Les Inférences Statistiques en IRMf Michel DOJAT U594
Inférences Statistiques Aspects Prétraitement – Réalignement – Correction Distorsions – Coregistering – Normalisation – Filtrage Aspects Traitements Statistiques – Matrice d’expérience – Analyse du décours temporel des voxels – Tests d’Hypothèses (contraste) – Analyse de GroupesExpérimentation Hypothèses Expérience Validation ? IRMF Effets K facteurs Mesure de Valeurs de Estimation des K d’influence variable la variable statistique facteurs sur la variable Y Mesure du signal BOLD Images Fonctionnelles Modèle : K1, …,Kn α , …, α 1 n Y =Κ α + … +α Κ + ε 1 1 n n • facteur sujet • effet sujet • facteur stimulus • effet condition • facteur temps • effet temps • facteur performance • effet performance • facteurs physiologiques • effets physiologiques • .... • ...Statistique Classique Carte d’activation cérébrale limitant : • l es faux positifs ( risque 1ère espèce ) • l es faux négatifs ( risque 2ème espèce ) Tests Statistiques (sous H0) rejet c onserve H0f VP FN Sensitivité = VP/(VP+FN) H0v FP VN Spécificité = VN/(VN+FP)Exemple : Dessin Expérimental (1) 1 sujet 12 p t = 3.1s t = 3.1s Condition B Condition A Pure insertion TR = 3.01 144 dynamiqu es 28 coupes d e 5 mm Voxe l = 4 x 4 x 5Temps Un modèle simple = β + β + 1 2 ε x x 1 2 Niveau de gris Y = X x β + ε ε Analyse pilotée par Une hypothèse erreur
Exemple : Plan d’ expériences (2) 1 sujet (S1) 2 conditions (A, B) A,B : 4 ...
MLG: Fondements (1)Les effets observés sur une variable (Voxel)mesurée sont une combinaison linéairedes facteurs d’influenceEffets stationnairesDistribution gaussiennedu bruit (bruit = fluctuations non expliquées par les facteurs d’influence retenus)au niveau duvoxelModèle Linéaire GénéraliséEffectuerdes inférences surdes régions cérébrales (activation/désactivation) en controllant l’erreurde type I
Modèle Linéaire GénéralParamètres[Fristonet al. HBM 2:189-210 95](p : 1 to P)jjj voxelsEstimationMatrice données=×paramètres+résidusScans (i:1 to I)ipi^yij=xip×βpj+εijyij=valeur mesurée au volume i duvoxeljconnuxip=valeur du facteur pauscani}(P<I)βpj=valeur de leffetp pour levoxel jà estimerεij=valeur résiduelle au volume i duvoxelj}Variance(ε) = εij∈N(0,σj2)
imageregressionFormulation matricielleY matrice d'observationX matrice d'expérience = ensemble de regresseursβmatrice des effetse matrice du bruitNotion de «bon»ou «mauvais»modèle)euqirtémarapedohtém(tiurbelrusesèhtopyHtêrétni-nonedsruetcaftêrétnisruetcafε+β)infX+ifX(=Y
bOesvrtaoin:Un modèle plus réalisteéRopsneenrunoYa=elcnoovuleéapralβ1X1+ β2X2+β3X3+εofnYc=itnoXéh+omydanimqβ111β12X1+β21X2 +β22X1 +β3X3+εeu..