A Paradigm Change in Functional Brain Mapping: Suppressing the Thermal Noise in fMRI
A Paradigm Change in Functional Brain Mapping: Suppressing the Thermal Noise in fMRI
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功能性脑图谱的范式变化：抑制功能磁共振成像中的热噪声
DOI：
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
K. Uğurbil
中科院分区：
文献类型：
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作者：
L. Vizioli;S. Moeller;Logan T Dowdle;M. Akçakaya;Federico De Martino;E. Yacoub;K. Uğurbil
功能磁共振成像（fMRI）已成为研究人类大脑的最有力的工具之一。然而，几乎所有的fMRI研究都有相对较差的信噪比（SNR）。我们介绍了一种新的功能磁共振去噪技术，去除噪声是无法区分的零均值高斯分布噪声。热噪声属于这一类，是fMRI中的主要噪声源，特别是但不限于高空间和/或时间分辨率。使用7特斯拉的高分辨率数据，我们展示了显着的改善，在时间信噪比，刺激诱导的信号变化的检测，和功能图，而刺激诱导的信号变化幅度，图像空间分辨率，和功能点扩散函数不变。我们还提供了补充数据，证明该方法同样适用于超毫米分辨率3-和7-特斯拉的功能磁共振成像数据，不同的皮层区域，刺激/任务范例，和采集策略。所提出的去噪方法有望对fMRI研究大脑的范围和应用产生变革性的影响。
Functional magnetic resonance imaging (fMRI) has become one of the most powerful tools for investigating the human brain. However, virtually all fMRI studies have relatively poor signal-to-noise ratio (SNR). We introduce a novel fMRI denoising technique, which removes noise that is indistinguishable from zero-mean Gaussian-distributed noise. Thermal noise, falling in this category, is a major noise source in fMRI, particularly, but not exclusively, at high spatial and/or temporal resolutions. Using 7-Tesla high-resolution data, we demonstrate remarkable improvements in temporal-SNR, the detection of stimulus-induced signal changes, and functional maps, while leaving stimulus-induced signal change amplitudes, image spatial resolution, and functional point-spread-function unaltered. We also provide supplementary data demonstrating that the method is equally applicable to supra-millimeter resolution 3- and 7-Tesla fMRI data, different cortical regions, stimulation/task paradigms, and acquisition strategies. The proposed denoising approach is expected to have a transformative impact on the scope and applications of fMRI to study the brain.
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影响因子：
2.5
作者：
Bianciardi, Marta;Fukunaga, Masaki;van Gelderen, Peter;Horovitz, Silvina G.;de Zwart, Jacco A.;Shmueli, Karin;Duyn, Jeff H.
通讯作者：
Duyn, Jeff H.
DOI：
10.1073/pnas.89.12.5675
发表时间：
1992-06-15
影响因子：
11.1
作者：
KWONG, KK;BELLIVEAU, JW;ROSEN, BR
通讯作者：
ROSEN, BR
DOI：
10.1006/cbmr.1996.0014
发表时间：
1996-06-01
期刊：
COMPUTERS AND BIOMEDICAL RESEARCH
影响因子：
--
作者：
Cox, RW
通讯作者：
Cox, RW
影响因子：
3.3
作者：
Yaman B;Hosseini SAH;Moeller S;Ellermann J;Uğurbil K;Akçakaya M
通讯作者：
Akçakaya M
DOI：
10.1002/cmr.b.21268
发表时间：
2014-08
影响因子：
0.9
作者：
Vaidya, Manushka V.;Sodickson, Daniel K.;Lattanzi, Riccardo
通讯作者：
Lattanzi, Riccardo