imd 统计教程 · 纵向数据与轨迹模型
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解析nature的非线性增长轨迹模型gamlss

聂志强实战医学统计2023-12-29 11:02:38广东

近日应陈老师之邀,总结了gamlss的内容。正好一直没有公众号文章展示如何在R中实现gamlss,尤其是医学顶刊分析中应用。小编就此抛砖引玉,作为公众号2023年推文收尾,今年真的太不容易了。 

借着年末最后一文,祝福大家多多看实战医学统计,来年多多发paper!

零、前言

gamlss模型(generalized additive models for location,scale and shape,考量了位置(均值)、比例(标准差)、形状(峰度和偏度)的广义可加模型们)是当前国际上制定百分位数标准曲线的先进方法,该方法由Rigby等在LMS法(偏度-中位数-变异系数法)基础上创立,其既可对正态分布数据建模,也可对峰态分布或偏态分布的数据建模,包括对高度偏态分布和高峰度分布数据建模。多个国际组织和国家均运用GAMLSS模型制定了儿童体质健康指标的百分位标准曲线,如WHO儿童生长标准图表、国际肺功能百分位标准曲线等。在中国,gamlss模型已经应用于体质健康领域,如基于年龄和身高的中国儿童血压标准和中国3~6岁幼儿BMI百分位数曲线参考标准等。

这么一看,其实就是生长曲线、增长轨迹的拓展!怪不得小编感觉似曾相识,一翻自己陈年旧文,发现2015年做的生长曲线LMS法居然是它的特殊形态,想当年的LMSchartmarker软件也尘封多年,宝箱铮铮作响。小编一阵研究后发现,gamlss的确是从gam+glm发展而来,用途主要如下。

一、SCI范文

论文1:

论文2:

PNAS文章从方法学展示了不能单纯依靠横断面推断来描述发展轨迹,要结合纵向数据和协变量利用gamlss模型绘制轨迹。

论文3

论文4 

很好的中文文章,来龙去脉和训练验证都介绍的很详细,而且居然是体育方向。让小编想起那本很牛的国产SCI,Journal of Sport and Health Science。

论文5

二、统计理论

统计方程见论文2。gamlss解释见下图陈老师手写。建模主要步骤:首先选择能反映原始数据本真的最优子模型,然后调节优化各参数曲线,最后建立百分位数曲线及其参考值。

三、R包解析

gamlss包是主流,当设计超大样本时候可用gamboostlss包。gamlss包适合y类型三种,连续型、二分类、数值/离散型。

四、R实战代码

下列R代码是小编总结的简单演示,实际运行复杂很多,需要AIC准则穷举子模型分布及4种参数。

五、发散思维

gamlss过程中子模型超多,相比之前见的的param cox regression拟合78种分布要更加复杂的多!毕竟是glm + gam组合。有时候小编在想,gam都挺复杂的参数设置错误很可能导致拟合效果不佳,更复杂的gamlss的设置是否要更加严谨,比如参数是否穷举?是否过拟合?

严谨还是得看nature顶刊啊,论文1附件如下,单纯附件1都有190页。

五、小结

gamlss可灵活地应用于生长曲线、变化轨迹预测上,gamlss是非线性轨迹拟合更精准,由AIC最小来选择分布函数+ 4个参数μσv τ。