a funkcionálismr kihívásaiés szentágothai tk - semmelweis … · 2016-08-03 · szentágothai...

Szentágothai TK -Semmelweis EgyetemMR Kutatóközpont

A funkcionális MR kihívásai éslehetőségei gyermekkorban –esetsorozat

1Kozák Lajos Rudolf, 1Szabó Ádám, 2Hegyi Márta, 1Barsi Péter, 1Rudas Gábor1Semmelweis Egyetem, MR Kutatóközpont, Budapest2Magyarországi Református Egyház Bethesda Gyermekkórháza, NeurológiaiOsztály, 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 deoxiHbszuszceptibilitás 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

Feladat-alapú fMR� Megfelelő időzítéssel ellátott

feladatot végez az alany/beteg � A feladattal korreláló BOLD

aktivitásokat általános lineáris modell (GLM) elemzéssel

Nyugalmi fMR� 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

�

�

Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest

Meg kell keresni az adott területet aktiváló feladatot!Meg kell keresni az adott területet aktiváló feladatot!Meg kell keresni az adott területet aktiváló feladatot!Meg kell keresni az adott területet aktiváló feladatot!

Feladat-alapú fMR� Megfelelő időzítéssel ellátott

feladatot végez az alany/beteg � A feladattal korreláló BOLD

aktivitásokat általános lineáris modell (GLM) elemzéssel

�

�

Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest

az adott feladat végrehajtása során aktív területek

Feladat-alapú fMR� Megfelelő időzítéssel ellátott

feladatot végez az alany/beteg � A feladattal korreláló BOLD

aktivitásokat általános lineáris modell (GLM) elemzéssel

�

�

Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest

Feladat-alapú fMR el őnyei

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.

Feladat-alapú fMR� Megfelelő időzítéssel ellátott

feladatot végez az alany/beteg � A feladattal korreláló BOLD

aktivitásokat általános lineáris modell (GLM) elemzéssel

�

�

Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest

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 j elent

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!El kell különíteni a funkcionális egységeket, ill. meg kell keresni a kapcsolataikat!El kell különíteni a funkcionális egységeket, ill. meg kell keresni a kapcsolataikat!El kell különíteni a funkcionális egységeket, ill. meg kell keresni a kapcsolataikat!

Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest

Beckmann et al. Phil. Trans. R. Soc. B 360:1001-1013, 2005

ICA

van den Heuvel & Hulshoff Pol, Eur Neuropsychopharmacol. 20:519-34, 2010

SCA

�

�

Nyugalmi fMR� Az adatrögzítés „nyugalmi

állapotban” történik, nincs végrehajtandó feladat

� A korrelációs mintázatokat SCA ill. ICA segítségével azonosítjuk

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 el őnyei

• 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

� 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� 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

Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest

Szentágothai TK -Semmelweis EgyetemMR Kutatóközpont

3 éves fiúDg: jóindulatú daganat

Pre operativ vizsgálatok szedációban (propofoliv)

Anatómiai viszonyoka lézió helye

Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest

Jobb boka

Bal boka

Passzív mozgatásjobb és bal boka flexioja és extensioja

Funkcionális aktivációk az elvárt lokalizációbanKozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest

Szentágothai TK -Semmelweis EgyetemMR Kutatóközpont

7 éves fiúDg: hemispheralis polymicrogyria

Pre és postoperativ vizsgálatok szedációban(propofol iv)

Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest

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

Preop.

Postop

jobb kéz pre- és posztoperatív

Kozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest

Preop.

Postop

bal kéz pre- and posztoperatív

Funkcionális átrendez ődés az egészséges féltekébeKozák LR: fMRI gyermekkorban - MRT2016 - Budapest

Szentágothai TK -Semmelweis EgyetemMR Kutatóközpont

9 éves lányJobb Hesch gyrus környéki lézió

Képmegnevezésaxialis 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 EgyetemMR Kutatóközpont

lrkozak@gmail.com