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Tipo do documento: Dissertação
Título: Abordagem bayesiana para um delineamento Crossover 2 × 2 com medidas repetidas: um estudo de simulação e dados reais
Autor: MIRANDA LOPEZ, Yaciled Paola 
Primeiro orientador: NOGUEIRA, Denismar Alves
Primeiro coorientador: BEIJO, Luiz Alberto
Primeiro membro da banca: SILVA, Fabyano Fonseca e
Segundo membro da banca: PETRINI, Juliana
Resumo: Nos delineamentos crossover, as unidades experimentais recebem todos os tratamentos do estudo em períodos distintos, de acordo com os grupos de sequências formados. Devido a que as unidades experimentais atuam como seu próprio controle, efeitos carryover podem estar presentes no modelo; dificultando as inferências sobre os efeitos dos tratamentos. Além disso, podem ser tomadas medidas repetidas da variável resposta ao longo do tempo, o qual permite examinar e comparar as tendências das respostas. No entanto, medidas tomadas na mesma unidade experimental podem estar correlacionadas. Assim, o objetivo deste trabalho foi analisar o delineamento crossover 2 × 2 com medidas repetidas dentro de período de tratamento, via abordagem Bayesiana de modelos mistos. Foram considerados como efeitos sistemáticos: tratamentos, períodos, sequências, tempo e a interação simples entre tempo e tratamento; o efeito da unidade experimental foi considerado como aleatório através do modelo misto marginal. Um estudo de simulação foi realizado empregando conceitos frequentistas, considerando três medidas repetidas (efeitos de tempo) dentro de cada período, tamanhos de amostra de 20 e 100, dois diferentes coeficientes de variação (5% e 20%), diferença entre os tratamentos de 1 e 2 erros padrão (EP) entre as médias e efeitos carryover iguais a zero para cada tratamento. Além disso simularam-se 4 cenários considerando efeitos carryover iguais a 4EP, sendo assim, simulou-se 28 cenários com 1000 repetições em cada um. Após a simulação, os dados foram ajustados apenas a modelos Bayesianos. Também se realizou uma aplicação com dados reais da área da fisiopatologia, considerando a frequência mediana do músculo gastrocnêmio lateral direito para avaliar se um protocolo de exergaming melhora a atividade muscular em pacientes com câncer. As estimativas Bayesianas a posteriori sobre os parâmetros desconhecidos do modelo foram obtidas sob distribuições a priori não informativas e função de verossimilhança normal, utilizando o amostrador de Gibbs. A taxa de erro tipo I do teste da diferença de efeitos carryover foi próximo a 10%, sendo menor nos cenários com amostra maior. O teste dos efeitos de tempo tende a ser liberal com amostras de 20 unidades experimentais, enquanto com tamanho amostral de 100 torna-se exato ao nível de significância de 5%; o poder do teste foi de aproximadamente 99% nos cenários em que se considerou 6EP desse efeito. O modelo proposto apresentou bom desempenho com relação à acurácia, erro quadrático médio e precisão das estimativas dos efeitos carryover, diferenças dos efeitos do tratamento e efeitos do tempo, especialmente com amostras de 100 unidades experimentais. Por sua vez, quando os efeitos carryover foram iguais a 4EP da diferença entre médias, as estimativas foram não viesadas e não houve perda de acurácia e precisão, embora com estimativas viesadas de efeito de período. Os resultados com os dados reais se mostraram consistentes, se aproximando dos cenários simulados com diferenças de tratamentos de 1EP e efeito de tempos de 0 e 1.
Abstract: In the designs crossover, the subjects receive all treatments from the study at different periods, according to the groups of sequences formed. Because the subjects act as their own control, carryover effects may be present in the model, making inferences about the effects of treatment difficult. In addition, repeated measures of the response variable can be taken over time, which allows the trends of responses to be examined and compared. However, measures taken in the same subject may be correlated thus, the objective of this work was to analyze the crossover design 2 × 2, with repeated measurements within the treatment period, the Bayesian approach to mixed models. The following were considered as fixed effects: treatments, periods, sequences, time, and simple interaction between time and treatment, the effect of the subject was considered as random through the mixed marginal model. A simulation study was conducted, considering three repeated measurements (Time effects) within each period, sample sizes of 20 and 100 subjects, two different coefficients of variation (5% and 20%), a difference between treatments of 1 and 2 standard errors (SE) between means and effects carryover equal to zero for each treatment. In addition, four scenarios were simulated considering effects carryover equal to 4SE Thus, 28 scenarios were simulated with 1000 repetitions in each one. Also, an application was also performed with real data from the area of pathophysiology, considering the median frequency of the right lateral gastrocnemius muscle to assess whether an exergaming protocol improves muscle activity in cancer patients. Bayesian estimates a posteriori of the model’s unknown parameters were obtained a priori under non- informative distributions, using the Gibbs sampler. The error type I rate about effects carryover difference test carryover was close to 10%, being smaller in most subject scenarios. The test of the effects of time tends to be liberal with samples of 20 subjects, while samples of 100 subjects it becomes exact at the level of significance of 5% and the power of the test were approximately 99% in the scenarios where it was considered 6SE of this effect. The proposed model presented good performance concerning the accuracy, mean square error, and accuracy of carryover effects estimates differences carryover in treatment and time effects, especially with samples of 100 subjects. In turn, when the carryover effects were equal to 4SE of the difference between means, the estimates were unbiased and there is no loss of accuracy, although there was estimates biased period effect. The result with the real data was consistent, approaching the simulated scenarios with treatment differences of 1SE and effect times of 0 and 1.
Palavras-chave: Efeitos carryover
Dados longitudinais
Modelos mistos
Distribuição a priori
Área(s) do CNPq: PROBABILIDADE E ESTATISTICA::PROBABILIDADE E ESTATISTICA APLICADAS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Alfenas
Sigla da instituição: UNIFAL-MG
Departamento: Instituto de Ciências Exatas
Programa: Programa de Pós-Graduação em Estatística Aplicada e Biometria
Citação: MIRANDA LOPEZ, Yaciled Paola. Abordagem bayesiana para um delineamento Crossover 2 × 2 com medidas repetidas: um estudo de simulação e dados reais. 2021. 75 f. Dissertação (Mestrado em Estatística Aplicada e Biometria) - Universidade Federal de Alfenas, Alfenas, MG, 2021.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1868
Data de defesa: 17-Ago-2021
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