Copula based prediction models: an application to an aortic regurgitation study
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: An important issue in prediction modeling of multivariate data is the measure of dependence structure. The use of Pearson's correlation as a dependence measure has several pitfalls and hence application of regression prediction models based on this correlation may not be an appropriate methodology. As an alternative, a copula based methodology for prediction modeling and an algorithm to simulate data are proposed. METHODS: The method consists of introducing copulas as an alternative to the correlation coefficient commonly used as a measure of dependence. An algorithm based on the marginal distributions of random variables is applied to construct the Archimedean copulas. Monte Carlo simulations are carried out to replicate datasets, estimate prediction model parameters and validate them using Lin's concordance measure. RESULTS: We have carried out a correlation-based regression analysis on data from 20 patients aged 17-82 years on pre-operative and post-operative ejection fractions after surgery and estimated the prediction model: Post-operative ejection fraction = - 0.0658 + 0.8403 (Pre-operative ejection fraction); p = 0.0008; 95% confidence interval of the slope coefficient (0.3998, 1.2808). From the exploratory data analysis, it is noted that both the pre-operative and post-operative ejection fractions measurements have slight departures from symmetry and are skewed to the left. It is also noted that the measurements tend to be widely spread and have shorter tails compared to normal distribution. Therefore predictions made from the correlation-based model corresponding to the pre-operative ejection fraction measurements in the lower range may not be accurate. Further it is found that the best approximated marginal distributions of pre-operative and post-operative ejection fractions (using q-q plots) are gamma distributions. The copula based prediction model is estimated as: Post -operative ejection fraction = - 0.0933 + 0.8907 x (Pre-operative ejection fraction); p = 0.00008 ; 95% confidence interval for slope coefficient (0.4810, 1.3003). For both models differences in the predicted post-operative ejection fractions in the lower range of pre-operative ejection measurements are considerably different and prediction errors due to copula model are smaller. To validate the copula methodology we have re-sampled with replacement fifty independent bootstrap samples and have estimated concordance statistics 0.7722 (p = 0.0224) for the copula model and 0.7237 (p = 0.0604) for the correlation model. The predicted and observed measurements are concordant for both models. The estimates of accuracy components are 0.9233 and 0.8654 for copula and correlation models respectively. CONCLUSION: Copula-based prediction modeling is demonstrated to be an appropriate alternative to the conventional correlation-based prediction modeling since the correlation-based prediction models are not appropriate to model the dependence in populations with asymmetrical tails. Proposed copula-based prediction model has been validated using the independent bootstrap samples.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,007 | 0,023 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».