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Comparison of different statistical analyses in visual stimulus fMRI - 21/03/08

Doi : JNR-04-2006-33-2-0150-9861-101019-200507562 

M. PEDERSEN [1 et 2],

F.A. BARRIOS [1 et 3]

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Resumen

Comparaison de différentes méthodes d’analyse statistique en IRMf visuelle

Dans cette étude sont évalués quatre méthodes reconnues d’analyse statistique d’IRM fonctionnelle à partir d’un paradigme de stimulation visuelle. Le paradigme de stimulation visuelle, appliqué à des sujets sains, consiste à projeter un échiquier (noir et blanc) en blocs de 10 secondes repos-activation. L’acquisition en imagerie parallèle (SENSE, Simultaneously, sensitivity encoding) a fait appel à une IRM 1,5 Teslas. Les analyses statistiques comprennent l’analyse du score Z au niveau cluster, le test de Student, le test de corrélation de Spearmann et la cross-correlation normalisée. Le nombre de pixels issus des différentes cartes statistiques, l’activité neuronale, a été retenu pour l’évaluation de ces quatre méthodes. Nos résultats montrent que l’index d’activité estimé à partir du nombre de pixels « activés », ne différait pas de façon importante entre ces quatre analyses statistiques. Seule la comparaison du score Z au niveau cluster et de la cross-correlation normalisée était significativement différente pour l’analyse de l’ensemble de l’encéphale. Ainsi, l’ensemble des méthodes donne des cartes statistiques similaires du cortex visuel pour l’analyse d’IRMf avec paradigme de stimulation visuelle.

Abstract

The present study evaluated four different clinically relevant statistical approaches with respect to a response to a visual stimulus paradigm. Healthy volunteers were subjected to a visual stimulus consisting of a checkerboard black-and-white box car pattern with on-off blocks of 10s. Simultaneously, sensitivity encoding (SENSE) dynamic MR imaging was acquired using a 1.5T MR system. Statistical analyses were conducted with z-cluster analysis, Student’s t-test, Spearman’s correlation, and time-series normalized cross-correlation. A figure-of-merit for neural activity was measured from calculated maps using pixel counting. The results demonstrated that the index of activity estimated from the number of “activated” pixels did not differ markedly among the four different statistical methods, except when comparing the cross-correlation statistics with z-clustering in the whole brain, implying that all methods lead to similar statistical information when using fMRI to map the activity of the visual cortex in response to a visual stimulus.


Mots clés : cross-correlation normalisée , test de Student , test de correlation de Spearman , comparaison d’analyse statistique

Keywords: normalized cross-correlation , Student’s t-test , Spearman’s correlation , Z-clustering , statistical comparison


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Vol 33 - N° 2

P. 81-86 - avril 2006 Regresar al número
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