Original title: Zkoumání vlivu nepřesností v experimentální stimulaci u fMRI
Translated title: Impact of Inaccuracy in fMRI Experimental Stimulation
Authors: Mikl, Michal ; Kremláček,, Jan (referee) ; Michálek, Jiří (referee) ; Drastich, Aleš (advisor)
Document type: Doctoral theses
Year: 2009
Language: cze
Publisher: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract: [cze] [eng]
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.
Keywords: fMRI experiment; GLM; inaccuracy of response; optimalization of experiment; reliability of results; simulations; statistical analysis; fMRI experiment; GLM; nepřesnost reakce; optimalizace experimentu; simulace; statistická analýza; věrohodnost výsledků

Institution: Brno University of Technology (web)
Document availability information: Fulltext is available in the Brno University of Technology Digital Library.
Original record: http://hdl.handle.net/11012/2746

Permalink: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-233482


The record appears in these collections:
Universities and colleges > Public universities > Brno University of Technology
Academic theses (ETDs) > Doctoral theses