Motivated by recent findings that within-subject (WS) visit-to-visit variabilities of longitudinal biomarkers can be strong risk factors for health outcomes, this paper introduces and examines a new joint model of a longitudinal biomarker with heterogeneous WS variability and competing risks time-to-event outcome. Specifically, our joint model consists of a linear mixed-effects multiple location-scale submodel for the individual mean trajectory and WS variability of the longitudinal biomarker and a semiparametric cause-specific Cox proportional hazards submodel for the competing risks survival outcome. The submodels are linked together via shared random effects. We derive an expectation-maximization algorithm for semiparametric maximum likelihood estimation and a profile-likelihood method for standard error estimation. We implement efficient computational algorithms that scales to biobank-scale data with tens of thousands of subjects. Our simulation results demonstrate that, in the presence of heterogeneous WS variability, the proposed method has superior performance for estimation, inference, and prediction, over the classical joint model with homogeneous WS variability. An application of our method to a Multi-Ethnic Study of Atherosclerosis (MESA) data reveals that there is substantial heterogeneity in systolic blood pressure (SBP) WS variability across MESA individuals and that SBP WS variability is an important predictor for heart failure and death, (independent of, or in addition to) the individual SBP mean level. Furthermore, by accounting for both the mean trajectory and WS variability of SBP, our method leads to a more accurate dynamic prediction model for heart failure or death. A user-friendly R package \textbf{JMH} is developed and publicly available at \url{https://github.com/shanpengli/JMH}.


翻译:受近期关于纵向生物标志物的受试者内(WS)访视间变异性可成为健康结局强风险因素的研究发现启发,本文提出并探讨了一种新的联合模型,该模型整合了存在异质性WS变异性的纵向生物标志物与竞争风险时间至事件结局。具体而言,该联合模型包含两部分:一部分是用于纵向生物标志物个体均值轨迹及WS变异性的线性混合效应多重位置-尺度子模型,另一部分是用于竞争风险生存结局的半参数原因特异性Cox比例风险子模型。这两个子模型通过共享随机效应相互关联。我们推导了用于半参数极大似然估计的期望最大化算法,以及用于标准误估计的轮廓似然方法。我们实现了高效的计算算法,可扩展至包含数万名受试者的生物库规模数据。模拟结果表明,在存在异质性WS变异性的情况下,相较于采用同质性WS变异性的经典联合模型,所提方法在估计、推断和预测方面均表现出更优性能。将该方法应用于动脉粥样硬化多种族研究(MESA)数据后发现,MESA个体间收缩压(SBP)WS变异性存在显著异质性,且SBP WS变异性是心力衰竭和死亡的重要预测因子(独立于或附加于个体SBP均值水平)。此外,通过联合考虑SBP的均值轨迹与WS变异性,该方法构建了更精确的心力衰竭或死亡动态预测模型。我们开发了用户友好的R语言软件包\textbf{JMH},并公开于网址\url{https://github.com/shanpengli/JMH}。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
专知会员服务
162+阅读 · 2020年1月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
逆强化学习-学习人先验的动机
CreateAMind
16+阅读 · 2019年1月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月20日
Arxiv
0+阅读 · 2023年6月19日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | CFPO:用反事实策略优化提升多模态推理
专知会员服务
1+阅读 · 35分钟前
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
1+阅读 · 37分钟前
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
2+阅读 · 49分钟前
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:11
《人工智能生成的零日漏洞:对未来作战的影响》
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
相关资讯
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员