Pairwise interaction point processes for modelling bivariate spatial point patterns in the presence of interaction uncertainty

Current ecological research seeks to understand the mechanisms that sustain biodiversity and allow a large number of species to coexist. Coexistence concerns inter-individual interactions. Consequently, there is an interest in identifying and quantifying interactions within and between species as reflected in the spatial pattern formed by the individuals. This study analyses the spatial pattern formed by the locations of plants in a community with high biodiversity from Western Australia. We fit a pairwise interaction Gibbs marked point process to the data using a Bayesian approach and quantify the inhibitory interactions within and between the two species. We quantitatively discriminate between competing models corresponding to different inter-specific and intraspecific interactions via posterior model probabilities. The analysis provides evidence that the intraspecific interactions for the two species of the genus Banksia are generally similar to those between the two species providing some evidence for mechanisms that sustain biodiversity.Publisher PDFPeer reviewe

Traffic Fatalities in Illinois

The goal of this project was to gain insight into the time series structure of fatal car accidents in Illinois. This study is of interest as knowing the structure of fatal accidents can help prevent them or allow responders to react to them earlier. Two large datasets were available for use: FARS (Fatality Analysis Reporting) and HSIS (Highway Safety Information System). The final model describes the number of fatal accidents by incorporating spatial information through the county and temporal information through the time when the accident occurred

Improving the usability of spatial point processes methodology : an interdisciplinary dialogue between statistics and ecology

The last few decades have seen an increasing interest and strong development in spatial point process methodology, and associated software that facilitates model fitting has become available. A lot of this progress has made these approaches more accessible to users, through freely available software. However, in the ecological user community the methodology has only been slowly picked up despite its obvious relevance to the field. This paper reflects on this development, highlighting mutual benefits of interdisciplinary dialogue for both statistics and ecology. We detail the contribution point process methodology has made to research on biodiversity theory as a result of this dialogue and reflect on reasons for the slow take-up of the methodology. This primarily concerns the current lack of consideration of the usability of the approaches, which we discuss in detail, presenting current discussions as well as indicating future directions.Publisher PDFPeer reviewe

Data fusion in a two-stage spatio-temporal model using the INLA-SPDE approach

This paper proposes a two-stage estimation approach for a spatial misalignment scenario that is motivated by the epidemiological problem of linking pollutant exposures and health outcomes. We use integrated nested Laplace approximation method to estimate the parameters of a two-stage spatio-temporal model – the first stage models the exposures using data fusion while the second stage links the health outcomes to exposures. The first stage is based on the Bayesian melding model, which assumes a common latent field for the different data sources for the pollutants. The second stage fits a GLMM using the spatial averages of the estimated latent field, and additional spatial and temporal random effects. Uncertainty from the first stage is accounted for by simulating repeatedly from the posterior predictive distribution of the latent field. A simulation study was carried out to assess the impact of the sparsity of the data on the monitors, number of time points, and the specification of the priors in terms of the biases, RMSEs, and coverage probabilities of the parameters and the block-level exposure estimates. The results show that the parameters are generally estimated correctly but there is difficulty in estimating the Matèrn field parameters. The effect of exposures on the health outcomes is the primary parameter of interest for spatial epidemiologists and health policy makers, and our results show that the proposed method estimates these very well. The proposed method is applied to measurements of NO2 concentration and respiratory hospitalizations for year 2007 in England. The results show that an increase in NO2 levels is significantly associated with an increase in the relative risks of the health outcome. Also, there is a strong spatial structure in the risks, a strong temporal autocorrelation, and a significant spatio-temporal interaction effect.Publisher PDFPeer reviewe

How does the community COVID-19 level of risk impact on that of a care home?

OBJECTIVES: To model the risk of COVID-19 mortality in British care homes conditional on the community level risk. METHODS: A two stage modeling process (“doubly latent”) which includes a Besag York Mollie model (BYM) and a Log Gaussian Cox Process. The BYM is adopted so as to estimate the community level risks. These are incorporated in the Log Gaussian Cox Process to estimate the impact of these risks on that in care homes. RESULTS: For an increase in the risk at the community level, the number of COVID-19 related deaths in the associated care home would be increased by exp (0.833), 2. This is based on a simulated dataset. In the context of COVID-19 related deaths, this study has illustrated the estimation of the risk to care homes in the presence of background community risk. This approach will be useful in facilitating the identification of the most vulnerable care homes and in predicting risk to new care homes. CONCLUSIONS: The modeling of two latent processes have been shown to be successfully facilitated by the use of the BYM and Log Gaussian Cox Process Models. Community COVID-19 risks impact on that of the care homes embedded in these communities

Operative Therapie mit einer speziellen Hohlschraube

Im Zeitraum von sechs Jahren wurden in der Neurochirurgischen Klinik des Klinikums Duisburg von 287 Patienten, die an einem chronischen subduralen Hämatom erkrankt waren, 133 Männer (n=90) und Frauen (n=43) mit der Duisburger Hohlschraube therapiert. Die Ergebnisse wurden in einer nicht randomisierten, retrospektiven klinischen Studie untersucht und mit bestehenden Operationsverfahren anderer Autoren verglichen. Das Durchschnittsalter der Patienten betrug 71,23 Jahre. Das cSDH trat in 41% (n=55) linksseitig, in 26% (n=34) rechtsseitig und in 33% (n= 44) beidseitig auf. In 55% der Fälle war ein Trauma, in 38% ein arterieller Hypertonus, in 32% eine Antikoagulanztherapie und in 9% ein Alkoholismus ursächlich für die Entstehung des cSDH. Bei 84,96% (n=113) der Patienten lag der Zeitpunkt, zu dem zum ersten Mal neurologische Symptome aufgetreten waren, innerhalb des letzten Monats. 4,5% (n=6) der Patienten wurden mit einem neurologischen Zustand von Grad IV nach Bender, 16,5 % (n=22) mit Grad III, 47,4% (n=63) mit Grad II, 31,6% (n=42) mit Grad I und kein Patient mit Grad 0 aufgenommen. Im Patientengut zeigte sich, dass bei 76,7% der Patienten (n=102) Kopfschmerzen, bei 29,3% (n=39) eine Vigilanzstörung und bei 17,3% (n=23) eine Wesensveränderung auftraten. 0,7% (n=9) klagten über Übelkeit und Erbrechen, bei 0,3% (n=4) traten Krampfanfälle auf. Nur 38% (n=50) litten an einer arteriellen Hypertonie, 35% (n=47) an einer Herzerkrankung, 30% (n=40) nahmen Antikoagulanzien ein und 12% (n=16) an einer Stoffwechselerkrankung. Keine Vorerkrankungen wiesen 15% (n=20) der Patienten auf. 25% der Patienten mit Vorerkrankungen waren in einem Bender-Stadium III oder IV, Patienten ohne Vorerkrankungen waren nur im Bender-Stadium I oder II vertreten. Bei 72,18% (n=96) der Patienten verbesserten sich die neurologischen Symptome postoperativ signifikant, bei 24,06% (n=32) blieben sie gleich und in 3,76% (n=5) verschlechterte sich der Zustand. Die durchschnittliche Aufenthaltsdauer im Krankenhaus lag bei 15,14 Tagen. Bei 15% der Fälle traten postoperativ operationsbedingte Komplikationen auf, in 25,42% musste eine erneute Operation durchgeführt werden. Die Letalität lag mit 3% (n=4) durchschnittlich niedriger als in anderen Veröffentlichungen. Unser Patientengut war im Vergleich zur Literatur bei Aufnahme kränker und älter und befand sich in einem schlechteren neurologischen Zustand. Wir konnten zeigen, dass trotz dieser schlechteren Ausgangssituation durch die Behandlung des cSDH mittels der Duisburger Hohlschraube eine signifikante neurologische Verbesserung unserer Patienten erreicht werden konnte. Die Aufenthaltsdauer lag unter der in der Literatur angegebenen. Trotz einer verhältnismäßig hohen Re-Operationsrate nahm dieses Ergebnis keinen negativen Einfluss auf die Aufenthaltsdauer und den neurologischen Ausgang der Patienten. Patienten ohne Vorerkrankungen zeigten bei Aufnahme und Entlassung neurologisch bessere Befunde als vorerkrankte Patienten. Die Letalität lag ebenfalls unterdurchschnittlich niedrig im Vergleich zur Literatur. Zusammenfassend ist zu sagen, dass diese Studie positive Ergebnisse hinsichtlich der Effektivität der Duisburger Schraube zeigt. Die Therapie mit der Duisburger Schraube ist eine sichere und einfache Operationsmethode. Sie ist sogar am Patientenbett durchführbar und somit kostengünstig. Zusammen mit der Verringerung der Aufenthaltsdauer der Patienten stellt sie so eine Kostenersparnis dar. Im Vergleich mit den bereits bestehenden Methoden zur Behandlung chronischer subduraler Hämatome ist die Duisburger Hohlschraube somit als gute und gleichwertige Alternative anzusehen. Welches jedoch das optimale operative Verfahren zur Behandlung des chronischen subduralen Hämatoms ist, müssen erst zukünftige prospektive, randomisierte und kontrollierte Studien zeigen