Szentágothai TK Semmelweis Egyetem MR Kutatóközpont
A funkcionális MR kihívásai és lehetőségei gyermekkorban – esetsorozat
1Kozák
Lajos Rudolf, 1Szabó Ádám, 2Hegyi Márta, 1Barsi Péter, 1Rudas Gábor 1Semmelweis
Egyetem, MR Kutatóközpont, Budapest 2Magyarországi Református Egyház Bethesda Gyermekkórháza, Neurológiai Osztály, Budapest
Az utóbbi két évtizedben a funkcionális MR (fMRI) technika teret nyert az agytumoros és epilepsziás betegek műtét előtti kivizsgálásában.
Az idén tíz éves MRKK-ban, a 2007 nyarán végzett első beszédaktivációs klinikai fMRI vizsgálatot
az azóta eltelt időszakban 466 ilyen vizsgálatot végeztünk változatos patológiájú betegeken az esetek túlnyomó többsége felnőtt, de mintegy 2%-ban gyermekeket is vizsgáltunk
A gyermekek fMRI vizsgálata speciális kihívásokat jelent Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest
a BOLD fMRI a neuronális aktivitások mérésének indirekt módszere (keringési válaszon keresztül) a BOLD fMR képalkotás az oxi- és deoxiHb szuszceptibilitás különbségén alapul (T2* hatás) Ogawa et al., PNAS 87:9868-9872, 1990
Arthurs & Boniface TiNS 25:27-31, 2002 Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest
Nyugalmi fMR
Feladat-alapú fMR
Megfelelő időzítéssel ellátott feladatot végez az alany/beteg A feladattal korreláló BOLD aktivitásokat általános lineáris modell (GLM) elemzéssel
Az adatrögzítés „nyugalmi állapotban” történik, nincs végrehajtandó feladat A korrelációs mintázatokat SCA ill. ICA segítségével azonosítjuk
Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest
Feladat-alapú fMR
Megfelelő időzítéssel ellátott feladatot végez az alany/beteg A feladattal korreláló BOLD aktivitásokat általános lineáris modell (GLM) elemzéssel
Meg kell keresni az adott területet aktiváló feladatot! Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest
Feladat-alapú fMR
Megfelelő időzítéssel ellátott feladatot végez az alany/beteg A feladattal korreláló BOLD aktivitásokat általános lineáris modell (GLM) elemzéssel
az adott feladat végrehajtása során aktív területek Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest
Feladat-alapú fMR
Megfelelő időzítéssel ellátott feladatot végez az alany/beteg A feladattal korreláló BOLD aktivitásokat általános lineáris modell (GLM) elemzéssel
Feladat-alapú fMR előnyei A megfelelő feladatok megtervezésével szinte bármilyen kognitív funkciót kiszolgáló rendszer térképezhető ill. aktivitásának szintjéről következtetések vonhatóak le • Szógenerálás beszéd-hálózat részei (Broca, Wernicke) • Fogadásos feladat Döntéshozatalban részt vevő területek (pl. ACC) • Érzelemfelismerés Amygdala, limbikus rendszer • N-back feladatok munkamemória • Stb., stb. Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest
Feladat-alapú fMR
Megfelelő időzítéssel ellátott feladatot végez az alany/beteg A feladattal korreláló BOLD aktivitásokat általános lineáris modell (GLM) elemzéssel
Feladat-alapú fMR hátrányai • Bizonyos funkciók esetén nem egyszerű megtalálni az optimális feladatot • Aktív kooperációt igényel az alany/beteg részéről • gyermekkorban a kooperáció igénye külön problémát jelent
Van-e alternatív megoldás?
Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest
Nyugalmi fMR
Az adatrögzítés „nyugalmi állapotban” történik, nincs végrehajtandó feladat A korrelációs mintázatokat SCA ill. ICA segítségével azonosítjuk
El kell különíteni a funkcionális egységeket, ill. meg kell keresni a kapcsolataikat! Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest
Nyugalmi fMR
Az adatrögzítés „nyugalmi állapotban” történik, nincs végrehajtandó feladat A korrelációs mintázatokat SCA ill. ICA segítségével azonosítjuk
SCA
ICA
van den Heuvel & Hulshoff Pol, Eur Neuropsychopharmacol. 20:519-34, 2010
Beckmann et al. Phil. Trans. R. Soc. B 360:1001-1013, 2005
Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest
Nyugalmi fMR
Az adatrögzítés „nyugalmi állapotban” történik, nincs végrehajtandó feladat A korrelációs mintázatokat SCA ill. ICA segítségével azonosítjuk
Nyugalmi fMR előnyei • •
gyors, könnyen kivitelezhető kooperációra képetelen páciens is végrehajtható
Nyugalmi fMR hátrányai • •
nem feladatspecifikus, ezért csak a funkcionális hálózatokról ill. egyes régiók funkcionális kapcsolatairól tud információt adni a különféle feldolgozó- és elemzőszoftverek eltérő eredményre vezetnek a feldolgozás módjától függően
Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest
Ha nem tud kooperálni a gyermek
túl fiatal kognitív problámái vannak
Passzív feladatok
passzív mozgatás (akár szedáció mellett) passzív szöveghallgatás
Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest
Ha nem tud kooperálni a gyermek
Passzív feladatok
túl fiatal kognitív problámái vannak passzív mozgatás (akár szedáció mellett) passzív szöveghallgatás
Ha képes kooperációra: Adaptált feladatok
Szöveghallgatás során: mese Képmegnevezés során: speciális képsorozat Szógenerálás: szókategóriák megtanulásával, begyakorlásával Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest
Szentágothai TK Semmelweis Egyetem MR Kutatóközpont
3 éves fiú Dg: jóindulatú daganat Pre operativ vizsgálatok szedációban (propofol iv)
Anatómiai viszonyok a lézió helye
Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest
Passzív mozgatás jobb és bal boka flexioja és extensioja
Jobb boka
Bal boka
FunkcionálisKozák aktivációk az elvárt lokalizációban LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest
Szentágothai TK Semmelweis Egyetem MR Kutatóközpont
7 éves fiú Dg: hemispheralis polymicrogyria Pre és postoperativ vizsgálatok szedációban (propofol iv)
Kozák és mtsai. Ideggyógy Sz 2009
Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest
Kozák et al. Ideggyógy SZ 2009
ESES
Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest
Kozák et al. Ideggyógy SZ 2009
Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest
jobb kéz pre- és posztoperatív
Preop.
Postop
Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest
bal kéz pre- and posztoperatív
Preop.
Postop
Funkcionális átrendeződés az egészséges féltekébe Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest
Szentágothai TK Semmelweis Egyetem MR Kutatóközpont
9 éves lány Jobb Hesch gyrus környéki lézió
Képmegnevezés axialis 3mm-es szeletek
Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest
Hallás utáni szövegértés axialis 3mm-es szeletek
Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest
A szenzomotoros rendszer térképezése az irodalmi adatoknak megfelelően már kisgyermekkortól lehetséges passzív mozgatásos feladatok alkalmazásával.
A szedációban végzett fMRI vizsgálatok, és általában az epilepsziás betegen végzett fMRI vizsgálatok során különös figyelmet kell fordítani arra, hogy az epilepsziás aktivitás adott esetben elfedheti az elvárt aktivitások megjelenését, ezt megfelelő premedikációval esetenként ki lehet védeni.
Gyermekkorban a feladatok életkorhoz igazítása elősegíti az éber beszédfunkciós fMRI térképezés végrehajtását.
Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest
Szentágothai TK Semmelweis Egyetem MR Kutatóközpont
[email protected]
