Sequential Regression Multiple Imputation for Incomplete Multivariate Data using Markov Chain Monte Carlo

This paper discusses the theoretical background to handling missing data in a multivariate context. Earlier methods for dealing with item non-response are reviewed, followed by an examination of some of the more modern methods and, in particular, multiple imputation. One such technique, known as sequential regression multivariate imputation, which employs a Markov chain Monte Carlo algorithm is described and implemented. It is demonstrated that distributional convergence is rapid and only a few imputations are necessary in order to produce accurate point estimates and preserve multivariate relationships, whilst adequately accounting for the uncertainty introduced by the imputation procedure. It is further shown that lower fractions of missing data and the inclusion of relevant covariates in the imputation model are desirable in terms of bias reduction.Missing data; Item non-response; Missingness mechanism; Imputation; Regression; Markov chain Monte Carlo.

Riskit: investment risk assessment platform

Mestrado em IPB-ESTG e ASSOCIAÇÃO DE POLITÉCNICOS DO NORTE (APNOR): Instituto Politécnico do Cávado e do Ave, P. Porto, Instituto Politécnico de Viana do CasteloThe current society is volatile, influenced by macro social, economic, geopolitical, and natural phenomena that have a global and deeply interconnected impact. As a result, as unpredictability increases, access to information and decision-support tools becomes increasingly vital in all aspects of social life. The capital market (and companies) is at the forefront of these phenomena, given its volatility and extreme exposure to these macro events. In this scenario, the objective was to develop a platform that predicts insolvencies. The Riskit: Insolvency Predictor is a web-based platform aimed at assisting the scientific community and investors in predicting the possibility of companies becoming insolvent based on specific financial indicators. Methodologically, a dataset of 15,000 Portuguese companies was randomly extracted from the Iberian Balance Sheet Analysis System (SABI) database1. An analysis was conducted, resulting in the selection of 11 financial indicators used for predictions. To make predictions, the authors conducted a comprehensive study of models commonly used for this type of forecasting and also experimented with some machine-learning models that are not frequently mentioned in the literature. The evaluation of the application’s performance in predicting insolvencies is measured by a series of performance benchmarks calculated with the help of a confusion matrix. It was found that models frequently mentioned in the literature do not always have better performance. The main objectives of this project were achieved, providing both the scientific community and investors with a tool that predicts insolvency using a set of financial indicators and demonstrating the value of machine-learning models for making these predictions. The application can be visited at https://riskit.ipb.pt/

HARDI Methods: tractography reconstructions and automatic parcellation of brain connectivity

Tese de mestrado integrado em Engenharia Biomédica e Biofísica (Radiações em Diagnóstico e Terapia), apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2012A neuroanatomia humana tem sido objecto de estudo científico desde que surgiu o interesse na organização do corpo humano e nas suas funções, quer como um todo quer através das partes que o constituem. Para atingir este fim, as autópsias foram a primeira forma de revelar algum conhecimento, o qual tem vindo a ser catalogado e sistematizado à medida que a medicina evolui. Passando por novas técnicas de conservação e tratamento de tecido humano, de que são exemplo as dissecções de Klinger, nas quais se fazem secções de material conservado criogenicamente, bem como por estudos histológicos através da utilização de corantes, conseguiu-se uma forma complementar de realizar estes estudos. Permanecia, no entanto, a impossibilidade de analisar in vivo a estrutura e função dos diferentes sistemas que constitutem o Homem. Com o surgimento das técnicas imagiológicas o diagnóstico e monitorização do corpo humano, bem como das patologias a ele associadas, melhoraram consideravelmente. Mais recentemente, com o aparecimento da ressonância magnética (MRI: do Inglês "Magnetic Resonance Imaging"), tornou-se possível estudar as propriedades magnéticas do tecido, reflectindo as suas características intrínsecas com base na aplicação de impulsos de radiofrequência. Através de ressonância magnética é possível estudar essas propriedades em vários núcleos atómicos, sendo mais comum o estudo do hidrogénio, pois somos maioritariamente consistituídos por água e gordura. Uma vez que só é possível medir variações do campo magnético, aplicam-se impulsos de radiofrequência para perturbar o equilíbrio dos spins e medir os seus mecanismos de relaxação, os quais, indirectamente, reflectem a estrutura do tecido. Contudo, o sinal medido é desprovido de qualquer informação espacial. De facto, para podermos proceder a essa quantificação, é necessária a utilização de gradientes de campo magnético, que permitem modificar localmente a frequência de precessão dos protões, através da alteração local do campo magnético, permitindo assim, adquirir o sinal de forma sequencial. A informação obtida constitui uma função variável no espaço e através da transformação de Fourier pode ser quantificada em frequências espaciais, sendo estes dados armazenados no espaço k. O preencimento deste espaço, caracterizado por frequências espaciais, bem como os gradientes de campo magnético que são aplicados, permitem determinar a resolução da imagem que podemos obter, aplicando uma transformação de Fourier inversa. O estudo da ressonância magnética não se restringe à análise da estrutura mas também ao estudo da função e difusão das moléculas de água. A difusão é um processo aleatório, que se traduz pelo movimento térmico das moléculas de água, e o seu estudo permite inferir sobre o estado do tecido e microestrutura associada, de uma forma não invasiva e in vivo. A técnica de imagiologia de ressonância magnética ponderada por difusão (DWI: do Inglês "Diffusion Weighted Imaging") permite o estudo da direccionalidade das moléculas de água e extracção de índices que reflectem directamente a integridade dos tecidos biológicos. De modo a sensibilizar as moléculas de água à difusão, é necessário aplicar sequências de ressonância magnética modificadas, nas quais se aplicam gradientes de campo magnético de difusão para quantificar o deslocamento das moléculas e a sua relação com o coeficiente de difusão das mesmas. Num ambiente livre e sem barreiras a difusão das moléculas de água é isotrópica, uma vez que se apresenta igual em todas as direcções. Todavia, tal não se verifica no corpo humano. A presença destas barreiras leva a que, na verdade, apenas possa ser medido um coeficiente de difusão aparente. Este, por sua vez, traduz a interacção entre as moléculas de água com a microestrutura e, como tal, uma anisotropia na sua difusão. Como caso particular de difusão anisotrópica a nível cerebral, tem-se a difusão das moléculas de água na matéria branca, uma vez que esta apresenta uma direccionalidade preferencial de acordo com a orientação dos axónios, visto estarem presentes menos restrições à sua propagação, ao contrário do que acontece com a direcção perpendicular (devido à membrana celular e às bainhas de mielina). Por oposição, a matéria cinzenta, constituída pelo aglomerado dos corpos celulares dos neurónios, e o líquido cefalorraquidiano apresentam uma difusão sem direcção preferencial (i.e. aproximadamente isotrópica). A informação obtida através da difusão das moléculas de água encontra-se limitada pelo número de direcções segundo o qual aplicamos os gradientes de difusão. Deste modo, surgiu a imagiologia por tensor de difusão (DTI: do Inglês "Diffusion Tensor Imaging"). Esta técnica permite extrair informação acerca da tridimensionalidade da distribuição da difusão de moléculas de água através da aplicação de seis gradientes de difusão não colineares entre si. A distribuição destas moléculas pode, então, ser vista como um elipsóide, no qual o principal vector próprio do tensor representa a contribuição da difusão das moléculas segundo a direcção do axónio (ou paralela), sendo os dois restantes componentes responsáveis pela contribuição transversal. Além da difusividade média (MD: do Inglês "Mean Diffusivity") e das contribuições da difusão paralela (MD//) e perpendicular (MD ) às fibras, é também possível extrair outros índices, como a anisotropia fraccional (FA: do Inglês "Fractional Anisotropy"), que fornece informação acerca da percentagem de difusão anisotrópica num determinado voxel. Para a matéria branca, tal como já foi referido, existe difusão preferencial e, portanto, a anisotropia fraccional será elevada. Por outro lado, para a matéria cinzenta e para o líquido cefalorraquidiano, verificar-se-á uma FA reduzida, devido à ausência de anisotropia. Todavia, regiões com reduzida anisotropia fraccional podem camuflar regiões de conformação de cruzamento de fibras, ou fibras muito anguladas, que a imagiologia por tensor de difusão não consegue resolver. A razão para esta limitação reside no número reduzido de diferentes direcções de difusão que são exploradas, assim como o pressuposto de que a distribuição das moléculas de água é Gaussiana em todo o cérebro, o que não é necessariamente verdade. A fim de se ultrapassar estas limitações, novas técnicas surgiram, nomeadamente as de elevada resolução angular (HARDI: do Inglês "High Angular Resolution Diffusion Imaging"). Estas fazem uso de uma aquisição em função de múltiplas direcções de gradiente e de uma diferente modelação dos dados obtidos, dividindo-se em dois tipos. As técnicas livres de modelos permitem extrair uma função de distribuição da orientação das fibras num determinado voxel directamente do sinal e/ou transformações da função densidade de probabilidade do deslocamento das moléculas de água. Contrariamente, as técnicas baseadas em modelos admitem existir determinados constrangimentos anatómicos e que o sinal proveniente de um determinado voxel é originado por um conjunto de sinais individuais de fibras, caracterizados por uma distribuição preferencial das direcções das fibras. Todos estes métodos têm como objectivo principal recuperar a direcção preferencial da difusão das moléculas de água e reconstruir um trajecto tridimensional que represente a organização das fibras neuronais, pelo que se designam métodos de tractografia. Esta representa a única ferramenta não invasiva de visualização in vivo da matéria branca cerebral e o seu estudo tem revelado uma grande expansão associada ao estabelecimento de marcador biológico para diversas patologias. Adicionalmente, esta técnica tem vindo a tornar-se uma modalidade clínica de rotina e de diversos protocolos de investigação, sendo inclusivamente utilizada para complementar o planeamento em cirurgia, devido à natureza dos dados que gera. Particularmente no caso de dissecções manuais, nas quais os dados de tractografia são manuseados por pessoal especializado, com vista a realizar a parcelização de diferentes tractos de interesse, o processo é moroso e dependente do utilizador, revelando-se necessária a automatização do mesmo. Na realidade, já existem técnicas automáticas que fazem uso de algoritmos de agregação1, nos quais fibras são analisadas e agrupadas segundo características semelhantes, assim como técnicas baseadas em regiões de interesse, em que se extraem apenas os tractos seleccionados entre as regiões escolhidas. O objectivo principal desta dissertação prende-se com a análise automática de dados de tractografia, bem como a parcelização personalizada de tractos de interesse, também esta automática. Em primeiro lugar, foi desenvolvido um algoritmo capaz de lidar automaticamente com funções básicas de carregamento dos ficheiros de tractografia, o seu armazenamento em variáveis fáceis de manusear e a sua filtragem básica de acordo com regiões de interesse de teste. Neste processo de filtragem é feita a avaliação das fibras que atravessam a região de interesse considerada. Assim, após a localização das fibras entre as regiões de interesse os tractos resultantes podem ser guardados de duas formas, as quais têm, necessariamente, que ser especificadas antes de utilizar o software: um ficheiro que contém todas as fibras resultantes da parcelização e outro que contém o mapa de densidade associado, isto é, o número de fibras que se encontra em cada voxel. Após esta fase inicial, a flexibilidade e complexidade do software foi aumentando, uma vez que foram implementados novos filtros e a possibilidade de utilizar regiões de interesse de diferentes espaços anatómicos padrão. Fazendo uma análise a esta última melhoria, pode referir-se que, através de um procedimento de registo não linear da imagem anatómica do espaço padrão ao espaço individual de cada sujeito, foi possível, de forma automática, guardar o campo de deformações que caracteriza a transformação e, assim, gerar regiões de interesse personalizadas ao espaço do sujeito. Estas regiões de interesse serviram depois para a parcelização básica e para seleccionar tractos, mas também para filtragens adicionais, como a exclusão de fibras artefactuosas2 e um filtro especial, no qual apenas os pontos que ligam directamente as diferentes regiões são mantidos. Além do que já foi referido, recorreu-se também à aplicação de planos de interesse que actuam como constrangimentos neuroanatómicos, o que não permite, por exemplo, no caso da radiação óptica, que as fibras se propaguem para o lobo frontal. Esta ferramenta foi utilizada com sucesso para a parcelização automática do Fascículo Arcuado, Corpo Caloso e Radiação Óptica, tendo sido feita a comparação com a dissecção manual, em todos os casos. O estudo do Fasciculo Arcuado demonstrou ser o teste ideal para a ferramenta desenvolvida na medida que permitiu identificar o segmento longo, assim como descrito na literatura. O método automático de duas regiões de interesse deu a origem aos mesmos resultados obtidos manualmente e permitiu confirmar a necessidade de estudos mais aprofundados. Aumentando a complexidade do estudo, realizou-se a parcelização do Corpo Caloso de acordo com conectividade estrutural, isto é, com diferentes regiões envolvidas em funções distintas. Procedeu-se deste modo, e não com base em informação acerca de divisões geométricas, uma vez que estas já demonstraram incongruências quando correlacionadas com subdivisões funcionais. O uso adicional de regiões de interesse para a exclusão de fibras demonstrou-se benéfico na obtenção dos mapas finais. Finalmente, incluiu-se a utilização de um novo filtro para realizar a parcelização da Radiação Óptica, comparando os resultados para DTI e SD(do Inglês "Spherical Deconvolution"). Foi possível determinar limitações na primeira técnica que foram, no entanto, ultrapassadas pela utilização de SD. O atlas final gerado apresenta-se como uma mais-valia para o planeamento cirúrgico num ambiente clínico. O desenvolvimento desta ferramenta resultou em duas apresentações orais em conferências internacionais e encontra-se, de momento, a ser melhorada, a fim de se submeter um artigo de investigação original. Embora se tenha chegado a um resultado final positivo, tendo em conta a meta previamente estabelecida, está aberto o caminho para o seu aperfeiçoamento. Como exemplo disso, poder-se-á recorrer ao uso combinado das duas abordagens de parcelização automática e à utilização de índices específicos dos tractos, o que poderá trazer uma nova força à delineação dos tractos de interesse. Adicionalmente, é também possível melhorar os algoritmos de registo de imagem, tendo em conta a elevada variabilidade anatómica que alguns sujeitos apresentam. Como nota final, gostaria apenas de salientar que a imagiologia por difusão e, em particular, a tractografia, têm ainda muito espaço para progredir. A veracidade desta afirmação traduz-se pela existência de uma grande variedade de modelos e algoritmos implementados, sem que, no entanto, exista consenso na comunidade científica acerca da melhor abordagem a seguir.Diffusion weighted imaging (DWI) has provided us a non-invasive technique to determine physiological information and infer about tissue microstructure. The human body is filled with barriers affecting the mobility of molecules and preventing it from being constant in different directions (anisotropic diffusion). In the brain, the sources for this anisotropy arise from dense packing axons and from the myelin sheath that surrounds them. Only with Diffusion Tensor Imaging (DTI) it was possible to fully characterize anisotropy by offering estimations for average diffusivities in each voxel. However, these methods were limited, not being able to reflect the index of anisotropic diffusion in regions with complex fibre conformations. It was possible to reduce those problems through the acquisition of many gradient directions with High Angular Resolution Diffusion Imaging (HARDI). There are model-free approaches such as Diffusion Spectrum Imaging (DSI) and Q-ball Imaging (QBI) which retrieve an orientation distribution function (ODF) directly from the water molecular displacement. Another method is Spherical Deconvolution, which is a model-based approach based on the computation of a fibre orientation distribution (FOD) from the deconvolution of the diffusion signal and a chosen fibre response function. Reconstructing the fibre orientations from the diffusion profile, generates a three-dimensional reconstruction of neuronal fibres (Tractography) whether in a deterministic, probabilistic or global way. Tractography has two main purposes: non-invasive and in vivo mapping of human white matter and neurosurgical planning. In order to achieve those purposes it is common to apply parcellation techniques which can be subdivided into ROI-based or Clustering base. The aim of this project is to develop an automated method of tract-based parcellation of different brain regions. This tool is essential to retrieve information about the architecture and connectivity of the brain, overcoming time consuming and expertise related issues derived from manual dissections. Firstly we investigated basic functions to handle diffusion and tractography data. In particular, we focused on how to load track files, filter them according to regions of interest and save the output in different formats. Results were always compared with manual dissection. The developed tool increased complexity by introduction a new filtering and the use of regions of interest from different standard spaces, created trough non-linear registrations. Three major tracts of interest were analysed: Arcuate Fasciculus, Corpus Callosum and Optic Radiation

New architectures for bottom‐up science diplomacy: Learning from the evolving Portuguese diaspora in the UK

Scientific diasporas and related non‐state actors have increasingly been coming into play to permeate and promote modern science diplomacy. However, these non‐formal collaborative architectures are particularly complex to sustain, and their systematic and long‐term action rely very much on conjunctural and, above all, individual engagement. The paper provides a multi‐stakeholder perspective that analyses the creation, during the lead‐up to Brexit, of the first ever scientific advisory board (SAB) at a Portuguese Embassy. In particular, it focuses on the interplay between bottom‐up diaspora initiatives and top‐down government actions. Our evidence is based on the experience of the development of a non‐formal and non‐hierarchical collaborative architecture established between Portuguese diplomats and the Portuguese scientific diaspora in the United Kingdom in the time of Brexit. The paper draws on lessons learnt that could be useful to other countries when engaging with their respective scientific diasporas

Banks’ corporate control and relationship lending: evidence from retail loans

Universal banks can have control over borrowers by holding equity stakes in the borrower firm. Banks’ corporate control is likely to increase the likelihood of providing a future loan as they mitigate information asymmetry and agency costs of debt. Using panel data on Portuguese companies, we find that a bank corporate control enhances the probability of providing a future loan by 10 percentage points relative to a relationship lender with no control. This finding is robust to the inclusion of many firm-level controls, including firm fixed effects, and to instrumental variable methods to correct for the potential endogeneity of banks’ equity stakes in borrower firms. Consistent with our hypotheses, the effect is significantly higher for borrowers with greater information asymmetry, while the effect is lower when the borrower has multiple lending relationships or multiple banks as shareholders. Our results suggest banks’ corporate control affect the choice of the lender in the corporate loan market.

Plasma rico em plaquetas : alternativa terapêutica em tendinopatias crónicas

Trabalho Final do Curso de Mestrado Integrado em Medicina, Faculdade de Medicina, Universidade de Lisboa, 2016As propriedades regenerativas das plaquetas através da libertação local de factores de crescimento têm sido utilizadas recentemente na prática clínica, sob a forma de Plasma Rico em Plaquetas, como adjuvantes no tratamento de diferentes patologias músculo-esqueléticas, com destaque para as lesões dos tendões. Esta revisão sistemática da literatura tem como objectivo analisar os resultados de estudos realizados em humanos, que avaliam o impacto deste tipo de terapêuticas nas tendinopatias mais comuns (tendinopatia do tendão de Aquiles, do tendão rotuliano, da coifa dos rotadores e epicondilites), bem como dar uma perspectiva geral dos seus mecanismos de acção, métodos de obtenção e sistemas de classificação. A evidência científica não parece suportar a utilização de PRP como tratamento de primeira linha nas tendinopatias. No entanto, as terapêuticas baseadas em PRP podem ser consideradas em subtipos específicos de tendinopatias, com destaque para as lesões do tendão rotuliano, onde as evidências parecem suportar a utilização de múltiplas injecções de PRP sobre controlo ecográfico no tratamento desta patologia após falha do tratamento conservador de 1ª linha. A grande conclusão deste trabalho de revisão consiste na necessidade da realização de mais estudos com elevado grau de evidência, bem como a uniformização dos parâmetros que diminuam o viés na sua comparação, com o intuito de se formularem recomendações específicas acerca da pertinência da utilização do PRP e das suas aplicações específicas.The regenerative properties of platelets through the local release of growth factors have recently been used in clinical practice, with products derived from Platelet Rich Plasma, as adjuvants in the treatment of various musculoskeletal diseases, especially tendon injuries. This systematic literature review aims to analyze the results of human studies that assess the impact of such therapies in the most common forms of tendinopathy (tendinopathy of the Achilles tendon, patellar tendon, rotator cuff and epicondylitis) and give an overview of their mechanisms of action, obtaining methods and classification systems. The scientific evidence does not seem to support the use of PRP as first-line treatment in tendinopathy. However, therapies based on PRP may be considered in specific subtypes of tendinopathy, with emphasis on the patellar tendon injuries, where the evidence seems to support the use of multiple PRP injections on ultrasound control in the treatment of this disease after failure of conservative first line treatment. The major conclusion of this review is the need of further studies with a high degree of evidence as well as the standardization of parameters that minimize bias in their comparison in order to formulate specific recommendations about the relevance of the use of PRP and its applications

O Sinal da Luz : o Olhar que transfigura a visão e a vida : análise bíblico-existencial de Jo 9,1-7

Vivemos num mundo dominado pela aparência e pela superficialidade, onde o outro vale mais pelo que tem, do que pelo que é. Neste contexto, o “olhar” de Jesus sobre o homem cego de nascença revela-se interpelador para nós, pois desafia-nos a deixarmo-nos “olhar” por Ele e a “ver” como Ele vê. Partindo do seu contexto histórico, o evangelista João abala os nossos paradigmas e certezas, apresentando uma nova conceção de “visão” e de “cegueira”, que se projecta em cada tempo e que se baseia na adesão ou não a Jesus, Luz do mundo. Assim sendo, o presente estudo procura entender quem são os cegos de nascença nos nossos dias, isto é, aqueles que aceitam o convite de Jesus para se lavar nas águas do ‘Enviado’ e para percorrer com Ele um caminho de fidelidade, de conhecimento e de “iluminação”, ou seja, um caminho de fé. Neste sentido, tentaremos perceber se a simples recepção do batismo faz dos cristãos pessoas verdadeiramente “iluminadas”, em quem “o sinal da Luz” se concretizou e transformou em vida, ou se, pelo contrário, não haverá entre os batizados muitos ‘cegos’, que seguros de si, do seu saber e da sua “fé”, pensam que vêem, quando na realidade são os verdadeiros invisuais.We live in a world dominated by appearance and superficiality, where the other is worth more for what it has, than for what it is. In this context, Jesus' "gaze" on the man blind from birth proves to be an interpellator for us, because it challenges us to "look" for Him and "see" as He sees. Starting from its historical context, the evangelist John shakes our paradigms and certainties, presenting a new conception of "vision" and "blindness", projected in each time and that is based on the adhesion or not to Jesus, Light of the world. Thus, the present study seeks to understand who are the blind from birth in our day, that is, those who accept the invitation of Jesus to wash in the waters of the 'Envoy' and to walk with Him a path of fidelity, knowledge and of "enlightenment", that is, a path of faith. In this sense, we will try to understand whether the simple reception of baptism makes Christians truly "enlightened", in whom "the sign of the Light" has been concretized and transformed into life, or if, on the contrary, who are sure of themselves, their knowledge and their "faith", think they see, when in fact they are the true blind