A funkcionális MR kihívásai és lehetőségei gyermekkorban esetsorozat

Átírás

1 Szentágothai TK - Semmelweis Egyetem MR Kutatóközpont A funkcionális MR kihívásai és lehetőségei gyermekkorban esetsorozat 1 Kozák Lajos Rudolf, 1 SzabóÁdám, 2 HegyiMárta, 1 BarsiPéter, 1 RudasGábor 1 Semmelweis Egyetem, MR Kutatóközpont, Budapest 2 Magyarországi ReformátusEgyházBethesda Gyermekkórháza, Neurológiai Osztály, Budapest

2 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

3 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: , 1990 Arthurs & Boniface TiNS 25:27-31, 2002

4 Feladat-alapú fmr Nyugalmi 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

5 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!

6 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

7 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.

8 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?

9 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!

10 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: , 2005

11 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

12 Ha nem tud kooperálni a gyermek túl fiatal kognitív problámái vannak Passzív feladatok passzív mozgatás (akár szedáció mellett) passzív szöveghallgatás

13 Ha nem tud kooperálni a gyermek túl fiatal kognitív problámái vannak Passzív feladatok passzív mozgatás (akár szedáció mellett) passzív szöveghallgatás Ha képes kooperációra: Adaptált feladatok Szöveghallgatás során: mese Képmegnevezés során: speciális képsorozat Szógenerálás: szókategóriák megtanulásával, begyakorlásával

14 Szentágothai TK - Semmelweis Egyetem MR Kutatóközpont 3 éves fiú Dg: jóindulatú daganat Pre operativ vizsgálatok szedációban(propofol iv)

15 Anatómiai viszonyok a lézió helye

16 Passzív mozgatás jobb és bal boka flexioja és extensioja Jobb boka Bal boka Funkcionális aktivációk az elvárt lokalizációban

17 Szentágothai TK - Semmelweis Egyetem MR Kutatóközpont 7 éves fiú Dg: hemispheralis polymicrogyria Pre és postoperativ vizsgálatok szedációban (propofol iv)

18 Kozák és mtsai. Ideggyógy Sz 2009

19 Kozák et al. Ideggyógy SZ 2009 ESES

20 Kozák et al. Ideggyógy SZ 2009

21 jobb kéz pre- és posztoperatív Preop. Postop

22 bal kéz pre- and posztoperatív Preop. Postop Funkcionális átrendeződés az egészséges féltekébe

23 Szentágothai TK - Semmelweis Egyetem MR Kutatóközpont 9 éves lány Jobb Hesch gyrus környéki lézió

24 Képmegnevezés axialis 3mm-es szeletek

25 Hallás utáni szövegértés axialis 3mm-es szeletek

26 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.

27 Szentágothai TK - Semmelweis Egyetem MR Kutatóközpont lrkozak@gmail.com