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- Using R in experimental design with BIBD: an application in health sciencesPublication . Oliveira, Teresa; Francisco, Carla; Oliveira, Amilcar; Ferreira, AgostinhoConsidering the implementation of an Experimental Design, in any field, the experimenter must pay particular attention and look for the best strategies in the following steps: planning the design selection, conduct the experiments, collect observed data, proceed to analysis and interpretation of results. The focus is on providing both - a deep understanding of the problem under research and a powerful experimental process at a reduced cost. Mainly thanks to the possibility of allowing to separate variation sources, the importance of Experimental Design in Health Sciences is strongly recommended since long time. Particular attention has been devoted to Block Designs and more precisely to Balanced Incomplete Block Designs - in this case the relevance states from the fact that these designs allow testing simultaneously a number of treatments bigger than the block size. Our example refers to a possible study of inter reliability of the Parkinson disease, taking into account the UPDRS (Unified Parkinson’s disease rating scale) in order to test if there are significant differences between the specialists who evaluate the patients performances. Statistical studies on this disease were described for example in Richards et al (1994), where the authors investigate the inter-rater Reliability of the Unified Parkinson’s Disease Rating Scale Motor Examination. We consider a simulation of a practical situation in which the patients were observed by different specialists and the UPDRS on assessing the impact of Parkinson’s disease in patients was observed. Assigning treatments to the subjects following a particular BIBD(9,24,8,3,2) structure, we illustrate that BIB Designs can be used as a powerful tool to solve emerging problems in this area. Once a structure with repeated blocks allows to have some block contrasts with minimum variance, see Oliveira et al. (2006), the design with cardinality 12 was selected for the example. R software was used for computations.
- Delineamento experimental em blocos incompletos : estudo de casos particularesPublication . Francisco, Carla; Oliveira, Teresa; Ferreira, SandraO Delineamento Experimental em Blocos Incompletos reveste-se de uma enorme importância uma vez que faz a ponte entre a matemática aplicada e as aplicações da estatística em áreas tão diversas como a agricultura, a medicina, a biometria, a criptografia, a genética, a indústria, as ciências da educação, entre muitas outras. Tem por objetivo principal a obtenção da maior quantidade de informação possível, a partir de uma pesquisa experimental. Para tal, procede-se a uma análise comparativa entre as diferentes variedades ou tratamentos por forma a se poderem controlar as fontes de variação aleatórias através da divisão das unidades experimentais em blocos. Seguidamente, procede-se à síntese de cada um dos capítulos: No primeiro capítulo deste trabalho é feita uma introdução ao delineamento experimental em blocos. É também exposta a motivação para a abordagem desta temática. No segundo capítulo apresenta-se uma introdução histórica ao delineamento experimental em blocos. É também desenvolvido com algum detalhe o estudo dos planos em blocos incompletos equilibrados. No terceiro capítulo procede-se à investigação de casos particulares, nomeadamente dos planos com blocos repetidos, planos com diferentes dimensões e planos com número de réplicas variável, passando de seguida à classificação em famílias dos planos com repetições (BIBDR) - Balanced Incomplete Block Designs with Repeated Blocks (Planos em Blocos Incompletos Equilibrados com Repetições). A construção dos (BIBD) - Balanced Incomplete Block Designs com Repetições (BIBDR) é abordada como um Plano Otimal que proporciona facilidade de aplicação prática e se reveste de importância sob o ponto de vista económico, (Foody, W. & Hedayat, A, 1977), (Hedayat, A. S. & Hwang, H. L. 1984). Foi desenvolvido um programa em Basic para obtenção da lista de parâmetros dos possíveis BIBDR, com dimensão de bloco sete, tendo em conta as condições necessárias de construção dos BIBDR sobre certas restrições. Os planos são classificados atendendo às três famílias de BIBDR, definidas em (Hedayat, A. S. & Hwang, H. L. 1984). O capítulo quatro explora as ligações existentes entre desenho experimental, matrizes de Hadamard e o risco de perda de dados nos Códigos QR. No capítulo cinco aprofunda-se o estudo dos Códigos QR, explorando diversas aplicações e apresentando exemplos práticos. No capítulo seis expõe-se uma introdução ao software estatístico R (Project for Statistical Computing) e exemplos práticos desenvolvidos neste, tendo por base a temática do delineamento experimental com blocos. O capítulo sete apresenta diversos trabalhos de investigação com abordagens recentes ao delineamento experimental em blocos. Estes trabalhos abrangem temáticas diversas como a medicina, criptografia, ensaios clínicos, Códigos QR entre outros. Neste capítulo, destaca-se um estudo sobre a doença de Parkinson no âmbito dos ensaios clínicos. A aplicação prática presente no capítulo oito mostra a análise de fiabilidade inter-examinador inspirada nesse estudo. Nesta aplicação serão analisados seis neurologistas que examinam dez pacientes com Parkinson. No capítulo nove são sintetizadas algumas considerações finais e apresentadas perspetivas de investigação futura.