Mestrado em Bioestatística e Biometria | Master's Degree in Biostatistics and Biometry - TMBB
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Recent Submissions
- Boolean algebra: from digital circuits to deep learning applicationsPublication . Coito, Filipa Trindade; Engrácia, Patrícia; Ferreira, GildaA álgebra de Boole tem um papel central na lógica digital, sendo essencial para o design e otimização de circuitos e sistemas computacionais. Este trabalho explora os princípios da álgebra de Boole e as suas aplicações tradicionais em circuitos digitais, bem como as suas utilizações inovadoras, como no campo do deep learning. Esta aplicação permite desenvolver modelos computacionalmente eficientes e avançar o estado da arte em áreas como sistemas embebidos e computação de baixa potência. A dissertação analisa em profundidade a álgebra de Boole, examinando as suas propriedades e leis, incluindo a simplificação de expressões booleanas. São discutidos conceitos como a soma de produtos, o produto de somas e a construção de mapas de Karnaugh, fundamentais na otimização de circuitos digitais. Em seguida, aborda-se a aplicação da álgebra de Boole no design de circuitos digitais, com foco em circuitos combinacionais e sequenciais. Exemplos práticos, como somadores, codificadores e contadores binários, são apresentados para ilustrar como estas operações booleanas fundamentam a construção destes circuitos. Por fim, o trabalho explora a relação entre a álgebra de Boole e as redes neuronais, com base no estudo de Petersen et al. (2023), que propõe redes neuronais baseadas em portas lógicas (LGNs). Estas redes são adaptadas para versões diferenciáveis, permitindo a utilização de métodos de otimização baseados em gradientes. O estudo analisa o desempenho das LGNs em problemas de classificação de imagens, destacando as suas vantagens e desafios em comparação com arquiteturas tradicionais.
- Análise compreensiva de métodos de transformação de dadosPublication . Correia, João Paulo Marques; Ramos, Maria do Rosário; Engrácia, PatríciaEsta dissertação apresenta uma análise detalhada de vários métodos de transformação de dados, com particular ênfase na sua aplicabilidade, culminando no desenvolvimento de uma ferramenta (framework) para o apoio à decisão de técnicas de transformação. A pesquisa aborda a complexidade na preparação de dados para análise estatística, onde a escolha apropriada de transformações pode ter impacto na qualidade da análise estatística. O estudo examina detalhadamente cada método de transformação, considerando as suas propriedades matemáticas, limitações, pressupostos subjacentes e impacto nos dados originais. A implementação dos métodos é ilustrada com código elaborado na linguagem Python. A framework proposta integra características fundamentais dos dados (como a distribuição, formato, tipo e intervalo de dados) com os requisitos específicos da análise estatística a ser realizada, fornecendo um processo para a seleção da transformação mais adequada. Para complementar, foi desenvolvida uma ferramenta web de forma a agilizar o processo de escolha. A metodologia foi aplicada a alguns casos de estudo de áreas distintas permitindo uma comparação do seu desempenho. Os resultados demonstram que a eficácia das transformações está dependente das características dos dados e dos objetivos.
- Regressão logística aplicada a investigação pediátrica: fatores associados a positividade de teste de HIV em crianças menores de 5 anos expostas ao HIVPublication . Matambo, José Francisco; Oliveira, Teresa M.A temática de prevenção de transmissão vertical foi ganhando corpo desde, 2011, segundo vários estudos que evidenciam a existem de alguns fatores associados a alta taxa de positividade de teste de HIV em crianças nascida de mulheres HIV+. Com implementação da estratégia “TARV universal”, onde todos testados com resultados HIV+ devem iniciar o tratamento antirretroviral independentemente do nível de CD4. Esta iniciativa visa reduzir os altos índices de incidência de HIV, assim como a transmissão vertical, sendo até então grande problema. Moçambique não foge a regra, devido as altas taxas de positividade de PCR em crianças expostas ao HIV, houve a necessidade de implementar o protocolo da OMS para controle de transmissão vertical em 2011, em que na altura a taxa rondava aos 15%. O país implementou a plano de aceleração para redução da taxa transmissão vertical de mãe para filho, introduzindo diversas estratégias, das quais se evidenciou a paragem única, serviços integrados entre outros, com esperança de reduzir a taxa de transmissão vertical em cerca de 66%, ou seja, dos atuais 15% para <5% em 5 anos. Volvidos 5 anos, e feita a avaliação pelo IDS, IMASIDA, INSIDA constata-se que a taxa de positividade reduziu, mas, não aos níveis desejado, tendo se situado em 12%, ou seja, foi possível reduzir em 20%. Fazendo uma análise mais profundo, entende-se para além dos fatores já conhecida, devem existir outros que de certa forma influência na taxa de positividade. Esta é a justificativa do presente estudo com tema: “Regressão logística aplicada a investigação pediátrica: fatores associados a positividade de teste de HIV em crianças <5 anos expostas ao HIV”, visa: identificar descrever os fatores associados a positividade de teste de HIV em crianças <5 anos nascidas de mulheres HIV positivo e determinar o grau de associação com os resultados de PCR e criar modelo preditivo para melhor prever os resultados futuros, A pesquisa seguiu uma abordagem de coorte num horizonte temporal retrospetivo, foi desenvolvida numa abordagem descritivo, pois se pretende identificar e descrever os fatores associados ao evento. Foram avaliados cerca de 653 processos de mães lactantes que passaram pelos serviços de cuidado a criança em risco, onde se obteve os seguintes resultados: o local do parto com RC 0,513 (IC 95% = 0,280–0,939), inicio da Profilaxia em crianças recém-nascido com RC 36,821 e IC 95% (12,113–111,808), tempo de início da profilaxia em crianças 6,138(IC 95% = 12,09–31,171), o tipo de alimentação do recém-nascido com RC 3,049, e IC 95% (1,365–6,811), estado de permanência da utente nos cuidados e tratamentos com RC 27.448, IC 95% (1957-384,951) para abandonos e RC 24,530, IC 95% (1,423-422,920), frequência as consultas pré-natal com RC 0,95 e IC 95% (0,025–0,353), estas foram variáveis preditores significativas para o modelo de regressão. Conclusão, embora com poucas evidências científicas acerca da associação destes fatores acima identificados, com a positividade, podemos concluir que controlando estes fatores, é possível reduzir a taxa de incidência de HIV em crianças menores de 5 anos nascidas de mães HIV+.
- Modelo de previsão: uma aplicação a uma indústria de calçadoPublication . Laranjeira, Nadine Miranda; Ramos, Maria do RosárioCom o aumento da faturação, surge a necessidade das empresas possuírem ferramentas de análise de dados que lhes forneçam informação útil, para o apoio do processo de tomada de decisão. Neste âmbito, os modelos de previsão são importantes para gerir o planeamento, controlar o stock e antever a faturação. O presente trabalho visa a aplicação de modelos de previsão e regressão para séries temporais a uma indústria de calçado, criando para tal um modelo de previsão das vendas de maneira a controlar fatores produtivos. Os modelos explorados têm por base dados históricos das vendas (variável de resposta) bem como as previsões mensais que o cliente partilha no início de cada ano (variável exógena). Considerando que estes dados podem apresentar tendência e efeito sazonal, foram aplicados modelos autorregressivo integrado e médias móveis (ARIMA) e de regressão dinâmica linear. De modo a garantir os pressupostos para avaliação da qualidade dos modelos, foram aplicadas a transformação Box-Cox e a diferenciação sazonal. Os resultados demonstraram que a combinação de técnicas aumenta significativamente a precisão preditiva e a robustez dos modelos para séries temporais. Foram estudados modelos de previsão para 5 artigos de calçado produzidos pela empresa, tendo sido o modelo de regressão dinâmica o que se mostrou mais adequado para previsão em quatro dos artigos da produção e o modelo ARIMA para um dos artigos.
- Infeções do trato urinário: uma análise estatística acerca do seu diagnóstico laboratorialPublication . Bóia, Sofia Isabel Ferreira Almeida; Carvalho, Alda Cristina Jesus Valentim Nunes deA infeção do trato urinário (ITU) é uma das infeções mais comuns no ambiente comunitário e hospitalar, representando desafios clínicos e económicos. O exame laboratorial desempenha um papel essencial no diagnóstico desta condição, mas enfrenta limitações como o tempo necessário para obter resultados e o impacto da crescente resistência antimicrobiana. Este trabalho procura contribuir para a eficiência do diagnóstico laboratorial de ITU, avaliando os fatores associados a resultados positivos na cultura microbiológica de urina e propondo critérios que permitam reduzir a realização de culturas desnecessárias. Foi realizado um estudo observacional retrospetivo a partir de uma amostra de 2528 pedidos de cultura de urina processados numa unidade hospitalar. A análise incluiu os resultados do sedimento urinário, como as contagens de bactérias e leucócitos e variáveis como a idade e sexo dos pacientes. Foram aplicados modelos de regressão logística multivariada e realizada uma análise ROC para identificar valores de cutoff com melhor capacidade preditiva. Os resultados revelaram diferenças significativas associadas ao sexo e à idade dos pacientes e identificaram valores de cutoff para bactérias e leucócitos (40 bactérias/μL e 30 leucócitos/μL) com uma capacidade discriminativa moderada (AUC de 0,76). Estes valores de cutoff, quando ajustados à população de pacientes e aos objetivos específicos de cada laboratório, podem contribuir para a redução do número de culturas microbiológicas de urina desnecessárias, diminuir custos e contribuir para um uso mais racional de antibióticos, essencial no combate à resistência antimicrobiana.
- Análise da relação de supressão viral com medidas clínicas de atendimento aos pacientes adultos vivendo com o HIV/SIDAPublication . Retene, Inácio Feliciano; Oliveira, Teresa A.; Mboane, Ramos Bartolomeu JoséA prevalência do Vírus da Imunodeficiência Humana (HIV) em todo o mundo, destaca a importância de adoção de estratégias eficazes para a supressão viral, com foco nos pacientes com comorbidades para países em vias de desenvolvimento. Nessa perspetiva, o objetivo deste estudo, foi de analisar a relação entre a supressão viral com as medidas clínicas de atendimento aos pacientes adultos vivendo com o HIV no Centro de Saúde da Cidade de Lichinga, entre os anos 2020 e 2021. Foram analisadas as seguintes variáveis independentes: Tuberculose (TB), o Peso corporal, Sexo, a Idade, Tempo de tratamento e Apoio Psicossocial. Utilizando o teste de qui-quadrado e a regressão logística múltipla, foram analisados dados de 342 pacientes adultos. Os principais resultados encontrados são os seguintes: a presença da TB nos pacientes com HIV reduz em 97% a probabilidade de alcançar a supressão viral, dada a Odds Ratio (OR=0.03); Um quilograma de aumento do Peso Corporal, a chance de supressão viral é de 83% (OR=1.83); A cada mês de Tratamento Antirretroviral (TARV) ininterrupto, a probabilidade é muito acima de 100% (OR=5.11); Outra descoberta é o impacto da interação entre a presença da TB e alto Apoio Psicossocial, sugerindo que a prestação de cuidados e Apoio Psicossocial aos pacientes com coinfecção de TB e HIV, aumenta mais rapidamente a chance de alcançar a supressão viral nesses pacientes do que aqueles que não tiveram Apoio Psicossocial dada a OR=48.50 e por fim, houve a descoberta da interação dos fatores Tempo de Tratamento e Peso Corporal. Com estes resultados, pode se concluir que: aos pacientes em TARV, há necessidade de diagnóstico precoce de outras doenças, como é o caso da TB; por outro lado, o reforço do Apoio Psicossocial e o controlo do Peso é fundamental. Estas conclusões são validadas pelos resultados do Pseudo R² (Cox e Snell= 68.2% e Nagelkerke = 92.6%). O teste de Hosmer-Lemeshow confirma a validade desta teoria (p-valor de 99.56%) e por fim, a curva Receiver Operating Characteristic (ROC= 99.4%).
- Metodologias estatísticas para análise de dados agrupados em estudos epidemiológicos: aplicação real aos dados da COVID-19Publication . Tausene, Mune Tausene; Oliveira, TeresaA análise estatística de dados agrupados é frequentemente utilizada na área de epidemiologia para permitir uma conclusão fidedigna em estudos de grupos de indivíduos. Vários são os problemas enfrentados pelos investigadores relacionados com a aplicação de metodologias estatísticas em pesquisa científica. O da presente pesquisa é explorar a aplicação eficaz das metodologias estatísticas na análise de dados agrupados em epidemiológicos, especialmente em relação à COVID-19. A metodologia da pesquisa adotou uma abordagem exploratória, combinando revisão bibliográfica detalhada com análise prática dos dados utilizando o software R. Os dados da COVID-19 foram obtidos da base Our World in Data, permitindo análises exploratórias, correlacionais e de modelagem, incluindo análises espaciais para entender a propagação da doença em Moçambique. São destacadas técnicas como regressão logística, análise de variância e modelos lineares generalizados, visando identificar padrões de propagação, fatores de risco e avaliar o impacto das intervenções de saúde pública. Os resultados da pesquisa demonstraram a eficácia dessas metodologias na análise dos dados da COVID-19 em Moçambique. Foram identificados padrões de propagação da doença, fatores de risco significativos e a eficácia de algumas intervenções de saúde pública. A pesquisa contribui significativamente para o avanço do conhecimento sobre análise de dados agrupados e epidemiologia da COVID-19 em Moçambique, fornecendo subsídios valiosos para a compreensão e enfrentamento da pandemia.
- Efeitos de sobredosagem na indução da anestesia: análise multivariada de dadosPublication . Carvalho, Lino Manuel Dias; Nunes, Catarina S.Na indução da anestesia antes de um procedimento cirúrgico, o fármaco anestésico é administrado sempre com a preocupação de obter uma indução rápida. Idealmente, o médico anestesista deveria ser capaz de avaliar a dose de fármaco necessária para induzir inconsciência e parar a administração. No entanto, isto nem sempre acontece e existe sobredosagem. Anestesia geral representa uma parte complexa da cirurgia, envolvendo relaxamento muscular, inconsciência e analgesia. Para o efeito utilizam-se diferentes fármacos, entre os quais o anestésico propofol. Com perda de consciência a infusão é desligada, porém a concentração continua a aumentar devido a atrasos farmacocinéticos e farmacodinâmicos inerentes. Existe uma concentração máxima que se verifica após a infusão ser desligada, pelo que o interesse é parar a administração de propofol no momento exato e encontrar formas de minimizar o excesso de anestesia, principalmente na fase de indução, para não provocar sobredosagem. Analisamos dados clínicos em 217 neurocirurgias (craniotomias, cirurgias coluna/ medula espinhal) para verificar quais os efeitos (se existirem) desta sobredosagem nos sinais fisiológicos integrando uma complexidade de covariáveis confundidoras: dados antropométricos, estado de saúde, tipo cirurgia, parâmetros basais e diferentes protocolos de indução. O impacto do fármaco anestésico pode avaliar-se pelo seu efeito nos sinais cerebrais (eletroencefalograma) ou sinais hemodinâmicos (pressão arterial, frequência cardíaca, débito cardíaco), no entanto uma medida de sobredosagem é mais difícil prever e quantificar. Regressão linear múltipla foi implementada e testada objetivando uma melhor abordagem para este problema. Estudamos duas variáveis dependentes para sobredosagem de anestesia: (I) diferença entre concentração de propofol máxima e concentração de propofol em LOC (μg/ml); e (II) quantidade de propofol infundido até LOC (mg/kg). Obtivemos os R " # de 71,1% e 47,2%, modelos I e II, permitindo avaliar a variabilidade observada na sobredosagem de propofol. Avaliamos a capacidade de previsão dos modelos, resultando valores para a REQM de 0,2855 e 0,3609, modelos I e II.
- Modelação estatística no estudo da depressão e impactos da Covid-19 em indivíduos com 50 ou mais anosPublication . Pires, Sara Isabel Ribeiro; Ramos, Maria do Rosário; Fernandes, Ana PaulaAtualmente, como consequência da análise de vários indicadores demográficos, tais como a taxa de natalidade, a taxa de mortalidade e a taxa de prevalência de certas doenças, bem como do impacto do surgimento de novas doenças na população mundial, de que é exemplo a recente pandemia COVID19, torna-se urgente o investimento em estudos que possam contribuir para ajudar na tomada de decisões na área da Medicina, e das Políticas e Saúde Pública, entre outras. No âmbito desta problemática, foi criado a nível europeu o projeto SHARE, Survey of Health, Aging and Retirement in Europe que preserva um banco de dados multidisciplinar e transnacional de microdados sobre saúde, nível socioeconómico, entre outros fatores, obtidos através de um inquérito. Iniciado em 2004, conta com amostras dos indivíduos de 50 ou mais anos de em 28 países europeus e Israel. Este trabalho teve como objetivo contribuir para novo conhecimento no que diz respeito à população portuguesa, uma vez que a temática do envelhecimento é premente, e os estudos realizados até à data mostram que há espaço para outras análises e perspetivas. Recorrendo a metodologias estatísticas em que se inclui a regressão logística à base de dados SHARE vaga 9 (Corona 2), procurou-se modelar a situação/sentimento de depressão reportada pelos inquiridos com base numa seleção de variáveis de saúde física, mental, comportamentais entre outras consideradas pertinentes.
- Planeamento de experiências e controlo estatístico da qualidade: como interajem [sic] na optimização de problemáticas reaisPublication . Dias, Maria Isabel da Graça; Oliveira, TeresaAs metodologias estatísticas – Planeamento de Experiências (DOE – Design of Experiments) e Controlo Estatístico do Processo (CEP) foram exploradas intensamente numa aplicação a dados reais. A análise dos dados foi efectuada através dos softwares para análise estatística, Minitab e SPSS. Este trabalho foi efectuado na empresa Γ, e iniciou-se devido ao facto de se ter detectado um número anormalmente elevado de reclamações no produto “flocos de trigo”. Inicialmente, na linha de produção começou-se a detectar uma grande quantidade de finos. No entanto a recolha de finos não era pesada/avaliada de forma sistemática e não permitia uma visão objectiva e quantificada do problema. A receita dos flocos de trigo foi alterada no final de Τ. Após se ter iniciado a produção contínua desta nova receita, verificou-se que as perdas de produto sob a forma de finos, eram muito mais elevadas do que na receita anterior. Com esta alteração, os flocos apresentavam-se mais frágeis, mais facilmente desenvolviam aglomerados nos moinhos, e o produto tinha visivelmente menor qualidade relativa à sua aparência. O objetivo desta dissertação foi a exploração das metodologias estatística e computacional ilustras à luz de uma problemática real, e envolveu o estudo dos factores que um grupo multidisciplinar entendeu como poderem ser os mais determinantes, no equipamento mais crítico para a qualidade da massa de flocos de trigo. Este grupo selecionou dois equipamentos: as cozedoras e o secador da massa dos flocos. Na tentativa de se escolher os melhores settings (parâmetros) de cada um dos equipamentos foi aplicada uma técnica estatística designada por Planeamento de Experiências. Foi escolhido um DOE aleatório, factorial 23 para estudo de ambos os equipamentos. Após se ter encontrado os settings mais promissores para melhorar a qualidade da massa e assim evitar a formação de finos, foram feitos estudos de capabilidade do processo. Os estudos de capabilidade do processo pretenderam quantificar se a capabilidade e a performance do processo melhoraram com a introdução dos novos settings nas cozedoras. Estes estudos apontaram para uma melhoria significativa da capabilidade e da performance da linha de processamento.
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