A medida e as escalas de avaliação da saúde das populações neonatais e pediátricas : estudo de simulação de Monte Carlo com variáveis ordinais

A investigação na área da saúde e a utilização dos seus resultados tem funcionado como base para a melhoria da qualidade de cuidados, exigindo dos profissionais de saúde conhecimentos na área específica onde desempenham funções, conhecimentos em metodologia de investigação que incluam as técnicas de observação, técnicas de recolha e análise de dados, para mais facilmente serem leitores capacitados dos resultados da investigação. Os profissionais de saúde são observadores privilegiados das respostas humanas à saúde e à doença, podendo contribuir para o desenvolvimento e bem-estar dos indivíduos muitas vezes em situações de grande vulnerabilidade. Em saúde infantil e pediatria o enfoque está nos cuidados centrados na família privilegiando-se o desenvolvimento harmonioso da criança e jovem, valorizando os resultados mensuráveis em saúde que permitam determinar a eficácia das intervenções e a qualidade de saúde e de vida. No contexto pediátrico realçamos as práticas baseadas na evidência, a importância atribuída à pesquisa e à aplicação dos resultados da investigação nas práticas clínicas, assim como o desenvolvimento de instrumentos de mensuração padronizados, nomeadamente as escalas de avaliação, de ampla utilização clínica, que facilitam a apreciação e avaliação do desenvolvimento e da saúde das crianças e jovens e resultem em ganhos em saúde. A observação de forma sistematizada das populações neonatais e pediátricas com escalas de avaliação tem vindo a aumentar, o que tem permitido um maior equilíbrio na avaliação das crianças e também uma observação baseada na teoria e nos resultados da investigação. Alguns destes aspetos serviram de base ao desenvolvimento deste trabalho que pretende dar resposta a 3 objetivos fundamentais. Para dar resposta ao primeiro objetivo, “Identificar na literatura científica, os testes estatísticos mais frequentemente utilizados pelos investigadores da área da saúde infantil e pediatria quando usam escalas de avaliação” foi feita uma revisão sistemática da literatura, que tinha como objetivo analisar artigos científicos cujos instrumentos de recolha de dados fossem escalas de avaliação, na área da saúde da criança e jovem, desenvolvidas com variáveis ordinais, e identificar os testes estatísticos aplicados com estas variáveis. A análise exploratória dos artigos permitiu-nos verificar que os investigadores utilizam diferentes instrumentos com diferentes formatos de medida ordinal (com 3, 4, 5, 7, 10 pontos) e tanto aplicam testes paramétricos como não paramétricos, ou os dois em simultâneo, com este tipo de variáveis, seja qual for a dimensão da amostra. A descrição da metodologia nem sempre explicita se são cumpridas as assunções dos testes. Os artigos consultados nem sempre fazem referência à distribuição de frequência das variáveis (simetria/assimetria) nem à magnitude das correlações entre os itens. A leitura desta bibliografia serviu de suporte à elaboração de dois artigos, um de revisão sistemática da literatura e outro de reflexão teórica. Apesar de terem sido encontradas algumas respostas às dúvidas com que os investigadores e os profissionais, que trabalham com estes instrumentos, se deparam, verifica-se a necessidade de desenvolver estudos de simulação que confirmem algumas situações reais e alguma teoria já existente, e trabalhem outros aspetos nos quais se possam enquadrar os cenários reais de forma a facilitar a tomada de decisão dos investigadores e clínicos que utilizam escalas de avaliação. Para dar resposta ao segundo objetivo “Comparar a performance, em termos de potência e probabilidade de erro de tipo I, das 4 estatísticas da MANOVA paramétrica com 2 estatísticas da MANOVA não paramétrica quando se utilizam variáveis ordinais correlacionadas, geradas aleatoriamente”, desenvolvemos um estudo de simulação, através do Método de Monte Carlo, efetuado no Software R. O delineamento do estudo de simulação incluiu um vetor com 3 variáveis dependentes, uma variável independente (fator com três grupos), escalas de avaliação com um formato de medida com 3, 4, 5, e 7 pontos, diferentes probabilidades marginais (p1 para distribuição simétrica, p2 para distribuição assimétrica positiva, p3 para distribuição assimétrica negativa e p4 para distribuição uniforme) em cada um dos três grupos, correlações de baixa, média e elevada magnitude (r=0.10, r=0.40, r=0.70, respetivamente), e seis dimensões de amostras (n=30, 60, 90, 120, 240, 300). A análise dos resultados permitiu dizer que a maior raiz de Roy foi a estatística que apresentou estimativas de probabilidade de erro de tipo I e de potência de teste mais elevadas. A potência dos testes apresenta comportamentos diferentes, dependendo da distribuição de frequência da resposta aos itens, da magnitude das correlações entre itens, da dimensão da amostra e do formato de medida da escala. Tendo por base a distribuição de frequência, considerámos três situações distintas: a primeira (com probabilidades marginais p1,p1,p4 e p4,p4,p1) em que as estimativas da potência eram muito baixas, nos diferentes cenários; a segunda situação (com probabilidades marginais p2,p3,p4; p1,p2,p3 e p2,p2,p3) em que a magnitude das potências é elevada, nas amostras com dimensão superior ou igual a 60 observações e nas escalas com 3, 4,5 pontos e potências de magnitude menos elevada nas escalas com 7 pontos, mas com a mesma ma magnitude nas amostras com dimensão igual a 120 observações, seja qual for o cenário; a terceira situação (com probabilidades marginais p1,p1,p2; p1,p2,p4; p2,p2,p1; p4,p4,p2 e p2,p2,p4) em que quanto maiores, a intensidade das correlações entre itens e o número de pontos da escala, e menor a dimensão das amostras, menor a potência dos testes, sendo o lambda de Wilks aplicado às ordens mais potente do que todas as outra s estatísticas da MANOVA, com valores imediatamente a seguir à maior raiz de Roy. No entanto, a magnitude das potências dos testes paramétricos e não paramétricos assemelha-se nas amostras com dimensão superior a 90 observações (com correlações de baixa e média magnitude), entre as variáveis dependentes nas escalas com 3, 4 e 5 pontos; e superiores a 240 observações, para correlações de baixa intensidade, nas escalas com 7 pontos. No estudo de simulação e tendo por base a distribuição de frequência, concluímos que na primeira situação de simulação e para os diferentes cenários, as potências são de baixa magnitude devido ao facto de a MANOVA não detetar diferenças entre grupos pela sua similaridade. Na segunda situação de simulação e para os diferentes cenários, a magnitude das potências é elevada em todos os cenários cuja dimensão da amostra seja superior a 60 observações, pelo que é possível aplicar testes paramétricos. Na terceira situação de simulação, e para os diferentes cenários quanto menor a dimensão da amostra e mais elevada a intensidade das correlações e o número de pontos da escala, menor a potência dos testes, sendo a magnitude das potências mais elevadas no teste de Wilks aplicado às ordens, seguido do traço de Pillai aplicado às ordens. No entanto, a magnitude das potências dos testes paramétricos e não paramétricos assemelha-se nas amostras com maior dimensão e correlações de baixa e média magnitude. Para dar resposta ao terceiro objetivo “Enquadrar os resultados da aplicação da MANOVA paramétrica e da MANOVA não paramétrica a dados reais provenientes de escalas de avaliação com um formato de medida com 3, 4, 5 e 7 pontos, nos resultados do estudo de simulação estatística” utilizaram-se dados reais que emergiram da observação de recém-nascidos com a escala de avaliação das competências para a alimentação oral, Early Feeding Skills (EFS), o risco de lesões da pele, com a Neonatal Skin Risk Assessment Scale (NSRAS), e a avaliação da independência funcional em crianças e jovens com espinha bífida, com a Functional Independence Measure (FIM). Para fazer a análise destas escalas foram realizadas 4 aplicações práticas que se enquadrassem nos cenários do estudo de simulação. A idade, o peso, e o nível de lesão medular foram as variáveis independentes escolhidas para selecionar os grupos, sendo os recém-nascidos agrupados por “classes de idade gestacional” e por “classes de peso” as crianças e jovens com espinha bífida por “classes etárias” e “níveis de lesão medular”. Verificou-se um bom enquadramento dos resultados com dados reais no estudo de simulação.

Relative entropy rate based multiple hidden Markov Model Approximation

This paper proposes a novel relative entropy rate (RER) based approach for multiple HMM (MHMM) approximation of a class of discrete-time uncertain processes. Under different uncertainty assumptions, the model design problem is posed either as a min-max optimisation problem or stochastic minimisation problem on the RER between joint laws describing the state and output processes (rather than the more usual RER between output processes). A suitable filter is proposed for which performance results are established which bound conditional mean estimation performance and show that estimation performance improves as the RER is reduced. These filter consistency and convergence bounds are the first results characterising multiple HMM approximation performance and suggest that joint RER concepts provide a useful model selection criteria. The proposed model design process and MHMM filter are demonstrated on an important image processing dim-target detection problem.

A test of the job demands : resources model with HIV/AIDS volunteers

Burnout has been identified as a significant factor in HIV/AIDS volunteering. It has been associated with depression, anxiety and the loss of volunteers from the health care delivery system. The aim of this study was to test the independence of the health and motivational processes hypothesized within the Job Demands – Resources model of burnout in HIV/AIDS volunteers. Participants were 307 HIV/AIDS volunteers from state AIDS Councils throughout Australia who completed self-report measures pertaining to role ambiguity and role conflict, social support, burnout, intrinsic and organizational satisfaction, and depression. Findings suggested that the independence of the dual processes hypothesized by the model was only partially supported. These findings provide a model for burnout which gives a framework for interventions at both the individual and organizational level which would contribute to the prevention of burnout, depression, and job dissatisfaction in HIV/AIDS volunteers.

Approximate Bayesian computation using indirect inference

We present a novel approach for developing summary statistics for use in approximate Bayesian computation (ABC) algorithms by using indirect inference. ABC methods are useful for posterior inference in the presence of an intractable likelihood function. In the indirect inference approach to ABC the parameters of an auxiliary model fitted to the data become the summary statistics. Although applicable to any ABC technique, we embed this approach within a sequential Monte Carlo algorithm that is completely adaptive and requires very little tuning. This methodological development was motivated by an application involving data on macroparasite population evolution modelled by a trivariate stochastic process for which there is no tractable likelihood function. The auxiliary model here is based on a beta–binomial distribution. The main objective of the analysis is to determine which parameters of the stochastic model are estimable from the observed data on mature parasite worms.

Validation and automation of the DYNJAWS component module of the BEAMnrc Monte Carlo code

The purpose of this work is to validate and automate the use of DYNJAWS; a new component module (CM) in the BEAMnrc Monte Carlo (MC) user code. The DYNJAWS CM simulates dynamic wedges and can be used in three modes; dynamic, step-and-shoot and static. The step-and-shoot and dynamic modes require an additional input file defining the positions of the jaw that constitutes the dynamic wedge, at regular intervals during its motion. A method for automating the generation of the input file is presented which will allow for the more efficient use of the DYNJAWS CM. Wedged profiles have been measured and simulated for 6 and 10 MV photons at three field sizes (5 cm x 5 cm , 10 cm x10 cm and 20 cm x 20 cm), four wedge angles (15, 30, 45 and 60 degrees), at dmax and at 10 cm depth. Results of this study show agreement between the measured and the MC profiles to within 3% of absolute dose or 3 mm distance to agreement for all wedge angles at both energies and depths. The gamma analysis suggests that dynamic mode is more accurate than the step-and-shoot mode. The DYNJAWS CM is an important addition to the BEAMnrc code and will enable the MC verification of patient treatments involving dynamic wedges.

An infinite-horizon robust filter for uncertain hidden Markov Models with conditional relative entropy constraints

We consider a robust filtering problem for uncertain discrete-time, homogeneous, first-order, finite-state hidden Markov models (HMMs). The class of uncertain HMMs considered is described by a conditional relative entropy constraint on measures perturbed from a nominal regular conditional probability distribution given the previous posterior state distribution and the latest measurement. Under this class of perturbations, a robust infinite horizon filtering problem is first formulated as a constrained optimization problem before being transformed via variational results into an unconstrained optimization problem; the latter can be elegantly solved using a risk-sensitive information-state based filtering.