D2.5 - First bundle of dashboard components

This document describes the core components to create customizable game analytics and dashboards: their present status; links to their full designs and downloadable versions; and how to configure them, and take advantage of the analytics visualizations and the underlying architecture of the platform. All the dashboard components are working with data collected using the xAPI data format that the RAGE project has developed in collaboration with ADL Co-Lab.

Development of Imaging Mass Spectrometry Analysis of Lipids in Biological and Clinically Relevant Applications

La spectrométrie de masse mesure la masse des ions selon leur rapport masse sur charge. Cette technique est employée dans plusieurs domaines et peut analyser des mélanges complexes. L’imagerie par spectrométrie de masse (Imaging Mass Spectrometry en anglais, IMS), une branche de la spectrométrie de masse, permet l’analyse des ions sur une surface, tout en conservant l’organisation spatiale des ions détectés. Jusqu’à présent, les échantillons les plus étudiés en IMS sont des sections tissulaires végétales ou animales. Parmi les molécules couramment analysées par l’IMS, les lipides ont suscité beaucoup d'intérêt. Les lipides sont impliqués dans les maladies et le fonctionnement normal des cellules; ils forment la membrane cellulaire et ont plusieurs rôles, comme celui de réguler des événements cellulaires. Considérant l’implication des lipides dans la biologie et la capacité du MALDI IMS à les analyser, nous avons développé des stratégies analytiques pour la manipulation des échantillons et l’analyse de larges ensembles de données lipidiques. La dégradation des lipides est très importante dans l’industrie alimentaire. De la même façon, les lipides des sections tissulaires risquent de se dégrader. Leurs produits de dégradation peuvent donc introduire des artefacts dans l’analyse IMS ainsi que la perte d’espèces lipidiques pouvant nuire à la précision des mesures d’abondance. Puisque les lipides oxydés sont aussi des médiateurs importants dans le développement de plusieurs maladies, leur réelle préservation devient donc critique. Dans les études multi-institutionnelles où les échantillons sont souvent transportés d’un emplacement à l’autre, des protocoles adaptés et validés, et des mesures de dégradation sont nécessaires. Nos principaux résultats sont les suivants : un accroissement en fonction du temps des phospholipides oxydés et des lysophospholipides dans des conditions ambiantes, une diminution de la présence des lipides ayant des acides gras insaturés et un effet inhibitoire sur ses phénomènes de la conservation des sections au froid sous N2. A température et atmosphère ambiantes, les phospholipides sont oxydés sur une échelle de temps typique d’une préparation IMS normale (~30 minutes). Les phospholipides sont aussi décomposés en lysophospholipides sur une échelle de temps de plusieurs jours. La validation d’une méthode de manipulation d’échantillon est d’autant plus importante lorsqu’il s’agit d’analyser un plus grand nombre d’échantillons. L’athérosclérose est une maladie cardiovasculaire induite par l’accumulation de matériel cellulaire sur la paroi artérielle. Puisque l’athérosclérose est un phénomène en trois dimension (3D), l'IMS 3D en série devient donc utile, d'une part, car elle a la capacité à localiser les molécules sur la longueur totale d’une plaque athéromateuse et, d'autre part, car elle peut identifier des mécanismes moléculaires du développement ou de la rupture des plaques. l'IMS 3D en série fait face à certains défis spécifiques, dont beaucoup se rapportent simplement à la reconstruction en 3D et à l’interprétation de la reconstruction moléculaire en temps réel. En tenant compte de ces objectifs et en utilisant l’IMS des lipides pour l’étude des plaques d’athérosclérose d’une carotide humaine et d’un modèle murin d’athérosclérose, nous avons élaboré des méthodes «open-source» pour la reconstruction des données de l’IMS en 3D. Notre méthodologie fournit un moyen d’obtenir des visualisations de haute qualité et démontre une stratégie pour l’interprétation rapide des données de l’IMS 3D par la segmentation multivariée. L’analyse d’aortes d’un modèle murin a été le point de départ pour le développement des méthodes car ce sont des échantillons mieux contrôlés. En corrélant les données acquises en mode d’ionisation positive et négative, l’IMS en 3D a permis de démontrer une accumulation des phospholipides dans les sinus aortiques. De plus, l’IMS par AgLDI a mis en évidence une localisation différentielle des acides gras libres, du cholestérol, des esters du cholestérol et des triglycérides. La segmentation multivariée des signaux lipidiques suite à l’analyse par IMS d’une carotide humaine démontre une histologie moléculaire corrélée avec le degré de sténose de l’artère. Ces recherches aident à mieux comprendre la complexité biologique de l’athérosclérose et peuvent possiblement prédire le développement de certains cas cliniques. La métastase au foie du cancer colorectal (Colorectal cancer liver metastasis en anglais, CRCLM) est la maladie métastatique du cancer colorectal primaire, un des cancers le plus fréquent au monde. L’évaluation et le pronostic des tumeurs CRCLM sont effectués avec l’histopathologie avec une marge d’erreur. Nous avons utilisé l’IMS des lipides pour identifier les compartiments histologiques du CRCLM et extraire leurs signatures lipidiques. En exploitant ces signatures moléculaires, nous avons pu déterminer un score histopathologique quantitatif et objectif et qui corrèle avec le pronostic. De plus, par la dissection des signatures lipidiques, nous avons identifié des espèces lipidiques individuelles qui sont discriminants des différentes histologies du CRCLM et qui peuvent potentiellement être utilisées comme des biomarqueurs pour la détermination de la réponse à la thérapie. Plus spécifiquement, nous avons trouvé une série de plasmalogènes et sphingolipides qui permettent de distinguer deux différents types de nécrose (infarct-like necrosis et usual necrosis en anglais, ILN et UN, respectivement). L’ILN est associé avec la réponse aux traitements chimiothérapiques, alors que l’UN est associé au fonctionnement normal de la tumeur.

Software and Space: Investigating How a Cosmology Research Group Enacts Infrastructure by Producing Software

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-08

Exploring the World's Visual History

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-08

Economic Evaluations of State Policies

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-08

Three dimensional visualization of the World Wide Web

Although large-scale public hypermedia structures such as the World Wide Web are popularly referred to as "cyberspace", the extent to which they constitute a space in the everyday sense of the word is questionable. This paper reviews recent work in the area of three dimensional (3D) visualization of the Web that has attempted to depict it in the form of a recognizable space; in other words, as a navigable landscape that may be visibly populated by its users. Our review begins by introducing a range of visualizations that address different aspects of using the Web. These include visualizations of Web structure, especially of links, that act as 3D maps; browsing history; searches; evolution of the Web; and the presence and activities of multiple users. We then summarize the different techniques that are employed by these visualizations. We conclude with a discussion of key challenges for the future.

Development of Imaging Mass Spectrometry Analysis of Lipids in Biological and Clinically Relevant Applications

La spectrométrie de masse mesure la masse des ions selon leur rapport masse sur charge. Cette technique est employée dans plusieurs domaines et peut analyser des mélanges complexes. L’imagerie par spectrométrie de masse (Imaging Mass Spectrometry en anglais, IMS), une branche de la spectrométrie de masse, permet l’analyse des ions sur une surface, tout en conservant l’organisation spatiale des ions détectés. Jusqu’à présent, les échantillons les plus étudiés en IMS sont des sections tissulaires végétales ou animales. Parmi les molécules couramment analysées par l’IMS, les lipides ont suscité beaucoup d'intérêt. Les lipides sont impliqués dans les maladies et le fonctionnement normal des cellules; ils forment la membrane cellulaire et ont plusieurs rôles, comme celui de réguler des événements cellulaires. Considérant l’implication des lipides dans la biologie et la capacité du MALDI IMS à les analyser, nous avons développé des stratégies analytiques pour la manipulation des échantillons et l’analyse de larges ensembles de données lipidiques. La dégradation des lipides est très importante dans l’industrie alimentaire. De la même façon, les lipides des sections tissulaires risquent de se dégrader. Leurs produits de dégradation peuvent donc introduire des artefacts dans l’analyse IMS ainsi que la perte d’espèces lipidiques pouvant nuire à la précision des mesures d’abondance. Puisque les lipides oxydés sont aussi des médiateurs importants dans le développement de plusieurs maladies, leur réelle préservation devient donc critique. Dans les études multi-institutionnelles où les échantillons sont souvent transportés d’un emplacement à l’autre, des protocoles adaptés et validés, et des mesures de dégradation sont nécessaires. Nos principaux résultats sont les suivants : un accroissement en fonction du temps des phospholipides oxydés et des lysophospholipides dans des conditions ambiantes, une diminution de la présence des lipides ayant des acides gras insaturés et un effet inhibitoire sur ses phénomènes de la conservation des sections au froid sous N2. A température et atmosphère ambiantes, les phospholipides sont oxydés sur une échelle de temps typique d’une préparation IMS normale (~30 minutes). Les phospholipides sont aussi décomposés en lysophospholipides sur une échelle de temps de plusieurs jours. La validation d’une méthode de manipulation d’échantillon est d’autant plus importante lorsqu’il s’agit d’analyser un plus grand nombre d’échantillons. L’athérosclérose est une maladie cardiovasculaire induite par l’accumulation de matériel cellulaire sur la paroi artérielle. Puisque l’athérosclérose est un phénomène en trois dimension (3D), l'IMS 3D en série devient donc utile, d'une part, car elle a la capacité à localiser les molécules sur la longueur totale d’une plaque athéromateuse et, d'autre part, car elle peut identifier des mécanismes moléculaires du développement ou de la rupture des plaques. l'IMS 3D en série fait face à certains défis spécifiques, dont beaucoup se rapportent simplement à la reconstruction en 3D et à l’interprétation de la reconstruction moléculaire en temps réel. En tenant compte de ces objectifs et en utilisant l’IMS des lipides pour l’étude des plaques d’athérosclérose d’une carotide humaine et d’un modèle murin d’athérosclérose, nous avons élaboré des méthodes «open-source» pour la reconstruction des données de l’IMS en 3D. Notre méthodologie fournit un moyen d’obtenir des visualisations de haute qualité et démontre une stratégie pour l’interprétation rapide des données de l’IMS 3D par la segmentation multivariée. L’analyse d’aortes d’un modèle murin a été le point de départ pour le développement des méthodes car ce sont des échantillons mieux contrôlés. En corrélant les données acquises en mode d’ionisation positive et négative, l’IMS en 3D a permis de démontrer une accumulation des phospholipides dans les sinus aortiques. De plus, l’IMS par AgLDI a mis en évidence une localisation différentielle des acides gras libres, du cholestérol, des esters du cholestérol et des triglycérides. La segmentation multivariée des signaux lipidiques suite à l’analyse par IMS d’une carotide humaine démontre une histologie moléculaire corrélée avec le degré de sténose de l’artère. Ces recherches aident à mieux comprendre la complexité biologique de l’athérosclérose et peuvent possiblement prédire le développement de certains cas cliniques. La métastase au foie du cancer colorectal (Colorectal cancer liver metastasis en anglais, CRCLM) est la maladie métastatique du cancer colorectal primaire, un des cancers le plus fréquent au monde. L’évaluation et le pronostic des tumeurs CRCLM sont effectués avec l’histopathologie avec une marge d’erreur. Nous avons utilisé l’IMS des lipides pour identifier les compartiments histologiques du CRCLM et extraire leurs signatures lipidiques. En exploitant ces signatures moléculaires, nous avons pu déterminer un score histopathologique quantitatif et objectif et qui corrèle avec le pronostic. De plus, par la dissection des signatures lipidiques, nous avons identifié des espèces lipidiques individuelles qui sont discriminants des différentes histologies du CRCLM et qui peuvent potentiellement être utilisées comme des biomarqueurs pour la détermination de la réponse à la thérapie. Plus spécifiquement, nous avons trouvé une série de plasmalogènes et sphingolipides qui permettent de distinguer deux différents types de nécrose (infarct-like necrosis et usual necrosis en anglais, ILN et UN, respectivement). L’ILN est associé avec la réponse aux traitements chimiothérapiques, alors que l’UN est associé au fonctionnement normal de la tumeur.

A Visual Analytics Approach to Comparing Cohorts of Event Sequences

Sequences of timestamped events are currently being generated across nearly every domain of data analytics, from e-commerce web logging to electronic health records used by doctors and medical researchers. Every day, this data type is reviewed by humans who apply statistical tests, hoping to learn everything they can about how these processes work, why they break, and how they can be improved upon. To further uncover how these processes work the way they do, researchers often compare two groups, or cohorts, of event sequences to find the differences and similarities between outcomes and processes. With temporal event sequence data, this task is complex because of the variety of ways single events and sequences of events can differ between the two cohorts of records: the structure of the event sequences (e.g., event order, co-occurring events, or frequencies of events), the attributes about the events and records (e.g., gender of a patient), or metrics about the timestamps themselves (e.g., duration of an event). Running statistical tests to cover all these cases and determining which results are significant becomes cumbersome. Current visual analytics tools for comparing groups of event sequences emphasize a purely statistical or purely visual approach for comparison. Visual analytics tools leverage humans' ability to easily see patterns and anomalies that they were not expecting, but is limited by uncertainty in findings. Statistical tools emphasize finding significant differences in the data, but often requires researchers have a concrete question and doesn't facilitate more general exploration of the data. Combining visual analytics tools with statistical methods leverages the benefits of both approaches for quicker and easier insight discovery. Integrating statistics into a visualization tool presents many challenges on the frontend (e.g., displaying the results of many different metrics concisely) and in the backend (e.g., scalability challenges with running various metrics on multi-dimensional data at once). I begin by exploring the problem of comparing cohorts of event sequences and understanding the questions that analysts commonly ask in this task. From there, I demonstrate that combining automated statistics with an interactive user interface amplifies the benefits of both types of tools, thereby enabling analysts to conduct quicker and easier data exploration, hypothesis generation, and insight discovery. The direct contributions of this dissertation are: (1) a taxonomy of metrics for comparing cohorts of temporal event sequences, (2) a statistical framework for exploratory data analysis with a method I refer to as high-volume hypothesis testing (HVHT), (3) a family of visualizations and guidelines for interaction techniques that are useful for understanding and parsing the results, and (4) a user study, five long-term case studies, and five short-term case studies which demonstrate the utility and impact of these methods in various domains: four in the medical domain, one in web log analysis, two in education, and one each in social networks, sports analytics, and security. My dissertation contributes an understanding of how cohorts of temporal event sequences are commonly compared and the difficulties associated with applying and parsing the results of these metrics. It also contributes a set of visualizations, algorithms, and design guidelines for balancing automated statistics with user-driven analysis to guide users to significant, distinguishing features between cohorts. This work opens avenues for future research in comparing two or more groups of temporal event sequences, opening traditional machine learning and data mining techniques to user interaction, and extending the principles found in this dissertation to data types beyond temporal event sequences.

Visual Insight in Geometry

According to a traditional rationalist proposal, it is possible to attain knowledge of certain necessary truths by means of insight—an epistemic mental act that combines the 'presentational' character of perception with the a priori status usually reserved for discursive reasoning. In this dissertation, I defend the insight proposal in relation to a specific subject matter: elementary Euclidean plane geometry, as set out in Book I of Euclid's Elements. In particular, I argue that visualizations and visual experiences of diagrams allow human subjects to grasp truths of geometry by means of visual insight. In the first two chapters, I provide an initial defense of the geometrical insight proposal, drawing on a novel interpretation of Plato's Meno to motivate the view and to reply to some objections. In the remaining three chapters, I provide an account of the psychological underpinnings of geometrical insight, a task that requires considering the psychology of visual imagery alongside the details of Euclid's geometrical system. One important challenge is to explain how basic features of human visual representations can serve to ground our intuitive grasp of Euclid's postulates and other initial assumptions. A second challenge is to explain how we are able to grasp general theorems by considering diagrams that depict only special cases. I argue that both of these challenges can be met by an account that regards geometrical insight as based in visual experiences involving the combined deployment of two varieties of 'dynamic' visual imagery: one that allows the subject to visually rehearse spatial transformations of a figure's parts, and another that allows the subject to entertain alternative ways of structurally integrating the figure as a whole. It is the interplay between these two forms of dynamic imagery that enables a visual experience of a diagram, suitably animated in visual imagination, to justify belief in the propositions of Euclid’s geometry. The upshot is a novel dynamic imagery account that explains how intuitive knowledge of elementary Euclidean plane geometry can be understood as grounded in visual insight.

Analyse et représentation de la variation terminologique et de la multidimentionalité dans un thésaurus : le cas du métalangage de la terminologie

Le présent travail consiste à proposer un modèle de représentation des notions théoriques et pratiques de la terminologie et de leurs relations sous forme de thésaurus. Selon la norme ISO 25964-1, 2011, « un thésaurus est un vocabulaire contrôlé et structuré dans lequel les concepts sont représentés par des termes, ayant été organisés afin de rendre explicites les relations entre les concepts (…) ». Notre objectif est de créer un outil pédagogique à la suite d’une réflexion théorique englobant différentes perspectives notionnelles au sein de cette discipline. Les enjeux soulevés par la classification des concepts de certains champs de savoir (notamment ceux donnant lieu à différentes perspectives) n’ont pas été approfondis suffisamment dans la littérature de la terminologie, ni dans celle portant sur les thésaurus. Comment décrire des concepts qui sont sujets à des dissensions théoriques entre les différentes écoles de pensée? Comment classer les différentes relations entretenues par les concepts théoriques et les applications pratiques d’une discipline? À ces questions s’ajoute celle de la prise en compte de ces difficultés dans un thésaurus. Nous commençons par délimiter et organiser les concepts saillants du domaine. Ensuite, à l’aide d’un corpus comprenant des publications associées à différentes approches de la terminologie, nous étudions les réalisations linguistiques de ces concepts et leurs relations en contexte, dans le but de les décrire, de les classer et de les définir. Puis, nous faisons l’encodage de ces données à l’aide d’un logiciel de gestion de thésaurus, en respectant les normes ISO applicables. La dernière étape consiste à définir la visualisation de ces données afin de la rendre conviviale et compréhensible. Enfin, nous présentons les caractéristiques fondamentales du Thésaurus de la terminologie. Nous avons analysé et représenté un échantillon de 45 concepts et leurs termes reliés. Les différents phénomènes associés à ces descripteurs comme la multidimensionalité, la variation conceptuelle et la variation dénominative sont aussi représentés dans notre thésaurus.

Analyse et représentation de la variation terminologique et de la multidimentionalité dans un thésaurus : le cas du métalangage de la terminologie

Le présent travail consiste à proposer un modèle de représentation des notions théoriques et pratiques de la terminologie et de leurs relations sous forme de thésaurus. Selon la norme ISO 25964-1, 2011, « un thésaurus est un vocabulaire contrôlé et structuré dans lequel les concepts sont représentés par des termes, ayant été organisés afin de rendre explicites les relations entre les concepts (…) ». Notre objectif est de créer un outil pédagogique à la suite d’une réflexion théorique englobant différentes perspectives notionnelles au sein de cette discipline. Les enjeux soulevés par la classification des concepts de certains champs de savoir (notamment ceux donnant lieu à différentes perspectives) n’ont pas été approfondis suffisamment dans la littérature de la terminologie, ni dans celle portant sur les thésaurus. Comment décrire des concepts qui sont sujets à des dissensions théoriques entre les différentes écoles de pensée? Comment classer les différentes relations entretenues par les concepts théoriques et les applications pratiques d’une discipline? À ces questions s’ajoute celle de la prise en compte de ces difficultés dans un thésaurus. Nous commençons par délimiter et organiser les concepts saillants du domaine. Ensuite, à l’aide d’un corpus comprenant des publications associées à différentes approches de la terminologie, nous étudions les réalisations linguistiques de ces concepts et leurs relations en contexte, dans le but de les décrire, de les classer et de les définir. Puis, nous faisons l’encodage de ces données à l’aide d’un logiciel de gestion de thésaurus, en respectant les normes ISO applicables. La dernière étape consiste à définir la visualisation de ces données afin de la rendre conviviale et compréhensible. Enfin, nous présentons les caractéristiques fondamentales du Thésaurus de la terminologie. Nous avons analysé et représenté un échantillon de 45 concepts et leurs termes reliés. Les différents phénomènes associés à ces descripteurs comme la multidimensionalité, la variation conceptuelle et la variation dénominative sont aussi représentés dans notre thésaurus.

Evaluación de los contenidos de información de medicamentos en un grupo de agencias reguladoras de medicamentos

OBJETIVO: Evaluar las diferencias de información publicada por el Invima y otras Autoridades Reguladoras de Medicamentos en relación a un grupo de variables seleccionadas y analizar las diferencias aplicando estrategias de visualización de datos. METODOLOGÍA: Estudio descriptivo de corte transversal, en el cual se comparan las diferencias en la información de medicamentos publicada en las agencias reguladoras de medicamentos. Para la definición de los criterios de comparación, más relevantes se utilizó la técnica Delphi como metodología de consenso. Las visualizaciones fueron desarrolladas en Roassal, en el entorno de programación de Grafoscopio/Pharo. RESULTADOS Y CONCLUSIONES: De 24 variables en las que hubo acuerdo de considerarlas importantes y claves por el panel de expertos; el 96% se identificaron en la Aemps, MHRA e Infarmed; el 92% en Anmat, TGA, Anvisa, Health Canada y FDA; el 80% en Anamed. El grupo de agencias en las que se identificó una menor cantidad de información publicada fueron Cofepris, Invima, Dirección Nacional de Farmacias y Drogas de Panamá, Digemid, Arcsa y el Ministerio de Salud pública de Uruguay en las que se identificó el 67%, 58%, 46%, 46%, 38% y 4%, respectivamente. Las ausencias comunes de información en el grupo de agencias con menor cantidad de información se presentó en las variables relacionadas con usos fuera de indicación (off-label), gestión del riesgo, efectos adversos, restricciones especiales, precauciones y advertencias, prospecto, almacenamiento y resumen de las características del producto, es decir que mayor la limitación se presenta en la información relacionada con prescripción y uso.