dissertação
Modelos para eventos recorrentes na mensuração da influência da mortalidade entre abelhas em experimentos laboratoriais
Models for recurrent events related to the measurement of bee mortality influences in laboratory experiments
Registro en:
RESENDE, L. F. S. Modelos para eventos recorrentes na mensuração da influência da mortalidade entre abelhas em experimentos laboratoriais. 2019. 80 p. Dissertação (Mestrado em Estatística) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2019.
Autor
Resende, Luiz Fernando Silva
Institución
Resumen
When bee experiments are conducted in laboratories, the interested features are analyzed in
groups of caged bees, and typically, the mortality is evaluated considering specific periods of
time. Therefore, since all the data is censored, the exact period of the interested feature is
unknown. This happens because bees are insects that live in society, and in order to avoid any
physiologic and behavioral changes, they should always be kept in groups. Thus, statistical
techniques are required for survival analys is, consisting in a set of methods for data evaluation
in which the variable is the time until the occurrence of some event of interest. The death of an
individual inside the cage could affect all the other bees, leading to correlated observations. The
parametric models in survival analysis are useful when the distribution until the event is
supposedly known, and the best -known models are: the exponential, Weibull, lognormal and
the Cox semiparametric model, with the latter being robust and flexible in several contexts, such
as stratification, time dependent variables and multiple events. In the first part of this research,
it was performed the analysis of experiments considering data from Trigona spinipes bees, with
two routes of intoxication using the natural Neem repellent: by contact (spray) or oral (ingestion).
The data from the experiment were collected at every 12 hours, having the time until the
occurrence of bee death as variable and the method of how the repellent was applied as
covariate. Non-parametric analysis was performed, adjusting the parametric model of Weibull
and a semiparametric technique by proportional models of Cox, using the IceReg package in R.
It can be stated that the repellent ingestions causes less damage to T. spinipes than the contact
(or spraying) of it, especially in the first 288 hours, with the best adjustments being the
semiparametric model. It was concluded that the most significant route for bee intoxication was
the way that the repellent was applied; the highest mortalit y was caused by spraying. Thus, it is
recommended that the product application time should differ from the foraging time of T.
spinipes. In the second part of this research some variations of the Cox model were studied
over time for recurrent events in bio-essay data of oral toxicity in Africanized bees. Survival
studies using Africanized bees almost never consider proportions of mortalities within
experimental units. This is relevant due to the hygienic behavior of this species. The death of
each bee created an event of interest and its time interval was recorded. The classic Cox models
and their adaptations for recurrent events denominated AG, LWA, GT- UR, PWP-CP, PWP-GT
and TT-R were considered. In order to select the model that best fits the data, it was used: the
Wald test, the verisimilitude ratio, Logrank, and the AIC information criteria. Moreover, for the
basic risk analysis for the use of the Cox regression model, techniques of graphical analysis of
accumulated risk - Schoenfeld Residual, Martingale Residual and Deviance Residual - were
used. The stratified models, which consider the dependence of the proportion of mortality on
Africanized Bees inside the cage, were higher than those that were not stratified, being the The
PWP-CP model, with a Counting Process type interval, the best fit. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Ao se realizar experimentos com abelhas em laboratórios, as características de interesse são
analisadas em grupos de abelhas confinadas em gaiolas, por se tratar de insetos que vivem em
sociedade e, para evitar alterações fisiológicas e comportamentais, devem ser mantidos sempre
em grupo. Normalmente, se avalia a mortalidade em intervalos de tempo pré-determinados.
Assim, os dados obtidos são censurados, ou seja, não se conhece o tempo exato de ocorrência
da característica de interesse. Então, se faz necessária a utilização de técnicas estatísticas de
análise de sobrevivência, que consiste em um conjunto de métodos para a avaliação de dados
em que a variável resposta é o tempo, até a ocorrência de algum evento de interesse. Além
disso, a mortalidade de uma abelha ocorrida dentro da gaiola pode afetar os outros indivíduos.
Assim, teríamos observações correlacionadas. Os modelos paramétricos em análise de
sobrevivência são úteis quando a distribuição até o evento é supostamente conhecida, e os
modelos mais conhecidos são o exponencial, Weibull, log-normal. Já o modelo semiparamétrico
de Cox é robusto e flexível em diversos contextos, como estratificação, variáveis dependentes do
tempo, eventos múltiplos. Na primeira parte deste trabalho , realizou-se a análise de experimento
considerando dados de abelhas Trigona spinipes submetidas a duas vias de intoxicação do
repelente natural Neem: por contato (pulverização) ou oral (ingestão). Os dados foram
coletados a cada 12 horas, sendo a variável resposta o tempo até a ocorrência da morte da abelha
e o método de aplicação do repelente considerado como covariável. Foi realizada a analise nã o
paramétrica, o ajuste pelo modelo paramétrico de Weibull e a técnica semiparamétrica por
modelos proporcionais de Cox utilizando o pacote icenReg no R. Pode-se dizer que a ingestão
do repelente causa menor dano às abelhas-irapuá do que a pulverização do mesmo,
principalmente nas primeiras 288 horas, com o melhor ajuste sendo o semiparamétrico.
Concluiu-se que a via de intoxicação das abelhas, ou seja, a forma de aplicação do repelente é
o fator de maior significância, sendo a pulverização a via de intoxicação que causa mortalidade.
Assim, recomenda-se que o horário de aplicação do produto seja diferente do horário de
forrageamento da Trigona spinipes. Na segunda parte deste trabalho, estudou-se algumas
variações do modelo de Cox para eventos recorrentes em dados de bioensaio de toxicidade oral,
ao longo do tempo, com abelhas africanizadas. Em estudos de sobrevivência em abelhas
africanizadas raramente são considera- das as proporções de mortalidade, dentro das unidades
experimentais, nos ajustes dos modelos. Isso é importante, em razão das características de
comportamento higiênico destas. A morte de cada abelha constituiu o evento de interesse e o seu
intervalo de tempo foi registrado. Foram considerados os modelos clássicos de Cox e suas
adaptações para eventos recorrentes denominadas AG, LWA, GT-UR, PWP-CP, PWP-GT e TTR. Para selecionar o modelo que melhor se ajuste aos dados, foram utilizados os testes de Wald,
da razão de verossimilhança, Logrank e o critério de informação de AIC. Para avaliar a
suposição básica de riscos proporcionais para o uso do modelo de regressão de Cox, foram
utilizadas técnicas de análise gráfica do risco acumulado, dos Resíduos de Schoenfeld, dos
Resíduos de Martingale e Resíduo Deviance. Os modelos estratificados que consideram a
dependência da proporção de mortalidade em abelhas africanizadas dentro da gaiola mostraramse superiores aos não estratificados, sendo o modelo PWP-CP, com intervalo do tipo Counting
Process, o que apresentou melhor ajuste.