Zkoumání vlivu nepřesností v experimentální stimulaci u fMRI
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Práce se zabývá zkoumáním vlivu nepřesností v provedení požadovaného úkolu (nepřesnost reakce na experimentální stimulaci) osobou, která podstupuje fMRI vyšetření. Práce je řešena v několika úrovních. Nejprve byl proveden teoretický rozbor problematiky nepřesností v provedení experimentu a byly realizovány simulace s využitím syntetických dat. Sledovány byly hodnoty proměnných v obecném lineárním modelu a vypočtená hodnota t-statistiky. Bylo zjištěno, že velikost odhadnutého efektu závisí lineárně na kovarianci resp. lineární kombinaci kovariancí, odpovídajících sloupců matic X a D. Dále bylo zjištěno, že při úrovních šumu obvyklých v reálných datech je složka reziduálního rozptylu způsobená nepřesnostmi prakticky zanedbatelná. Závislost t-statistiky na nepřesnosti je pak také lineární. Následně byly zjištěné charakteristiky ověřeny pomocí reálných dat. V zásadě byly potvrzeny všechny skutečnosti zjištěné v předchozí úrovni řešení práce. V poslední úrovni řešení jsem se zaměřil na potenciální uplatnění zjištěných charakteristik. Jsou diskutovány možnosti využití pro optimalizaci experimentu, možnosti korekce nepřesných dat a možnosti ohodnocení věrohodnosti nepřesných výsledků. Mezi možné praktické uplatnění patří zejména tvorba map maximální přípustné nepřesnosti, které vyznačují robustnější nebo naopak k chybě náchylné a nevěrohodné aktivace z reálných experimentů.
Aim of this work is to study the impact of inaccuracy in execution of required task (inaccuracy in subject’s behavioral response to experimental stimulation) by person who undergoes fMRI examination. The work is solved in several stages. First, theoretical analysis of inaccuracy in fMRI experiment was performed, and simulations with synthetic data were created. Several variables in general linear model and t-statistics were followed. We found that estimated effect size depends linearly on covariance between the corresponding columns of X and D matrices or their linear combination. The component of residual variance caused by inaccuracy is negligible at real-life noise levels. In such case, moreover, the dependence of t-statistics on inaccuracy becomes linear. Next, our theoretical results (dependencies/characteristics of variables) were verified using real data. All results were confirmed. Last, I focused on possible practical use of the uncovered characteristics and dependencies. Optimization of experimental design with respect to inaccuracy, correction of inaccurate results and reliability of inaccurate results are introduced and discussed. Especially, the calculation of maps of maximal tolerable inaccuracy can be useful to find robust or weak (tending to be not detected or to be significantly different from accurate value) activation in real fMRI experiments.
Aim of this work is to study the impact of inaccuracy in execution of required task (inaccuracy in subject’s behavioral response to experimental stimulation) by person who undergoes fMRI examination. The work is solved in several stages. First, theoretical analysis of inaccuracy in fMRI experiment was performed, and simulations with synthetic data were created. Several variables in general linear model and t-statistics were followed. We found that estimated effect size depends linearly on covariance between the corresponding columns of X and D matrices or their linear combination. The component of residual variance caused by inaccuracy is negligible at real-life noise levels. In such case, moreover, the dependence of t-statistics on inaccuracy becomes linear. Next, our theoretical results (dependencies/characteristics of variables) were verified using real data. All results were confirmed. Last, I focused on possible practical use of the uncovered characteristics and dependencies. Optimization of experimental design with respect to inaccuracy, correction of inaccurate results and reliability of inaccurate results are introduced and discussed. Especially, the calculation of maps of maximal tolerable inaccuracy can be useful to find robust or weak (tending to be not detected or to be significantly different from accurate value) activation in real fMRI experiments.
Description
Citation
MIKL, M. Zkoumání vlivu nepřesností v experimentální stimulaci u fMRI [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2009.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
Biomedicínská elektronika a biokybernetika
Comittee
prof. Ing. Jiří Jan, CSc. (předseda)
Ing. Josef Halámek, CSc. (člen)
Doc. Ing. Jan Kremláček, Ph.D. - oponent (člen)
prof. MUDr.Ing. Petr Hluštík, Ph.D. (člen)
RNDr. Jiří Michálek, CSc. - oponent (člen)
Ing. Robert Vích, DrSc. (člen)
doc. Ing. Michal Haindl, DrSc. (člen)
prof. Ing. Ivo Provazník, Ph.D. (člen)
doc. Ing. Aleš Drastich, CSc. (člen)
Date of acceptance
2009-12-11
Defence
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení