New statistical methods to assess the effect of time-dependent exposures in case-control studies

Contexte. Les études cas-témoins sont très fréquemment utilisées par les épidémiologistes pour évaluer l’impact de certaines expositions sur une maladie particulière. Ces expositions peuvent être représentées par plusieurs variables dépendant du temps, et de nouvelles méthodes sont nécessaires pour estimer de manière précise leurs effets. En effet, la régression logistique qui est la méthode conventionnelle pour analyser les données cas-témoins ne tient pas directement compte des changements de valeurs des covariables au cours du temps. Par opposition, les méthodes d’analyse des données de survie telles que le modèle de Cox à risques instantanés proportionnels peuvent directement incorporer des covariables dépendant du temps représentant les histoires individuelles d’exposition. Cependant, cela nécessite de manipuler les ensembles de sujets à risque avec précaution à cause du sur-échantillonnage des cas, en comparaison avec les témoins, dans les études cas-témoins. Comme montré dans une étude de simulation précédente, la définition optimale des ensembles de sujets à risque pour l’analyse des données cas-témoins reste encore à être élucidée, et à être étudiée dans le cas des variables dépendant du temps. Objectif: L’objectif général est de proposer et d’étudier de nouvelles versions du modèle de Cox pour estimer l’impact d’expositions variant dans le temps dans les études cas-témoins, et de les appliquer à des données réelles cas-témoins sur le cancer du poumon et le tabac. Méthodes. J’ai identifié de nouvelles définitions d’ensemble de sujets à risque, potentiellement optimales (le Weighted Cox model and le Simple weighted Cox model), dans lesquelles différentes pondérations ont été affectées aux cas et aux témoins, afin de refléter les proportions de cas et de non cas dans la population source. Les propriétés des estimateurs des effets d’exposition ont été étudiées par simulation. Différents aspects d’exposition ont été générés (intensité, durée, valeur cumulée d’exposition). Les données cas-témoins générées ont été ensuite analysées avec différentes versions du modèle de Cox, incluant les définitions anciennes et nouvelles des ensembles de sujets à risque, ainsi qu’avec la régression logistique conventionnelle, à des fins de comparaison. Les différents modèles de régression ont ensuite été appliqués sur des données réelles cas-témoins sur le cancer du poumon. Les estimations des effets de différentes variables de tabac, obtenues avec les différentes méthodes, ont été comparées entre elles, et comparées aux résultats des simulations. Résultats. Les résultats des simulations montrent que les estimations des nouveaux modèles de Cox pondérés proposés, surtout celles du Weighted Cox model, sont bien moins biaisées que les estimations des modèles de Cox existants qui incluent ou excluent simplement les futurs cas de chaque ensemble de sujets à risque. De plus, les estimations du Weighted Cox model étaient légèrement, mais systématiquement, moins biaisées que celles de la régression logistique. L’application aux données réelles montre de plus grandes différences entre les estimations de la régression logistique et des modèles de Cox pondérés, pour quelques variables de tabac dépendant du temps. Conclusions. Les résultats suggèrent que le nouveau modèle de Cox pondéré propose pourrait être une alternative intéressante au modèle de régression logistique, pour estimer les effets d’expositions dépendant du temps dans les études cas-témoins

Une injustice programmée? : le point de vue des personnes itinérantes sur leur judiciarisation et leur incarcération

Cette recherche s'intéresse aux perceptions des personnes itinérantes sur leur judiciarisation et leurs incarcérations. La judiciarisation s'opère suite à la remise de constats d'infractions en lien avec les règlementations municipales de la ville, celles de la Société des Transports de Montréal ainsi que le Code de Sécurité Routière. Elle relève donc de la procédure pénale, par opposition au code criminel et concerne des infractions mineures, souvent en lien avec des incivilités. Ultimement, la judiciarisation conduit à l'emprisonnement faute de paiement de l'amende. L'objectif de cette recherche est de mieux comprendre les perceptions à partir d'une compréhension des effets au plan matériel, des relations entretenues avec les différents acteurs socio-judiciaires et du regard que les personnes portent sur la justice à partir de leur expérience. Ancrée dans un cadre théorique fondé sur la reconnaissance (Honneth, 2000), l'expérience de judiciarisation et de l'incarcération est conçue et révélatrice d'un rapport entre la personne itinérante et le système de justice. Pour réaliser cette étude, deux méthodologies complémentaires ont été utilisées. La première s'appuie sur 29 entrevues réalisées avec des personnes itinérantes, portant sur leurs expériences de judiciarisation et sur leur expérience de rue. La seconde a consisté en une analyse statistique descriptive des dossiers judiciaires des 29 personnes, dossiers comprenant l'ensemble des infractions reprochées (criminelles et pénales) ainsi que le processus judiciaire suivi par chacune.

Statistical potentials for evolutionary studies

Les séquences protéiques naturelles sont le résultat net de l’interaction entre les mécanismes de mutation, de sélection naturelle et de dérive stochastique au cours des temps évolutifs. Les modèles probabilistes d’évolution moléculaire qui tiennent compte de ces différents facteurs ont été substantiellement améliorés au cours des dernières années. En particulier, ont été proposés des modèles incorporant explicitement la structure des protéines et les interdépendances entre sites, ainsi que les outils statistiques pour évaluer la performance de ces modèles. Toutefois, en dépit des avancées significatives dans cette direction, seules des représentations très simplifiées de la structure protéique ont été utilisées jusqu’à présent. Dans ce contexte, le sujet général de cette thèse est la modélisation de la structure tridimensionnelle des protéines, en tenant compte des limitations pratiques imposées par l’utilisation de méthodes phylogénétiques très gourmandes en temps de calcul. Dans un premier temps, une méthode statistique générale est présentée, visant à optimiser les paramètres d’un potentiel statistique (qui est une pseudo-énergie mesurant la compatibilité séquence-structure). La forme fonctionnelle du potentiel est par la suite raffinée, en augmentant le niveau de détails dans la description structurale sans alourdir les coûts computationnels. Plusieurs éléments structuraux sont explorés : interactions entre pairs de résidus, accessibilité au solvant, conformation de la chaîne principale et flexibilité. Les potentiels sont ensuite inclus dans un modèle d’évolution et leur performance est évaluée en termes d’ajustement statistique à des données réelles, et contrastée avec des modèles d’évolution standards. Finalement, le nouveau modèle structurellement contraint ainsi obtenu est utilisé pour mieux comprendre les relations entre niveau d’expression des gènes et sélection et conservation de leur séquence protéique.

Réorganiser les services de réadaptation destinés aux enfants : utilisation d'une recherche-action participative pour documenter un nouveau modèle de services

Cette thèse a pour but de documenter la réorganisation des services effectuée au programme Enfants et adolescents (PEA) du Centre de réadaptation Estrie, Sherbrooke. Une démarche de recherche-action participative (RAP) est utilisée afin de collaborer au développement, à l’implantation et à l’évaluation d’un nouveau modèle de services visant à accroître l’accessibilité et la qualité des services de réadaptation offerts aux enfants ayant une déficience physique. Spécifiquement, les objectifs sont : 1) de documenter les retombées de la réorganisation des services; 2) de réaliser une analyse critique du processus de changement. Des méthodes quantitatives et qualitatives sont utilisées afin d’atteindre ces objectifs. Tout d’abord, la Mesure des processus de soins (MPOC) documente la perception de la qualité avant (2007), pendant (2008) et après (2009) l’implantation du nouveau modèle de services. Au total, cet outil est employé auprès de 222 familles et 129 intervenants. À quatre reprises, les intervenants et les gestionnaires répondent également à un questionnaire sur leurs perceptions des forces, des faiblesses, des opportunités et des menaces au PEA. En 2008 et en 2009, des focus groups et des entrevues téléphoniques sont réalisées auprès des familles (n=5), des intervenants (n=19) et des gestionnaires (n=13) afin de documenter leurs perceptions sur le processus de changement et sur les retombées de la réorganisation des services. Quant à l’observation participante, elle permet de recueillir de l’information sur le processus de réorganisation des services tout au long de ces trois années. Enfin, les informations recueillies sont analysées à l’aide de différentes approches, dont des tests statistiques et des analyses de contenu utilisant une grille de codification inspirée de la théorie des systèmes d’actions organisées. Les résultats indiquent que davantage d’enfants reçoivent des services en 2009 en comparaison à 2007. De plus, la qualité des services s’est maintenue selon les perceptions évaluées par la MPOC (article 1). L’utilisation d’interventions de groupe contribue fort probablement à augmenter le nombre d’enfants qui reçoivent des services, mais plusieurs défis doivent être adressés afin que cette modalité d’intervention soit réellement efficiente (article 2). Les résultats font ressortir que le processus de réorganisation des services est complexe. L’évaluation des forces, des faiblesses, des opportunités et des menaces d’un programme, de même que l’implication des acteurs dans le processus de développement d’un nouveau modèle de services, favorisent l’amélioration continue de la qualité (article 3). Or, les facilitateurs et les obstacles à l’implantation du nouveau modèle de services évoluent durant la réorganisation des services. Considérant cela, il est important de poser les actions nécessaires afin de soutenir le changement tout au long du processus (article 4). En résumé, cette thèse contribue à l’avancement des connaissances en réadaptation en comblant une lacune dans les écrits scientifiques. En effet, peu de projets visant le développement et l’implantation de nouveaux modèles de services sont évalués et documentés. Pourtant, des modèles tels que celui développé par le PEA semblent prometteurs afin d’améliorer l’accessibilité, et éventuellement, la qualité des services de réadaptation chez l’enfant.

Statistical methods for insurance fraud detection

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Features of neighbourhood environments associated with obesity and related health behaviours in children: using multiple statistical approaches to identify obesogenic environments

Contexte: L'obésité chez les jeunes représente aujourd’hui un problème de santé publique à l’échelle mondiale. Afin d’identifier des cibles potentielles pour des stratégies populationnelles de prévention, les liens entre les caractéristiques du voisinage, l’obésité chez les jeunes et les habitudes de vie font de plus en plus l’objet d’études. Cependant, la recherche à ce jour comporte plusieurs incohérences. But: L’objectif général de cette thèse est d’étudier la contribution de différentes caractéristiques du voisinage relativement à l’obésité chez les jeunes et les habitudes de vie qui y sont associées. Les objectifs spécifiques consistent à: 1) Examiner les associations entre la présence de différents commerces d’alimentation dans les voisinages résidentiels et scolaires des enfants et leurs habitudes alimentaires; 2) Examiner comment l’exposition à certaines caractéristiques du voisinage résidentiel détermine l’obésité au niveau familial (chez le jeune, la mère et le père), ainsi que l’obésité individuelle pour chaque membre de la famille; 3) Identifier des combinaisons de facteurs de risque individuels, familiaux et du voisinage résidentiel qui prédisent le mieux l’obésité chez les jeunes, et déterminer si ces profils de facteurs de risque prédisent aussi un changement dans l’obésité après un suivi de deux ans. Méthodes: Les données proviennent de l’étude QUALITY, une cohorte québécoise de 630 jeunes, âgés de 8-10 ans au temps 1, avec une histoire d’obésité parentale. Les voisinages de 512 participants habitant la Région métropolitaine de Montréal ont été caractérisés à l’aide de : 1) données spatiales provenant du recensement et de bases de données administratives, calculées pour des zones tampons à partir du réseau routier et centrées sur le lieu de la résidence et de l’école; et 2) des observations menées par des évaluateurs dans le voisinage résidentiel. Les mesures du voisinage étudiées se rapportent aux caractéristiques de l’environnement bâti, social et alimentaire. L’obésité a été estimée aux temps 1 et 2 à l’aide de l’indice de masse corporelle (IMC) calculé à partir du poids et de la taille mesurés. Les habitudes alimentaires ont été mesurées au temps 1 à l'aide de trois rappels alimentaires. Les analyses effectuées comprennent, entres autres, des équations d'estimation généralisées, des régressions multiniveaux et des analyses prédictives basées sur des arbres de décision. Résultats: Les résultats démontrent la présence d’associations avec l’obésité chez les jeunes et les habitudes alimentaires pour certaines caractéristiques du voisinage. En particulier, la présence de dépanneurs et de restaurants-minutes dans le voisinage résidentiel et scolaire est associée avec de moins bonnes habitudes alimentaires. La présence accrue de trafic routier, ainsi qu’un faible niveau de prestige et d’urbanisation dans le voisinage résidentiel sont associés à l’obésité familiale. Enfin, les résultats montrent qu’habiter un voisinage obésogène, caractérisé par une défavorisation socioéconomique, la présence de moins de parcs et de plus de dépanneurs, prédit l'obésité chez les jeunes lorsque combiné à la présence de facteurs de risque individuels et familiaux. Conclusion: Cette thèse contribue aux écrits sur les voisinages et l’obésité chez les jeunes en considérant à la fois l'influence potentielle du voisinage résidentiel et scolaire ainsi que l’influence de l’environnement familial, en utilisant des méthodes objectives pour caractériser le voisinage et en utilisant des méthodes statistiques novatrices. Les résultats appuient en outre la notion que les efforts de prévention de l'obésité doivent cibler les multiples facteurs de risque de l'obésité chez les jeunes dans les environnements bâtis, sociaux et familiaux de ces jeunes.

Statistical model based 3D shape prediction of postoperative trunks for non-invasive scoliosis surgery planning

One of the major concerns of scoliosis patients undergoing surgical treatment is the aesthetic aspect of the surgery outcome. It would be useful to predict the postoperative appearance of the patient trunk in the course of a surgery planning process in order to take into account the expectations of the patient. In this paper, we propose to use least squares support vector regression for the prediction of the postoperative trunk 3D shape after spine surgery for adolescent idiopathic scoliosis. Five dimensionality reduction techniques used in conjunction with the support vector machine are compared. The methods are evaluated in terms of their accuracy, based on the leave-one-out cross-validation performed on a database of 141 cases. The results indicate that the 3D shape predictions using a dimensionality reduction obtained by simultaneous decomposition of the predictors and response variables have the best accuracy.

Statistical Inference for Some Measures of System Availability

Department of Statistics, Cochin University of Science and Technology

Statistical signal extraction using stable processes

The standard models for statistical signal extraction assume that the signal and noise are generated by linear Gaussian processes. The optimum filter weights for those models are derived using the method of minimum mean square error. In the present work we study the properties of signal extraction models under the assumption that signal/noise are generated by symmetric stable processes. The optimum filter is obtained by the method of minimum dispersion. The performance of the new filter is compared with their Gaussian counterparts by simulation.

Statistical Machine Learning Techniques for the Prediction of Learning Disabilities in School-Age Children

Learning Disability (LD) is a general term that describes specific kinds of learning problems. It is a neurological condition that affects a child's brain and impairs his ability to carry out one or many specific tasks. The learning disabled children are neither slow nor mentally retarded. This disorder can make it problematic for a child to learn as quickly or in the same way as some child who isn't affected by a learning disability. An affected child can have normal or above average intelligence. They may have difficulty paying attention, with reading or letter recognition, or with mathematics. It does not mean that children who have learning disabilities are less intelligent. In fact, many children who have learning disabilities are more intelligent than an average child. Learning disabilities vary from child to child. One child with LD may not have the same kind of learning problems as another child with LD. There is no cure for learning disabilities and they are life-long. However, children with LD can be high achievers and can be taught ways to get around the learning disability. In this research work, data mining using machine learning techniques are used to analyze the symptoms of LD, establish interrelationships between them and evaluate the relative importance of these symptoms. To increase the diagnostic accuracy of learning disability prediction, a knowledge based tool based on statistical machine learning or data mining techniques, with high accuracy,according to the knowledge obtained from the clinical information, is proposed. The basic idea of the developed knowledge based tool is to increase the accuracy of the learning disability assessment and reduce the time used for the same. Different statistical machine learning techniques in data mining are used in the study. Identifying the important parameters of LD prediction using the data mining techniques, identifying the hidden relationship between the symptoms of LD and estimating the relative significance of each symptoms of LD are also the parts of the objectives of this research work. The developed tool has many advantages compared to the traditional methods of using check lists in determination of learning disabilities. For improving the performance of various classifiers, we developed some preprocessing methods for the LD prediction system. A new system based on fuzzy and rough set models are also developed for LD prediction. Here also the importance of pre-processing is studied. A Graphical User Interface (GUI) is designed for developing an integrated knowledge based tool for prediction of LD as well as its degree. The designed tool stores the details of the children in the student database and retrieves their LD report as and when required. The present study undoubtedly proves the effectiveness of the tool developed based on various machine learning techniques. It also identifies the important parameters of LD and accurately predicts the learning disability in school age children. This thesis makes several major contributions in technical, general and social areas. The results are found very beneficial to the parents, teachers and the institutions. They are able to diagnose the child’s problem at an early stage and can go for the proper treatments/counseling at the correct time so as to avoid the academic and social losses.

International Trade and Cochin Port A Historical. and statistical Analysis -- 1881-1980

The overall focus of the thesis involves the International trade and cochin port a historical and statistical analysis 1881-1980.Analysing the trend of exports and imports through cochin port during the course of the last hundred years .This analysis has brought to light some very pertinent facts which , in our opinion,deserve serious consideration of the policy makers,the partise involved in trade and those who are interested in the development of the cochin port.Our study is restricted to twelve commodities -ten commodities of exports and two commodities of imports.The study reveals that the commodities that were exported from cochin are subjected to fluctuations -some mild and others wild. The projections only indicate the potential and unless we are very cautious the chance will be taken away by our competitors .With reference to the development of the port in particular and the states economy in general we would like to make a suggestion .This suggestion relates to declaring cochin as a free port .This will go a long way in the develppment of the port and the state's economy.The sooner it is done the better for the port and the state.

Statistical dynamics of dislocation systems: The influence of dislocation-dislocation correlations.

During plastic deformation of crystalline materials, the collective dynamics of interacting dislocations gives rise to various patterning phenomena. A crucial and still open question is whether the long range dislocation-dislocation interactions which do not have an intrinsic range can lead to spatial patterns which may exhibit well-defined characteristic scales. It is demonstrated for a general model of two-dimensional dislocation systems that spontaneously emerging dislocation pair correlations introduce a length scale which is proportional to the mean dislocation spacing. General properties of the pair correlation functions are derived, and explicit calculations are performed for a simple special case, viz pair correlations in single-glide dislocation dynamics. It is shown that in this case the dislocation system exhibits a patterning instability leading to the formation of walls normal to the glide plane. The results are discussed in terms of their general implications for dislocation patterning.

"Statistical Methods in Gear Selectivity and Gear Efficiency Studies”

The preceding discussion and review of literature show that studies on gear selectivity have received great attention, while gear efficiency studies do not seem to have received equal consideration. In temperate waters, fishing industry is well organised and relatively large and well equipped vessels and gear are used for commercial fishing and the number of species are less; whereas in tropics particularly in India, small scale fishery dominates the scene and the fishery is multispecies operated upon by nmltigear. Therefore many of the problems faced in India may not exist in developed countries. Perhaps this would be the reason for the paucity of literature on the problems in estimation of relative efficiency. Much work has been carried out in estimating relative efficiency (Pycha, 1962; Pope, 1963; Gulland, 1967; Dickson, 1971 and Collins, 1979). The main subject of interest in the present thesis is an investigation into the problems in the comparison of fishing gears. especially in using classical test procedures with special reference to the prevailing fishing practices (that is. with reference to the catch data generated by the existing system). This has been taken up with a view to standardizing an approach for comparing the efficiency of fishing gear. Besides this, the implications of the terms ‘gear efficiency‘ and ‘gear selectivity‘ have been examined and based on the commonly used selectivity model (Holt, 1963), estimation of the ratio of fishing power of two gear has been considered. An attempt to determine the size of fish for which a gear is most efficient.has also been made. The work has been presented in eight chapters