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Enregistrement W1988392272 · doi:10.1198/jasa.2011.tm09654

An Outlier-Robust Fit for Generalized Additive Models With Applications to Disease Outbreak Detection

2011· article· en· W1988392272 sur OpenAlexaffabout
Azadeh Alimadad, Matías Salibián‐Barrera

Notice bibliographique

RevueJournal of the American Statistical Association · 2011
Typearticle
Langueen
DomaineMathematics
ThématiqueAdvanced Statistical Methods and Models
Établissements canadiensSimon Fraser University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésOutlierGeneralized linear modelGeneralized additive modelEstimatorPoisson distributionStatisticsOutbreakMathematicsGeneralized estimating equationMasking (illustration)Lasso (programming language)EconometricsComputer scienceMedicine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

We are interested in a class of unsupervised methods to detect possible disease outbreaks, that is, rapid increases in the number of cases of a particular disease that deviate from the pattern observed in the past. The motivating application for this article deals with detecting outbreaks using generalized additive models (GAMs) to model weekly counts of certain infectious diseases. We can use the distance between the predicted and observed counts for a specific week to determine whether an important departure has occurred. Unfortunately, this approach may not work as desired because GAMs can be very sensitive to the presence of a small proportion of observations that deviate from the assumed model. Thus, the outbreak may affect the predicted values causing these to be close to the atypical counts, and thus mask the outliers by having them appear not to be too extreme or atypical. We illustrate this phenomenon with influenza-like-illness doctor-visits data from the United States for the 2006–2008 flu seasons. One way to avoid this masking problem is to derive an algorithm to fit GAM models that can resist the effect of a small number of atypical observations. In this article we discuss such an outlier-robust fit for GAMs based on the backfitting algorithm. The basic idea is to replace the maximum likelihood based weights used in the generalized local scoring algorithm with those derived from robust quasi-likelihood equations (Cantoni and Ronchetti 2001b). These robust estimators for generalized linear models work well for the Poisson family of distributions, and also for binomial distributions with relatively large numbers of trials. We show that the resulting estimated mean function is resistant to the presence of outliers in the response variable and that it also remains close to the usual GAM estimator when the data do not contain atypical observations. We illustrate the use of this approach on the detection of the recent outbreak of H1N1 flu by looking at the weekly counts of influenza-like-illness (ILI) doctor visits, as reported through the U.S. Outpatient Influenza-like Illness Surveillance Network (ILINet), and also apply our method to the numbers of requested isolates in Canada. Weeks with a sudden increase in ILI visits or requested isolates are much more clearly identified as atypical by the robust fit because the observed counts are far from the ones predicted by the fitted GAM model.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,015
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,085
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,015
Score d'incertitude au seuil0,082

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0150,085
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0020,003
Bibliométrie0,0020,002
Études des sciences et des technologies0,0010,002
Communication savante0,0020,003
Science ouverte0,0030,003
Intégrité de la recherche0,0030,004
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0030,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,120
Tête enseignante GPT0,397
Écart entre enseignants0,277 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations40
Publié2011
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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