较长的扫描可以提高预测能力并降低大脑相关性研究的成本
Leon Qi Rong Ooi1,2,3,4,5, Csaba Orban2,3,5, Shaoshi Zhang1,2,3,4,5
1Integrative Sciences and Engineering Programme (ISEP), National University of Singapore, Singapore, Singapore.
Nature
|July 16, 2025
概括
优化全脑关联研究 (BWAS) 需要平衡样本大小和功能磁共振成像 (fMRI) 扫描时间. 较长的扫描效率高达30分钟,但更大的样本最终会产生更高的预测准确度.
科学领域:
- 神经成像
- 全脑协会研究 (BWAS)
- 神经科学
背景情况:
- 全脑协会研究 (BWAS) 面临着功能磁共振成像 (fMRI) 扫描时间和样本大小之间的权衡.
- 优先考虑其中一个可能会影响表型预测的准确性.
研究的目的:
- 在BWAS中开发一个理论模型,以优化样本大小和fMRI扫描时间之间的平衡.
- 确定最具成本效益的扫描时间,以最大限度地提高预测准确性.
主要方法:
- 导出了一个理论模型,将样本大小,扫描时间和预测准确度联系起来.
- 对9个fMRI数据集中的76个表型进行了验证.
- 分析了考虑到参与者的间接成本的成本效益.
主要成果:
- 随着样本大小和总扫描时间的增加,预测的准确性会增加.
- 样本大小最终对准确性更为关键,但较长的扫描 (≥20分钟) 更具成本效益.
- 30分钟扫描最具成本效益,比10分钟扫描节省22%.
结论:
- 通过共同优化样本大小和扫描时间,可以提高预测准确度并降低BWAS的成本.
- 建议最低扫描时间为30分钟,以实现成本效益高的预测性能.
- 最佳的扫描时间根据fMRI类型 (休息状态,基于任务) 和分析范围 (全脑,皮质下) 不同.


