Functional MRI (second edition) -- 8. Signal, Noise, and Preprocessing of fMRI Data

Experimental Design 分为：

• blocked designs: 用于detection，即确定task激活的区域
• event-related designs: 用于estimation，即确定时间上的变化

Analysis分为：

• voxelwise analysis
• region-of-analysis(ROI) analysis

衡量方法：

• structural MRI（$T_{1}$）: contrast-to-noise ratio(CNR)
• fMRI（$T_{2}^{*}$）: functional signal-to-noise ratio(functional SNR)（SNR指有刺激和baseline之间的信号比）

——————————————————————————————–

磁场强度影响：

• 磁场线性增长，信号平方增长，噪声线性增长，physiological noise平方增长
• 磁场增强会improve spatical specificity和spatial extent
• 磁场增强会造成susceptibility artifacts增强

————————————————————————————————
噪声来源

• 热噪声
• 系统噪声：field imhomogeneities, instabilities in the gradient field, off-resonace or loading effects, scanner drift(永磁体磁性逐渐减弱)
• Motion and physiological noise
• Non-task-related neural variability: 与task无关的其他连带神经变化。

• 个体差异：如每个人完成任务的时候想法步骤不同

  —————————————————————————————-
  预处理：

• Quality assurance：把不满足要求的图像挑出去
• slice acquisition time correction：隔行扫描造成的时间差，通过插值解决。
• head motion：rigid-body correction
• distortion correction：shimming coils，magnetic field map