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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.45.2017.tde-11052017-163847
Documento
Autor
Nome completo
Brian Alvarez Ribeiro de Melo
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2017
Orientador
Banca examinadora
Esteves, Luís Gustavo (Presidente)
Mansur, Alfredo Jose
Nakano, Eduardo Yoshio
Pereira, Basilio de Braganca
Pereira, Carlos Alberto de Braganca
Título em português
Análise Bayesiana de modelos de mistura finita com dados censurados
Palavras-chave em português
Análise de sobrevivência
Inferência bayesiana
Mistura finita
Seleção de modelos
Teste de hipóteses
Resumo em português
Misturas finitas são modelos paramétricos altamente flexíveis, capazes de descrever diferentes características dos dados em vários contextos, especialmente na análise de dados heterogêneos (Marin, 2005). Geralmente, nos modelos de mistura finita, todas as componentes pertencem à mesma família paramétrica e são diferenciadas apenas pelo vetor de parâmetros associado a essas componentes. Neste trabalho, propomos um novo modelo de mistura finita, capaz de acomodar observações censuradas, no qual as componentes são as densidades das distribuições Gama, Lognormal e Weibull (mistura GLW). Essas densidades são reparametrizadas, sendo reescritas em função da média e da variância, uma vez que estas quantidades são mais difundidas em diversas áreas de estudo. Assim, construímos o modelo GLW e desenvolvemos a análise de tal modelo sob a perspectiva bayesiana de inferência. Essa análise inclui a estimação, através de métodos de simulação, dos parâmetros de interesse em cenários com censura e com fração de cura, a construção de testes de hipóteses para avaliar efeitos de covariáveis e pesos da mistura, o cálculo de medidas para comparação de diferentes modelos e estimação da distribuição preditiva de novas observações. Através de um estudo de simulação, avaliamos a capacidade da mistura GLW em recuperar a distribuição original dos tempos de falha utilizando testes de hipóteses e estimativas do modelo. Os modelos desenvolvidos também foram aplicados no estudo do tempo de seguimento de pacientes com insuficiência cardíaca do Instituto do Coração da Faculdade de Medicina da Universidade de São Paulo. Nesta aplicação, os resultados mostram uma melhor adequação dos modelos de mistura em relação à utilização de apenas uma distribuição na modelagem dos tempos de seguimentos. Por fim, desenvolvemos um pacote para o ajuste dos modelos apresentados no software R.
Título em inglês
Bayesian analysis of finite mixture models with censored data
Palavras-chave em inglês
Bayesian inference
Finite mixtures
Hypothesis testing
Model selection
Survival analysis
Resumo em inglês
Finite mixtures are highly flexible parametric models capable of describing different data features and are widely considered in many contexts, especially in the analysis of heterogeneous data (Marin, 2005). Generally, in finite mixture models, all the components belong to the same parametric family and are only distinguished by the associated parameter vector. In this thesis, we propose a new finite mixture model, capable of handling censored observations, in which the components are the densities from the Gama, Lognormal and Weibull distributions (the GLW finite mixture). These densities are rewritten in such a way that the mean and the variance are the parameters, since the interpretation of such quantities is widespread in various areas of study. In short, we constructed the GLW model and developed its analysis under the bayesian perspective of inference considering scenarios with censorship and cure rate. This analysis includes the parameter estimation, wich is made through simulation methods, construction of hypothesis testing to evaluate covariate effects and to assess the values of the mixture weights, computatution of model adequability measures, which are used to compare different models and estimation of the predictive distribution for new observations. In a simulation study, we evaluated the feasibility of the GLW mixture to recover the original distribution of failure times using hypothesis testing and some model estimated quantities as criteria for selecting the correct distribution. The models developed were applied in the study of the follow-up time of patients with heart failure from the Heart Institute of the University of Sao Paulo Medical School. In this application, results show a better fit of mixture models, in relation to the use of only one distribution in the modeling of the failure times. Finally, we developed a package for the adjustment of the presented models in software R.
 
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Tese_Brian_Melo.pdf (1.99 Mbytes)
Data de Publicação
2017-05-30
 
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