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イソフラン-レミフェンタニル麻酔の併用により，重度のてんかんおよび知的障害を有する小児における安静時fMRIが可能となった．
Combined Isoflurane-Remifentanil Anaesthesia Permits Resting-State fMRI in Children with Severe Epilepsy and Intellectual Disability.
PMID: 32623611 DOI: 10.1007/s10548-020-00782-5.
抄録
頭部の動きは，幼児や認知・行動障害のある患者を含む，覚醒状態でのスキャンに耐えられない患者では，機能的MRI（fMRI）の重要な障害となる．全身麻酔は動きを最小限に抑え，患者の快適性を確保することができるが，小児におけるfMRIに最適な麻酔法は不明である．本研究では，小児期に発症し，知的障害を伴う重度の小児てんかんであるLennox-Gastaut症候群の患者11名（平均年齢9.8歳）を対象に，麻酔下fMRIの実施可能性を検証した．fMRIの撮影には，臨床的に指示されたMRIセッション中に，我々がてんかん脳神経外科に通常投与している低用量イソフルラン（0.8％以下の潮汐末濃度）とレミフェンタニル（0.1mcg/kg/分以下）の併用麻酔法を用いた．グループレベルの独立成分分析を用いて、麻酔を受けた患者における結果を、麻酔を受けていない同様の年齢の健康な子供536人の「Generation R」研究から得られた安静時ネットワークテンプレートと空間的に比較することにより、安静時ネットワークの存在を評価した（Muetzelら、Hum Brain Mapp 37(12):4286-4300, 2016）。麻酔をしていない健常児で一般的に研究されている多数の安静時ネットワークは、デフォルトモード、センサー運動、前頭頂部ネットワークなど、麻酔をした患者では容易に同定できた。これらのネットワークに関連した独立成分のタイムコースは、高いダイナミックレンジと0.1Hz以下の時間的パワーを含む、fMRI信号の変動のニューロン起源を示唆するスペクトル特性を示した。これらの結果は，小児における麻酔下fMRIの技術的実現可能性を示しており，安静時fMRIの臨床応用（例えば，脳外科手術の計画など）を，スキャンが困難な様々な患者群にまで拡大するためには，イソフラン-レミフェンタニル麻酔の併用が有効であることを示唆している．
Head motion is a significant barrier to functional MRI (fMRI) in patients who are unable to tolerate awake scanning, including young children or those with cognitive and behavioural impairments. General anaesthesia minimises motion and ensures patient comfort, however the optimal anaesthesia regimen for fMRI in the paediatric setting is unknown. In this study, we tested the feasibility of anaesthetised fMRI in 11 patients (mean age = 9.8 years) with Lennox-Gastaut syndrome, a severe form of childhood-onset epilepsy associated with intellectual disability. fMRI was acquired during clinically-indicated MRI sessions using a synergistic anaesthesia regimen we typically administer for epilepsy neurosurgery: combined low-dose isoflurane (≤ 0.8% end-tidal concentration) with remifentanil (≤ 0.1 mcg/kg/min). Using group-level independent component analysis, we assessed the presence of resting-state networks by spatially comparing results in the anaesthetised patients to resting-state network templates from the 'Generation R' study of 536 similarly-aged non-anaesthetised healthy children (Muetzel et al. in Hum Brain Mapp 37(12):4286-4300, 2016). Numerous resting-state networks commonly studied in non-anaesthetised healthy children were readily identifiable in the anaesthetised patients, including the default-mode, sensorimotor, and frontoparietal networks. Independent component time-courses associated with these networks showed spectral characteristics suggestive of a neuronal origin of fMRI signal fluctuations, including high dynamic range and temporal frequency power predominantly below 0.1 Hz. These results demonstrate the technical feasibility of anaesthetised fMRI in children, suggesting that combined isoflurane-remifentanil anaesthesia may be an effective strategy to extend the emerging clinical applications of resting-state fMRI (for example, neurosurgical planning) to the variety of patient groups who may otherwise be impractical to scan.