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Tipo de Mídia:
Texto
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Formato:
.pdf
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Tamanho:
2,39
MB
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Título: |
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Inferência estatística em métodos de análise de ressonância magnética funcional |
Autor: |
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Brenno Caetano Troca Cabella
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Categoria: |
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Teses e Dissertações |
Idioma: |
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Português |
Instituição:/Parceiro |
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[cp] Programas de Pós-graduação da CAPES
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Instituição:/Programa |
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USP/RP/FÍSICA APLICADA À MEDICINA E BIOLOGIA |
Área Conhecimento |
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FÍSICA |
Nível |
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Mestrado
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Ano da Tese |
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2008 |
Acessos: |
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936 |
Resumo |
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No presente trabalho, conceitos de inferência estatística são utilizados para aplicação e comparação
de diferentes métodos de análise de sinais de ressonância magnética funcional. A idéia
central baseia-se na obtenção da distribuição de probabilidade da variável aleatória de interesse,
para cada método estudado e sob diferentes valores da relação sinal-ruído (SNR). Este objetivo
é atingido através de simulações numéricas da função resposta hemodinâmica (HRF) acrescida
de ruído gaussiano. Tal procedimento nos permite avaliar a sensibilidade e a especificidade dos
métodos empregados através da construção das curvas ROC (receiver operating characteristic)
para diferentes valores de SNR.
Sob específicas condições experimentais, aplicamos métodos clássicos de análise (teste t
de Student e correlação), medidas de informação (distância de Kullback-Leibler e sua forma
generalizada) e um método Bayesiano (método do pixel independente). Em especial, mostramos
que a distância de Kullback-Leibler (D) (ou entropia relativa) e sua forma generalizada são
medidas úteis para análise de sinais dentro do cenário de teoria da informação. Estas entropias
são usadas como medidas da "distância"entre as funções de probabilidade p1 e p2 dos níveis do
sinal relacionados a estímulo e repouso. Para prevenir a ocorrência de valores divergentes de D,
introduzimos um pequeno parâmetro d nas definições de p1 e p2. Estendemos a análise, apresentando
um estudo original da distância de Kullback-Leibler generalizada Dq (q é o parâmetro
de Tsallis). Neste caso, a escolha apropriada do intervalo 0 < q < 1 permite assegurar que Dq
seja finito. Obtemos as densidades de probabilidade f (¯D) e f (D¯q) das médias amostrais das variáveis
D e Dq , respectivamente, calculadas ao longo das N épocas de todo o experimento. Para
pequenos valores de N (N < 30), mostramos que f (¯D) e f (D¯q) são muito bem aproximadas
por distribuições Gamma (c2 < 0;0009). Em seguida, estudamos o método (Bayesiano) do pixel
independente, considerando a probabilidade a posteriori como variável aleatória e obtendo
sua distribuição para várias SNRs e probabilidades a priori. Os resultados das simulações
apontam para o fato de que a correlação e o método do pixel independente apresentam melhor
desempenho do que os demais métodos empregados (para SNR > -20 dB). Contudo, deve-se
ponderar que o teste t e os métodos entrópicos compartilham da vantagem de não se utilizarem
de um modelo para HRF na análise de dados reais. Finalmente, para os diferentes métodos,
obtemos os mapas funcionais correspondentes a séries de dados reais de um voluntário assintomático
submetido a estímulo motor de evento relacionado, os quais demonstram ativação nas
áreas cerebrais motoras primária e secundária. Enfatizamos que o procedimento adotado no
presente estudo pode, em princípio, ser utilizado em outros métodos e sob diferentes condições
experimentais. |
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