>, Användning av mock scanner områden<sup> 20,21</sup>, Grundläggande avslappning<sup> 22</sup> Och en kombination av dessa tekniker<sup> 23</sup> Har alla visat sig förbättra deltagarens efterlevnad och därmed MR datakvalitet. Ännu viktigare, har dessa strategier visat sig öka komforten i familjer inblandade och barn<sup> 12</sup>. En av de viktigaste framstegen av sådan teknik för klinisk praxis är möjligheten att undvika sedering eller generell anestesi (GA) som ett sätt att hantera barnens efterlevnad under MR-sessioner<sup> 19,20</sup>. I den aktuella videon rapporten presenterar vi en pediatrisk neuroradiologiska protokoll med riktlinjer och rutiner som har visat sig vara framgångsrika hittills i små barn.

Protocol

Vi har tagit med allmänna experimentella försök riktlinjer samt MR-specifika metoder 12-23 till en komplett neuroradiologiska protokoll som syftar till att vägleda forskare och kliniker vid neuroradiologiska sessioner med vakna barn så unga som fyra år. Först vill vi betona de allmänna riktlinjerna för testning anpassade för MRT-undersökningar. För det andra erbjuder vi en praktisk steg-för-steg beskrivning av våra neuroimaging protokollet. Enligt vår erfarenhet är en enda session på cirka 2,…

Discussion

Framväxten av funktionella och strukturella MRI för att studera den mänskliga hjärnan har underlättat möjligheterna att granska typiska samt atypiska hjärnans struktur och funktion och därför är mycket lovande för både forskning och kliniska ändamål 6. Men MR-studier i de yngre åldersgrupperna vara mindre talrika jämfört med de vuxna, ungdomar eller barn, vilket främst beror på tekniska och praktiska svårigheter när de utför pediatrisk neuroradiologiska sessione…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Vi tackar deltagande barn och familjer, all personal på barnsjukhuset i Boston (CHB) med särskild uppskattning för MR-tekniker, utan vilken våra studier inte kunnat genomföras. Vi är särskilt tacksamma för Arnold Cyr för deltagande och hjälp under vår video skjuta och till drift chef Patricia Devine vid CHB Waltham. Tack vare forskning och teknisk personal vid MIT: s Athinoula A. Martinos Imaging Center för att dela erfarenhet av MR-bild och analys.

Denna forskning har finansierats av Charles H. Hood Foundation, en Barnsjukhuset Boston pilot-bidraget och den schweiziska stiftelsen (NMR)

References

  1. Boecker, H. Current stage of fMRI applications in newborns and children during the first year of life. Rofo. 180 (8), 707-714 (2008).
  2. Bookheimer, S. Y. Methodological issues in pediatric neuroimaging. Ment Retard Dev Disabil Res Rev. 6 (3), 161-165 (2000).
  3. Souweidane, M. M. Brain mapping in sedated infants and young children with passive-functional magnetic resonance imaging. Pediatr Neurosurg. 30 (2), 86-92 (1999).
  4. Poldrack, R. A., Pare-Blagoev, E. J., Grant, P. E. Pediatric functional magnetic resonance imaging: progress and challenges. Top Magn Reson Imaging. 13 (1), 61-70 (2002).
  5. Macmaster, F. P., Rosenberg, D. R. Preparing children for MRI. Pediatr Radiol. 38 (3), 270-270 (2008).
  6. Wilke, M., Holland, S. K., Myseros, J. S., Schmithorst, V. J., Ball, W. S. Functional magnetic resonance imaging in pediatrics. Neuropediatrics. 34 (5), 225-233 (2003).
  7. Davidson, M. C., Thomas, K. M., Casey, B. J., J, B. Imaging the developing brain with fMRI. Ment Retard Dev Disabil Res Rev. 9 (3), 161-167 (2003).
  8. Sury, M. R., Harker, H., Begent, J., Chong, W. K. The management of infants and children for painless imaging. Clin Radiol. 60 (7), 731-741 (2005).
  9. Hunt, R. H., Thomas, K. M. Magnetic resonance imaging methods in developmental science: a primer. Dev Psychopathol. 20 (4), 1029-1051 (2008).
  10. O’Shaughnessy, E. S., Berl, M. M., Moore, E. N., Gaillard, W. D., D, W. Pediatric functional magnetic resonance imaging (fMRI): issues and applications. J Child Neurol. 23 (7), 791-801 (2008).
  11. Raschle, N. M., Chang, M., Lee, M., Buechler, R., Gaab, N. Examining Behavioral and Neural Pre-Markers of Developmental Dyslexia in Children Prior to Reading Onset. , (1985).
  12. Pressdee, D., May, L., Eastman, E., Grier, D. The use of play therapy in the preparation of children undergoing MR imaging. Clin Radiol. 52 (12), 945-947 (1997).
  13. Slifer, K. J., Cataldo, M. F., Cataldo, M. D., Llorente, A. M., Gerson, A. C. Behavior analysis of motion control for pediatric neuroimaging. J Appl Behav Anal. 26 (4), 469-470 (1993).
  14. Slifer, K. J., Bucholtz, J. D., Cataldo, M. D. Behavioral training of motion control in young children undergoing radiation treatment without sedation. J Pediatr Oncol Nurs. 11 (2), 55-63 (1994).
  15. Slifer, K. J. A video system to help children cooperate with motion control for radiation treatment without sedation. J Pediatr Oncol Nurs. 13 (2), 91-97 (1996).
  16. Tyc, V. L., Fairclough, D., Fletcher, B., Leigh, L., Mulhern, R. K., K, R. Children’s distress during magnetic resonance imaging procedures. Child Health Care. 24 (1), 5-19 (1995).
  17. Slifer, K. J., Koontz, K. L., Cataldo, M. F. Operant-contingency-based preparation of children for functional magnetic resonance imaging. J Appl Behav Anal. 35 (2), 191-194 (2002).
  18. Byars, A. W. Practical aspects of conducting large-scale functional magnetic resonance imaging studies in children. J Child Neurol. 17 (12), 885-890 (2002).
  19. Rosenberg, D. R. Magnetic resonance imaging of children without sedation: preparation with simulation. J Am Acad Child Adolesc Psychiatry. 36 (6), 853-859 (1997).
  20. de Amorim e Silva, C. J., Mackenzie, A., Hallowell, L. M., Stewart, S. E., Ditchfield, M. R. Practice MRI: reducing the need for sedation and general anaesthesia in children undergoing MRI. Australas Radiol. 50 (4), 319-323 (2006).
  21. Epstein, J. N. Assessment and prevention of head motion during imaging of patients with attention deficit hyperactivity disorder. Psychiatry Res. 155 (1), 75-82 (2007).
  22. Lukins, R., Davan, I. G., Drummond, P. D. A cognitive behavioural approach to preventing anxiety during magnetic resonance imaging. J Behav Ther Exp Psychiatry. 28 (2), 97-104 (1997).
  23. Hallowell, L. M., Stewart, S. E., Amorim, E. S. C. T. d. e., Ditchfield, M. R. Reviewing the process of preparing children for MRI. Pediatr Radiol. 38 (3), 271-279 (2008).
  24. Preston, P. . Testing children : a practitioner’s guide to the assessment of mental development in infants and young children. , (2005).
  25. Kotsoni, E., Byrd, D., Casey, B. J. Special considerations for functional magnetic resonance imaging of pediatric populations. J Magn Reson Imaging. 23 (6), 877-886 (2006).
  26. Armstrong, T. S., Aitken, H. L. The developing role of play preparation in paediatric anaesthesia. Paediatr Anaesth. 10 (1), 1-4 (2000).
  27. Garcia-Palacios, A., Hoffman, H. G., Richards, T. R., Seibel, E. J., Sharar, S. R. Use of virtual reality distraction to reduce claustrophobia symptoms during a mock magnetic resonance imaging brain scan: a case report. Cyberpsychol Behav. 10 (3), 485-488 (2007).
  28. Cho, Z. H. Analysis of acoustic noise in MRI. Magn Reson Imaging. 15 (7), 815-822 (1997).
  29. Gaab, N., Gabrieli, J. D., Glover, G. H. Assessing the influence of scanner background noise on auditory processing. I. An fMRI study comparing three experimental designs with varying degrees of scanner noise. Hum Brain Mapp. 28 (8), 703-720 (2007).
  30. Gaab, N., Gabrieli, J. D., Glover, G. H. Assessing the influence of scanner background noise on auditory processing. II. An fMRI study comparing auditory processing in the absence and presence of recorded scanner noise using a sparse design. Hum Brain Mapp. 28 (8), 721-732 (2007).
  31. Bilecen, D., Radu, E. W., Scheffler, K. The MR tomograph as a sound generator: fMRI tool for the investigation of the auditory cortex. Magn Reson Med. 40 (6), 934-937 (1998).
  32. Eden, G. F., Joseph, J. E., Brown, H. E., Brown, C. P., Zeffiro, T. A. Utilizing hemodynamic delay and dispersion to detect fMRI signal change without auditory interference: the behavior interleaved gradients technique. Magn Reson Med. 41 (1), 13-20 (1999).
  33. Belin, P., Zatorre, R. J., Hoge, R., Evans, A. C., Pike, B. Event-related fMRI of the auditory cortex. Neuroimage. 10 (4), 417-429 (1999).
  34. Gaab, N., Gaser, C., Zaehle, T., Jancke, L., Schlaug, G., G, . Functional anatomy of pitch memory–an fMRI study with sparse temporal sampling. Neuroimage. 19 (4), 1417-1426 (2003).
  35. Hall, D. A. “Sparse” temporal sampling in auditory fMRI. Hum Brain Mapp. 7 (3), 213-223 (1999).
  36. Gaab, N., Gabrieli, J. D., Glover, G. H. Resting in peace or noise: scanner background noise suppresses default-mode network. Hum Brain Mapp. 29 (7), 858-867 (2008).

Play Video

Cite This Article
Raschle, N. M., Lee, M., Buechler, R., Christodoulou, J. A., Chang, M., Vakil, M., Stering, P. L., Gaab, N. Making MR Imaging Child’s Play – Pediatric Neuroimaging Protocol, Guidelines and Procedure. J. Vis. Exp. (29), e1309, doi:10.3791/1309 (2009).

View Video