fmri脑影像基础知识

基础概念整理
预处理概念整理

数据分析相关概念

时间点：时间序列中的一个点，也可以说是一个volume。

时间序列：随时间变化的脑影响数据。

Slice：某一时间节点扫描中的一层图像。

Volume：该时间节点内扫描的所有层图像总和。

MRI基础知识

MRI扫描仪：扫描人体内器官图像的仪器，分为功能磁共振（fmri），结构磁共振（smri）和弥散磁共振（dmri）。

静息态功能磁共振：扫描人体在静息状态下脑活动的功能图。

Remove first N time point：移除前N个时间点。在扫描的时候，最开始的几秒可能会出现扫描仪或者被试尚未准备好的情况，因此依据TR移除5-10个时间点更有利于实验。

Slice timing：时间层矫正。图像数据可能存在多种扫描顺序，如隔层扫描，其中还分奇数/偶数优先情况，因此需要进行矫正。当TR小于1s时可不进行此操作。

Head motion corrction：头动矫正。扫描中会存在头部轻微缓慢移动的情况，因此需要在预处理中进行配准。

Normalization：标准化。由于每个被试头部情况各不相同，因此需要将图像数据进行与模板的配准，分为一部配准法和两步配准法。

Spatial smoothing：平滑。由于功能像的噪音太多，因此通过smooth提高图像信噪比、减少被试内的配准误差以及提高正态比。

Detrend：去线性趋势。由于噪音的影响，图像信号出现向上的趋势，通过detrend函数将其掰正。

Nuisance covariates regression：回归协变量。扫描中的头动不仅会影响位置，也可能会影响到BOLD。

Filter：滤波。去除某一确定的频带以外的噪音。

指标概念整理

ALFF： ALFF指标可以衡量波动性。将频带范围0.01-0.08HZ以外的波动去除后，利用函数计算出剩下波动的power，用这些power值描绘出频域图，在对其进行开方、平均，求出mALFF图或zALFF图。若要进行ALFF，预处理就不进行fliter。

KCC-ReHo： 即局部一致性。以求得给定素的时间序列与周围特定范围内的其他体素时间序列的相似性。通常特定范围有三种，分别为faces（6+1=7个体素），edge（6+12+1=19个体素）和corners（6+12+8+1=27个体素），常用27个体素，将这27个体素的时间序列代入肯德尔系数计算，得出的结果就是ReHo值。ReHo值的范围是0-1，1即为完全一样。对ReHo值进行计算可得smReHo和szReHo值，用于后续统计。若要进行KCC-ReHo，预处理就不进行smooth。

功能连接：取两个体素的时间序列进行皮尔逊相关，最后进行费舍变换。

fALFF： 改进了ALFF对于生理噪声的敏感性，排除了低频范围的生理噪声影响。后做滤波。

DC：度中心性，代表了每个体素在全脑网络信息传输中的作用。用不同体素的时间序列做相关，在连接密度（FCD）中大于所筛值的体素个数为DC；在连接强度（FCS）中大于所筛值的体素的值之和为DC。

统计概念整理

假设检验：利用样本检验假设是否成立的统计方法。先建立假设，分为零假设H0和备择假设H1，假设为H0（μ1=μ2），H1（μ1≠μ2或μ1＞μ2或μ1＜μ2） 。通过所得数据计算统计量，确定检验水平和p值，最后通过统计结果进行推论。

双样本t检验：检验两个独立样本的未知总体之间的均值是否相等的统计方法。在实操是要注意方差齐性的问题，restplus默认方差齐。

配对样本t检验：检验同一被试在实验处理前后是否存在差异的统计方法。