扫描持续时间和样本大小对静止状态fMRI动态因果建模分析可靠性的影响

科学领域:

• 神经成像和计算神经科学
• 脑连接分析 脑连接分析

背景情况:

• 静止状态功能磁共振成像 (rsfMRI) 显示测试复试可靠性较低,这是临床和研究应用的重大限制.
• 提高rsfMRI可靠性的传统方法,如延长扫描持续时间和更大的样本大小,存在实际挑战,特别是在罕见种群中.

研究的目的:

• 评估动态因果建模 (DCM) 的有效性,这是一个先进的大脑连接技术,用于提高fMRI有效连接 (EC) 度量的可靠性.
• 为了确定DCM是否可以实现可接受的可靠性,而不需要极长的扫描时间或非常大的样本大小.

主要方法:

• 动态因果建模 (DCM) 应用于休息状态功能磁共振成像 (rsfMRI) 数据来自人类结合体项目.
• 评估了四个不同的DCM,样本大小在10个排列中逐渐增加,以确保公正的评估.
• 伪真实阳性和假阳性率用于评估较短扫描持续时间 (10.8分钟) 和较小样本大小 (n=20,40) 与最长持续时间 (28.8分钟) 和最大样本 (n=160) 的可靠性.

主要成果:

• 在所有分析中,伪假阳性率保持在0.05以下.
• 扫描时间为10.8分钟,伪真实阳性率为92%,较长的扫描时间没有进一步的改善.
• 样本大小显著提高了伪真实阳性率,在实质有效连接指标的n=70个受试者中停滞不前,无论扫描持续时间 (10.8或28.8分钟).

结论:

• 动态因果建模 (DCM) 分析提供了一种可行的方法,可以从rsfMRI数据中获得可靠的有效连接 (EC) 度量.
• 即使在样本大小或扫描时间存在限制的情况下,DCM也为实现可靠的大脑连接测量提供了实用解决方案.
• 这种先进的技术有望提高fMRI研究的稳定性,特别是在资源有限或特定患者群体的场景中.