74 resultados para statistical techniques
em Université de Lausanne, Switzerland
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We study the effect of civil conflict on social capital, focusing on Uganda's experience during the last decade. Using individual and county-level data, we document large causal effects on trust and ethnic identity of an exogenous outburst of ethnic conflicts in 2002-2005. We exploit two waves of survey data from Afrobarometer (Round 4 Afrobarometer Survey in Uganda, 2000, 2008), including information on socioeconomic characteristics at the individual level, and geo-referenced measures of fighting events from ACLED. Our identification strategy exploits variations in the both the spatial and ethnic intensity of fighting. We find that more intense fighting decreases generalized trust and increases ethnic identity. The effects are quantitatively large and robust to a number of control variables, alternative measures of violence, and different statistical techniques involving ethnic and spatial fixed effects and instrumental variables. Controlling for the intensity of violence during the conflict, we also document that post-conflict economic recovery is slower in ethnically fractionalized counties. Our findings are consistent with the existence of a self-reinforcing process between conflicts and ethnic cleavages.
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Voting Advice Applications (VAAs) have become a central component of election campaigns worldwide. Through matching political preferences of voters to parties and candidates, the web application grants voters a look into their political mirror and reveals the most suitable political choices to them in terms of policy congruence. Both the dense and concise information on the electoral offer and the comparative nature of the application make VAAs an unprecedented information source for electoral decision making. In times where electoral choices are found to be highly individualized and driven by political issue positions, an ever increasing number of voters turn to VAAs before casting their ballots. With VAAs in high demand, the question of their effects on voters has become a pressing research topic. In various countries, survey research has been used to proclaim an impact of VAAs on electoral behavior, yet practically all studies fail to provide the scientific evidence that would allow for making such claims. In this thesis, I set out to systematically establish the causal link between VAA use and electoral behavior, using various data sources and appropriate statistical techniques in doing so. The focus lies on the Swiss VAA smartvote, introduced in the forefront of the 2003 Swiss federal elections and meanwhile an integral part of the national election campaign, smartvote has produced over a million voting recommendations in the last Swiss federal elections to an active electorate of two million, potentially guiding a vast amount of voters in their choices on the ballot. In order to determine the effect of the VAA on electoral behavior, I analyze both voting preferences and choice among Swiss voters during two consecutive election periods. First, I introduce statistical techniques to adequately examine VAA effects in observational studies and use them to demonstrate that voters who used smartvote prior to the 2007 Swiss federal elections were significantly more likely to swing vote in the elections than non- users. Second, I analyze preference voting during the same election and show that the smartvote voting recommendation inclines politically knowledgeable voters to modify their ballots and cast candidate specific preference votes. Third, to further tackle the indication that smartvote use affects the preference structure of voters, I employ an experimental research design to demonstrate that voters who use the application tend to strengthen their vote propensities for their most preferred party and adapt their overall party preferences in a way that they consider more than one party as eligible vote options after engaging with the application. Finally, vote choice is examined for the 2011 Swiss federal election, showing once more that the VAA initiated a change of party choice among voters. In sum, this thesis presents empirical evidence for the transformative effect of the Swiss VAA smartvote on the electoral behavior.
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A comparison of the site distribution of cutaneous malignant melanoma in New Zealand and Canada was performed. This series deals with 41,331 incident cases registered between 1968 and 1990 and is the largest to date to evaluate the influence of age and gender on the site distribution of melanoma. Site-specific, age-standardized rates per unit surface area and relative tumour density were assessed by gender and country and differences compared with statistical techniques adapted to this context. The age-standardized rates for all sites were higher in New Zealand than in Canada, the ratio being 3.2 for men and 3.8 for women. Occurrence of melanoma was denser for chronically than intermittently exposed sites in both New Zealand and Canada. The highest incidence rate per unit area was for the ears in men which was more than 5 times the rate for the entire body in each country. For each gender, melanomas were relatively commoner on the trunk and the face in Canada, and on the lower limbs in New Zealand. The variations in the site distribution were similar in each country and consistent with the effect of differential patterns of sun exposure between genders. Our results show that the levels of risk of melanoma between phenotypically comparable populations exposed to different amount of UV radiation vary in a site-specific manner, especially for intermittently exposed sites. This suggests that both environmental conditions and lifestyle factors influence the site distribution of melanoma in these two populations.
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The GH-2000 and GH-2004 projects have developed a method for detecting GH misuse based on measuring insulin-like growth factor-I (IGF-I) and the amino-terminal pro-peptide of type III collagen (P-III-NP). The objectives were to analyze more samples from elite athletes to improve the reliability of the decision limit estimates, to evaluate whether the existing decision limits needed revision, and to validate further non-radioisotopic assays for these markers. The study included 998 male and 931 female elite athletes. Blood samples were collected according to World Anti-Doping Agency (WADA) guidelines at various sporting events including the 2011 International Association of Athletics Federations (IAAF) World Athletics Championships in Daegu, South Korea. IGF-I was measured by the Immunotech A15729 IGF-I IRMA, the Immunodiagnostic Systems iSYS IGF-I assay and a recently developed mass spectrometry (LC-MS/MS) method. P-III-NP was measured by the Cisbio RIA-gnost P-III-P, Orion UniQ? PIIINP RIA and Siemens ADVIA Centaur P-III-NP assays. The GH-2000 score decision limits were developed using existing statistical techniques. Decision limits were determined using a specificity of 99.99% and an allowance for uncertainty because of the finite sample size. The revised Immunotech IGF-I - Orion P-III-NP assay combination decision limit did not change significantly following the addition of the new samples. The new decision limits are applied to currently available non-radioisotopic assays to measure IGF-I and P-III-NP in elite athletes, which should allow wider flexibility to implement the GH-2000 marker test for GH misuse while providing some resilience against manufacturer withdrawal or change of assays. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.
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Limited information is available regarding the methodology required to characterize hashish seizures for assessing the presence or the absence of a chemical link between two seizures. This casework report presents the methodology applied for assessing that two different police seizures were coming from the same block before this latter one was split. The chemical signature was extracted using GC-MS analysis and the implemented methodology consists in a study of intra- and inter-variability distributions based on the measurement of the chemical profiles similarity using a number of hashish seizures and the calculation of the Pearson correlation coefficient. Different statistical scenarios (i.e., a combination of data pretreatment techniques and selection of target compounds) were tested to find the most discriminating one. Seven compounds showing high discrimination capabilities were selected on which a specific statistical data pretreatment was applied. Based on the results, the statistical model built for comparing the hashish seizures leads to low error rates. Therefore, the implemented methodology is suitable for the chemical profiling of hashish seizures.
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Stress radiographs have been recommended in order to obtain a better objective quantification of abnormal compartment knee motion. This tool has showed to be superior in quantifying a posterior cruciate ligament (PCL) lesion compared to clinical or arthrometer evaluation. Different radiographic techniques have been described in literature to quantify posterior pathological laxity. In this study we evaluated the total amount of posterior displacement (PTD) and side to side difference (SSD), before and after surgical reconstruction of PCL or PCL and posterolateral complex (PLC), using two different stress radiography techniques (Telos stress and kneeling view). Twenty patients were included in this study. We found a statistical significant difference about both total PTD and SSD among the two techniques preoperatively and at follow-up, with greatest values occurring using the kneeling view. Although stress radiographies has been introduced to allow an objective quantification of laxity in ligamentous injured knee, we believe that further studies on a large numbers of subjects are required to define the relationship between PTD values, measured with stress knee radiography, particularly using kneeling view, and ligamentous knee injury, in order to obtain a real useful tool in the decision making process, as well as to evaluate the outcome after ligamentous surgery.
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Purpose: To evaluate the diagnostic value and image quality of CT with filtered back projection (FBP) compared with adaptive statistical iterative reconstructed images (ASIR) in body stuffers with ingested cocaine-filled packets.Methods and Materials: Twenty-nine body stuffers (mean age 31.9 years, 3 women) suspected for ingestion of cocaine-filled packets underwent routine-dose 64-row multidetector CT with FBP (120kV, pitch 1.375, 100-300 mA and automatic tube current modulation (auto mA), rotation time 0.7sec, collimation 2.5mm), secondarily reconstructed with 30 % and 60 % ASIR. In 13 (44.83%) out of the body stuffers cocaine-filled packets were detected, confirmed by exact analysis of the faecal content including verification of the number (range 1-25). Three radiologists independently and blindly evaluated anonymous CT examinations (29 FBP-CT and 68 ASIR-CT) for the presence and number of cocaine-filled packets indicating observers' confidence, and graded them for diagnostic quality, image noise, and sharpness. Sensitivity, specificity, area under the receiver operating curve (ROC) Az and interobserver agreement between the 3 radiologists for FBP-CT and ASIR-CT were calculated.Results: The increase of the percentage of ASIR significantly diminished the objective image noise (p<0.001). Overall sensitivity and specificity for the detection of the cocaine-filled packets were 87.72% and 76.15%, respectively. The difference of ROC area Az between the different reconstruction techniques was significant (p= 0.0101), that is 0.938 for FBP-CT, 0.916 for 30 % ASIR-CT, and 0.894 for 60 % ASIR-CT.Conclusion: Despite the evident image noise reduction obtained by ASIR, the diagnostic value for detecting cocaine-filled packets decreases, depending on the applied ASIR percentage.
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Robust Huber type regression and testing of linear hypotheses are adapted to statistical analysis of parallel line and slope ratio assays. They are applied in the evaluation of results of several experiments carried out in order to compare and validate alternatives to animal experimentation based on embryo and cell cultures. Computational procedures necessary for the application of robust methods of analysis used the conversational statistical package ROBSYS. Special commands for the analysis of parallel line and slope ratio assays have been added to ROBSYS.
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Au cours des deux dernières décennies, la technique d'imagerie arthro-scanner a bénéficié de nombreux progrès technologiques et représente aujourd'hui une excellente alternative à l'imagerie par résonance magnétique (IRM) et / ou arthro-IRM dans l'évaluation des pathologies de la hanche. Cependant, elle reste limitée par l'exposition aux rayonnements ionisants importante. Les techniques de reconstruction itérative (IR) ont récemment été mis en oeuvre avec succès en imagerie ; la littérature montre que l'utilisation ces dernières contribue à réduire la dose d'environ 40 à 55%, comparativement aux protocoles courants utilisant la rétroprojection filtrée (FBP), en scanner de rachis. A notre connaissance, l'utilisation de techniques IR en arthro-scanner de hanche n'a pas été évaluée jusqu'à présent. Le but de notre étude était d'évaluer l'impact de la technique ASIR (GE Healthcare) sur la qualité de l'image objective et subjective en arthro-scanner de hanche, et d'évaluer son potentiel en terme de réduction de dose. Pour cela, trente sept patients examinés par arthro-scanner de hanche ont été randomisés en trois groupes : dose standard (CTDIvol = 38,4 mGy) et deux groupes de dose réduite (CTDIvol = 24,6 ou 15,4 mGy). Les images ont été reconstruites en rétroprojection filtrée (FBP) puis en appliquant différents pourcentages croissants d'ASIR (30, 50, 70 et 90%). Le bruit et le rapport contraste sur bruit (CNR) ont été mesurés. Deux radiologues spécialisés en imagerie musculo-squelettique ont évalué de manière indépendante la qualité de l'image au niveau de plusieurs structures anatomiques en utilisant une échelle de quatre grades. Ils ont également évalué les lésions labrales et du cartilage articulaire. Les résultats révèlent que le bruit augmente (p = 0,0009) et le CNR diminue (p = 0,001) de manière significative lorsque la dose diminue. A l'inverse, le bruit diminue (p = 0,0001) et le contraste sur bruit augmente (p < 0,003) de manière significative lorsque le pourcentage d'ASIR augmente ; on trouve également une augmentation significative des scores de la qualité de l'image pour le labrum, le cartilage, l'os sous-chondral, la qualité de l'image globale (au delà de ASIR 50%), ainsi que le bruit (p < 0,04), et une réduction significative pour l'os trabuculaire et les muscles (p < 0,03). Indépendamment du niveau de dose, il n'y a pas de différence significative pour la détection et la caractérisation des lésions labrales (n=24, p = 1) et des lésions cartilagineuses (n=40, p > 0,89) en fonction du pourcentage d'ASIR. Notre travail a permis de montrer que l'utilisation de plus de 50% d'ASIR permet de reduire de manière significative la dose d'irradiation reçue par le patient lors d'un arthro-scanner de hanche tout en maintenant une qualité d'image diagnostique comparable par rapport à un protocole de dose standard utilisant la rétroprojection filtrée.
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La tomodensitométrie (CT) est une technique d'imagerie dont l'intérêt n'a cessé de croître depuis son apparition dans le début des années 70. Dans le domaine médical, son utilisation est incontournable à tel point que ce système d'imagerie pourrait être amené à devenir victime de son succès si son impact au niveau de l'exposition de la population ne fait pas l'objet d'une attention particulière. Bien évidemment, l'augmentation du nombre d'examens CT a permis d'améliorer la prise en charge des patients ou a rendu certaines procédures moins invasives. Toutefois, pour assurer que le compromis risque - bénéfice soit toujours en faveur du patient, il est nécessaire d'éviter de délivrer des doses non utiles au diagnostic.¦Si cette action est importante chez l'adulte elle doit être une priorité lorsque les examens se font chez l'enfant, en particulier lorsque l'on suit des pathologies qui nécessitent plusieurs examens CT au cours de la vie du patient. En effet, les enfants et jeunes adultes sont plus radiosensibles. De plus, leur espérance de vie étant supérieure à celle de l'adulte, ils présentent un risque accru de développer un cancer radio-induit dont la phase de latence peut être supérieure à vingt ans. Partant du principe que chaque examen radiologique est justifié, il devient dès lors nécessaire d'optimiser les protocoles d'acquisitions pour s'assurer que le patient ne soit pas irradié inutilement. L'avancée technologique au niveau du CT est très rapide et depuis 2009, de nouvelles techniques de reconstructions d'images, dites itératives, ont été introduites afin de réduire la dose et améliorer la qualité d'image.¦Le présent travail a pour objectif de déterminer le potentiel des reconstructions itératives statistiques pour réduire au minimum les doses délivrées lors d'examens CT chez l'enfant et le jeune adulte tout en conservant une qualité d'image permettant le diagnostic, ceci afin de proposer des protocoles optimisés.¦L'optimisation d'un protocole d'examen CT nécessite de pouvoir évaluer la dose délivrée et la qualité d'image utile au diagnostic. Alors que la dose est estimée au moyen d'indices CT (CTDIV0| et DLP), ce travail a la particularité d'utiliser deux approches radicalement différentes pour évaluer la qualité d'image. La première approche dite « physique », se base sur le calcul de métriques physiques (SD, MTF, NPS, etc.) mesurées dans des conditions bien définies, le plus souvent sur fantômes. Bien que cette démarche soit limitée car elle n'intègre pas la perception des radiologues, elle permet de caractériser de manière rapide et simple certaines propriétés d'une image. La seconde approche, dite « clinique », est basée sur l'évaluation de structures anatomiques (critères diagnostiques) présentes sur les images de patients. Des radiologues, impliqués dans l'étape d'évaluation, doivent qualifier la qualité des structures d'un point de vue diagnostique en utilisant une échelle de notation simple. Cette approche, lourde à mettre en place, a l'avantage d'être proche du travail du radiologue et peut être considérée comme méthode de référence.¦Parmi les principaux résultats de ce travail, il a été montré que les algorithmes itératifs statistiques étudiés en clinique (ASIR?, VEO?) ont un important potentiel pour réduire la dose au CT (jusqu'à-90%). Cependant, par leur fonctionnement, ils modifient l'apparence de l'image en entraînant un changement de texture qui pourrait affecter la qualité du diagnostic. En comparant les résultats fournis par les approches « clinique » et « physique », il a été montré que ce changement de texture se traduit par une modification du spectre fréquentiel du bruit dont l'analyse permet d'anticiper ou d'éviter une perte diagnostique. Ce travail montre également que l'intégration de ces nouvelles techniques de reconstruction en clinique ne peut se faire de manière simple sur la base de protocoles utilisant des reconstructions classiques. Les conclusions de ce travail ainsi que les outils développés pourront également guider de futures études dans le domaine de la qualité d'image, comme par exemple, l'analyse de textures ou la modélisation d'observateurs pour le CT.¦-¦Computed tomography (CT) is an imaging technique in which interest has been growing since it first began to be used in the early 1970s. In the clinical environment, this imaging system has emerged as the gold standard modality because of its high sensitivity in producing accurate diagnostic images. However, even if a direct benefit to patient healthcare is attributed to CT, the dramatic increase of the number of CT examinations performed has raised concerns about the potential negative effects of ionizing radiation on the population. To insure a benefit - risk that works in favor of a patient, it is important to balance image quality and dose in order to avoid unnecessary patient exposure.¦If this balance is important for adults, it should be an absolute priority for children undergoing CT examinations, especially for patients suffering from diseases requiring several follow-up examinations over the patient's lifetime. Indeed, children and young adults are more sensitive to ionizing radiation and have an extended life span in comparison to adults. For this population, the risk of developing cancer, whose latency period exceeds 20 years, is significantly higher than for adults. Assuming that each patient examination is justified, it then becomes a priority to optimize CT acquisition protocols in order to minimize the delivered dose to the patient. Over the past few years, CT advances have been developing at a rapid pace. Since 2009, new iterative image reconstruction techniques, called statistical iterative reconstructions, have been introduced in order to decrease patient exposure and improve image quality.¦The goal of the present work was to determine the potential of statistical iterative reconstructions to reduce dose as much as possible without compromising image quality and maintain diagnosis of children and young adult examinations.¦The optimization step requires the evaluation of the delivered dose and image quality useful to perform diagnosis. While the dose is estimated using CT indices (CTDIV0| and DLP), the particularity of this research was to use two radically different approaches to evaluate image quality. The first approach, called the "physical approach", computed physical metrics (SD, MTF, NPS, etc.) measured on phantoms in well-known conditions. Although this technique has some limitations because it does not take radiologist perspective into account, it enables the physical characterization of image properties in a simple and timely way. The second approach, called the "clinical approach", was based on the evaluation of anatomical structures (diagnostic criteria) present on patient images. Radiologists, involved in the assessment step, were asked to score image quality of structures for diagnostic purposes using a simple rating scale. This approach is relatively complicated to implement and also time-consuming. Nevertheless, it has the advantage of being very close to the practice of radiologists and is considered as a reference method.¦Primarily, this work revealed that the statistical iterative reconstructions studied in clinic (ASIR? and VECO have a strong potential to reduce CT dose (up to -90%). However, by their mechanisms, they lead to a modification of the image appearance with a change in image texture which may then effect the quality of the diagnosis. By comparing the results of the "clinical" and "physical" approach, it was showed that a change in texture is related to a modification of the noise spectrum bandwidth. The NPS analysis makes possible to anticipate or avoid a decrease in image quality. This project demonstrated that integrating these new statistical iterative reconstruction techniques can be complex and cannot be made on the basis of protocols using conventional reconstructions. The conclusions of this work and the image quality tools developed will be able to guide future studies in the field of image quality as texture analysis or model observers dedicated to CT.
Tension-band wiring of olecranon fractures - Biomechanical analysis of different fixation techniques
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Tension-band wiring is a recognised standard treatment for fixation of olecranon fractures. The classical operation technique is well known and widespread among the orthopaedic surgeons. Nevertheless complications like K-wire migration or skin perforation and difficult technical as well as anatomical prerequisites require better-adapted operation fixation methods. In older female patients a cut through of the Kirschner wires with concomitant secondary displacement was observed. We intent to develop a new, better adapted operation technique for olecranon fractures in the old patients, in order to decrease complications and follow-up procedures. In this study we compare two different K-wire positions: 10 models of the classical AO tension-banding to 10 models with adapted K-wire insertion. In this group the K-wire passes from the tip of the olecranon to the posterior cortical of the distal fragment of the ulna. We tested maximal failure load, maximal opening angle as well as maximal work to achieve maximal force. In either technique we were able to determine different variables: a maximal failure load of more than 600N (p = 0.94) for both fixation methods and a maximal opening angle for both techniques of about 10° (p = 0.86). To achieve the maximal force our modified technique required a slightly increased work (p = 0.16). In this study no statistical significant differences between the two fixation techniques was shown. This leads to the conclusion that the modified version is comparable to the classical operation technique considering the stability, but due to the adaption of the angle in the modified procedure, less lesions of neurovascular structures on the volar side can be expected. To support our findings cadaver studies are needed for further investigations.
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AbstractAlthough the genomes from any two human individuals are more than 99.99% identical at the sequence level, some structural variation can be observed. Differences between genomes include single nucleotide polymorphism (SNP), inversion and copy number changes (gain or loss of DNA). The latter can range from submicroscopic events (CNVs, at least 1kb in size) to complete chromosomal aneuploidies. Small copy number variations have often no (lethal) consequences to the cell, but a few were associated to disease susceptibility and phenotypic variations. Larger re-arrangements (i.e. complete chromosome gain) are frequently associated with more severe consequences on health such as genomic disorders and cancer. High-throughput technologies like DNA microarrays enable the detection of CNVs in a genome-wide fashion. Since the initial catalogue of CNVs in the human genome in 2006, there has been tremendous interest in CNVs both in the context of population and medical genetics. Understanding CNV patterns within and between human populations is essential to elucidate their possible contribution to disease. But genome analysis is a challenging task; the technology evolves rapidly creating needs for novel, efficient and robust analytical tools which need to be compared with existing ones. Also, while the link between CNV and disease has been established, the relative CNV contribution is not fully understood and the predisposition to disease from CNVs of the general population has not been yet investigated.During my PhD thesis, I worked on several aspects related to CNVs. As l will report in chapter 3, ! was interested in computational methods to detect CNVs from the general population. I had access to the CoLaus dataset, a population-based study with more than 6,000 participants from the Lausanne area. All these individuals were analysed on SNP arrays and extensive clinical information were available. My work explored existing CNV detection methods and I developed a variety of metrics to compare their performance. Since these methods were not producing entirely satisfactory results, I implemented my own method which outperformed two existing methods. I also devised strategies to combine CNVs from different individuals into CNV regions.I was also interested in the clinical impact of CNVs in common disease (chapter 4). Through an international collaboration led by the Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV) and the Imperial College London I was involved as a main data analyst in the investigation of a rare deletion at chromosome 16p11 detected in obese patients. Specifically, we compared 8,456 obese patients and 11,856 individuals from the general population and we found that the deletion was accounting for 0.7% of the morbid obesity cases and was absent in healthy non- obese controls. This highlights the importance of rare variants with strong impact and provides new insights in the design of clinical studies to identify the missing heritability in common disease.Furthermore, I was interested in the detection of somatic copy number alterations (SCNA) and their consequences in cancer (chapter 5). This project was a collaboration initiated by the Ludwig Institute for Cancer Research and involved other groups from the Swiss Institute of Bioinformatics, the CHUV and Universities of Lausanne and Geneva. The focus of my work was to identify genes with altered expression levels within somatic copy number alterations (SCNA) in seven metastatic melanoma ceil lines, using CGH and SNP arrays, RNA-seq, and karyotyping. Very few SCNA genes were shared by even two melanoma samples making it difficult to draw any conclusions at the individual gene level. To overcome this limitation, I used a network-guided analysis to determine whether any pathways, defined by amplified or deleted genes, were common among the samples. Six of the melanoma samples were potentially altered in four pathways and five samples harboured copy-number and expression changes in components of six pathways. In total, this approach identified 28 pathways. Validation with two external, large melanoma datasets confirmed all but three of the detected pathways and demonstrated the utility of network-guided approaches for both large and small datasets analysis.RésuméBien que le génome de deux individus soit similaire à plus de 99.99%, des différences de structure peuvent être observées. Ces différences incluent les polymorphismes simples de nucléotides, les inversions et les changements en nombre de copies (gain ou perte d'ADN). Ces derniers varient de petits événements dits sous-microscopiques (moins de 1kb en taille), appelés CNVs (copy number variants) jusqu'à des événements plus large pouvant affecter des chromosomes entiers. Les petites variations sont généralement sans conséquence pour la cellule, toutefois certaines ont été impliquées dans la prédisposition à certaines maladies, et à des variations phénotypiques dans la population générale. Les réarrangements plus grands (par exemple, une copie additionnelle d'un chromosome appelée communément trisomie) ont des répercutions plus grave pour la santé, comme par exemple dans certains syndromes génomiques et dans le cancer. Les technologies à haut-débit telle les puces à ADN permettent la détection de CNVs à l'échelle du génome humain. La cartographie en 2006 des CNV du génome humain, a suscité un fort intérêt en génétique des populations et en génétique médicale. La détection de différences au sein et entre plusieurs populations est un élément clef pour élucider la contribution possible des CNVs dans les maladies. Toutefois l'analyse du génome reste une tâche difficile, la technologie évolue très rapidement créant de nouveaux besoins pour le développement d'outils, l'amélioration des précédents, et la comparaison des différentes méthodes. De plus, si le lien entre CNV et maladie a été établit, leur contribution précise n'est pas encore comprise. De même que les études sur la prédisposition aux maladies par des CNVs détectés dans la population générale n'ont pas encore été réalisées.Pendant mon doctorat, je me suis concentré sur trois axes principaux ayant attrait aux CNV. Dans le chapitre 3, je détaille mes travaux sur les méthodes d'analyses des puces à ADN. J'ai eu accès aux données du projet CoLaus, une étude de la population de Lausanne. Dans cette étude, le génome de plus de 6000 individus a été analysé avec des puces SNP et de nombreuses informations cliniques ont été récoltées. Pendant mes travaux, j'ai utilisé et comparé plusieurs méthodes de détection des CNVs. Les résultats n'étant pas complètement satisfaisant, j'ai implémenté ma propre méthode qui donne de meilleures performances que deux des trois autres méthodes utilisées. Je me suis aussi intéressé aux stratégies pour combiner les CNVs de différents individus en régions.Je me suis aussi intéressé à l'impact clinique des CNVs dans le cas des maladies génétiques communes (chapitre 4). Ce projet fut possible grâce à une étroite collaboration avec le Centre Hospitalier Universitaire Vaudois (CHUV) et l'Impérial College à Londres. Dans ce projet, j'ai été l'un des analystes principaux et j'ai travaillé sur l'impact clinique d'une délétion rare du chromosome 16p11 présente chez des patients atteints d'obésité. Dans cette collaboration multidisciplinaire, nous avons comparés 8'456 patients atteint d'obésité et 11 '856 individus de la population générale. Nous avons trouvés que la délétion était impliquée dans 0.7% des cas d'obésité morbide et était absente chez les contrôles sains (non-atteint d'obésité). Notre étude illustre l'importance des CNVs rares qui peuvent avoir un impact clinique très important. De plus, ceci permet d'envisager une alternative aux études d'associations pour améliorer notre compréhension de l'étiologie des maladies génétiques communes.Egalement, j'ai travaillé sur la détection d'altérations somatiques en nombres de copies (SCNA) et de leurs conséquences pour le cancer (chapitre 5). Ce projet fut une collaboration initiée par l'Institut Ludwig de Recherche contre le Cancer et impliquant l'Institut Suisse de Bioinformatique, le CHUV et les Universités de Lausanne et Genève. Je me suis concentré sur l'identification de gènes affectés par des SCNAs et avec une sur- ou sous-expression dans des lignées cellulaires dérivées de mélanomes métastatiques. Les données utilisées ont été générées par des puces ADN (CGH et SNP) et du séquençage à haut débit du transcriptome. Mes recherches ont montrées que peu de gènes sont récurrents entre les mélanomes, ce qui rend difficile l'interprétation des résultats. Pour contourner ces limitations, j'ai utilisé une analyse de réseaux pour définir si des réseaux de signalisations enrichis en gènes amplifiés ou perdus, étaient communs aux différents échantillons. En fait, parmi les 28 réseaux détectés, quatre réseaux sont potentiellement dérégulés chez six mélanomes, et six réseaux supplémentaires sont affectés chez cinq mélanomes. La validation de ces résultats avec deux larges jeux de données publiques, a confirmée tous ces réseaux sauf trois. Ceci démontre l'utilité de cette approche pour l'analyse de petits et de larges jeux de données.Résumé grand publicL'avènement de la biologie moléculaire, en particulier ces dix dernières années, a révolutionné la recherche en génétique médicale. Grâce à la disponibilité du génome humain de référence dès 2001, de nouvelles technologies telles que les puces à ADN sont apparues et ont permis d'étudier le génome dans son ensemble avec une résolution dite sous-microscopique jusque-là impossible par les techniques traditionnelles de cytogénétique. Un des exemples les plus importants est l'étude des variations structurales du génome, en particulier l'étude du nombre de copies des gènes. Il était établi dès 1959 avec l'identification de la trisomie 21 par le professeur Jérôme Lejeune que le gain d'un chromosome supplémentaire était à l'origine de syndrome génétique avec des répercussions graves pour la santé du patient. Ces observations ont également été réalisées en oncologie sur les cellules cancéreuses qui accumulent fréquemment des aberrations en nombre de copies (telles que la perte ou le gain d'un ou plusieurs chromosomes). Dès 2004, plusieurs groupes de recherches ont répertorié des changements en nombre de copies dans des individus provenant de la population générale (c'est-à-dire sans symptômes cliniques visibles). En 2006, le Dr. Richard Redon a établi la première carte de variation en nombre de copies dans la population générale. Ces découvertes ont démontrées que les variations dans le génome était fréquentes et que la plupart d'entre elles étaient bénignes, c'est-à-dire sans conséquence clinique pour la santé de l'individu. Ceci a suscité un très grand intérêt pour comprendre les variations naturelles entre individus mais aussi pour mieux appréhender la prédisposition génétique à certaines maladies.Lors de ma thèse, j'ai développé de nouveaux outils informatiques pour l'analyse de puces à ADN dans le but de cartographier ces variations à l'échelle génomique. J'ai utilisé ces outils pour établir les variations dans la population suisse et je me suis consacré par la suite à l'étude de facteurs pouvant expliquer la prédisposition aux maladies telles que l'obésité. Cette étude en collaboration avec le Centre Hospitalier Universitaire Vaudois a permis l'identification d'une délétion sur le chromosome 16 expliquant 0.7% des cas d'obésité morbide. Cette étude a plusieurs répercussions. Tout d'abord elle permet d'effectuer le diagnostique chez les enfants à naître afin de déterminer leur prédisposition à l'obésité. Ensuite ce locus implique une vingtaine de gènes. Ceci permet de formuler de nouvelles hypothèses de travail et d'orienter la recherche afin d'améliorer notre compréhension de la maladie et l'espoir de découvrir un nouveau traitement Enfin notre étude fournit une alternative aux études d'association génétique qui n'ont eu jusqu'à présent qu'un succès mitigé.Dans la dernière partie de ma thèse, je me suis intéressé à l'analyse des aberrations en nombre de copies dans le cancer. Mon choix s'est porté sur l'étude de mélanomes, impliqués dans le cancer de la peau. Le mélanome est une tumeur très agressive, elle est responsable de 80% des décès des cancers de la peau et est souvent résistante aux traitements utilisés en oncologie (chimiothérapie, radiothérapie). Dans le cadre d'une collaboration entre l'Institut Ludwig de Recherche contre le Cancer, l'Institut Suisse de Bioinformatique, le CHUV et les universités de Lausanne et Genève, nous avons séquencés l'exome (les gènes) et le transcriptome (l'expression des gènes) de sept mélanomes métastatiques, effectués des analyses du nombre de copies par des puces à ADN et des caryotypes. Mes travaux ont permis le développement de nouvelles méthodes d'analyses adaptées au cancer, d'établir la liste des réseaux de signalisation cellulaire affectés de façon récurrente chez le mélanome et d'identifier deux cibles thérapeutiques potentielles jusqu'alors ignorées dans les cancers de la peau.
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This paper presents a validation study on statistical nonsupervised brain tissue classification techniques in magnetic resonance (MR) images. Several image models assuming different hypotheses regarding the intensity distribution model, the spatial model and the number of classes are assessed. The methods are tested on simulated data for which the classification ground truth is known. Different noise and intensity nonuniformities are added to simulate real imaging conditions. No enhancement of the image quality is considered either before or during the classification process. This way, the accuracy of the methods and their robustness against image artifacts are tested. Classification is also performed on real data where a quantitative validation compares the methods' results with an estimated ground truth from manual segmentations by experts. Validity of the various classification methods in the labeling of the image as well as in the tissue volume is estimated with different local and global measures. Results demonstrate that methods relying on both intensity and spatial information are more robust to noise and field inhomogeneities. We also demonstrate that partial volume is not perfectly modeled, even though methods that account for mixture classes outperform methods that only consider pure Gaussian classes. Finally, we show that simulated data results can also be extended to real data.
Resumo:
The purpose of this paper is to review the scientific literature from August 2007 to July 2010. The review is focused on more than 420 published papers. The review will not cover information coming from international meetings available only in abstract form. Fingermarks constitute an important chapter with coverage of the identification process as well as detection techniques on various surfaces. We note that the research has been very dense both at exploring and understanding current detection methods as well as bringing groundbreaking techniques to increase the number of marks detected from various objects. The recent report from the US National Research Council (NRC) is a milestone that has promoted a critical discussion on the state of forensic science and its associated research. We can expect a surge of interest in research in relation to cognitive aspect of mark and print comparison, establishment of relevant forensic error rates and statistical modelling of the selectivity of marks' attributes. Other biometric means of forensic identification such as footmarks or earmarks are also covered in the report. Compared to previous years, we noted a decrease in the number of submission in these areas. No doubt that the NRC report has set the seed for further investigation of these fields as well.