Using linear and natural cubic splines, SITAR, and latent trajectory models to characterise nonlinear longitudinal growth trajectories in cohort studies
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Longitudinal data analysis can improve our understanding of the influences on health trajectories across the life-course. There are a variety of statistical models which can be used, and their fitting and interpretation can be complex, particularly where there is a nonlinear trajectory. Our aim was to provide an accessible guide along with applied examples to using four sophisticated modelling procedures for describing nonlinear growth trajectories. METHODS: This expository paper provides an illustrative guide to summarising nonlinear growth trajectories for repeatedly measured continuous outcomes using (i) linear spline and (ii) natural cubic spline linear mixed-effects (LME) models, (iii) Super Imposition by Translation and Rotation (SITAR) nonlinear mixed effects models, and (iv) latent trajectory models. The underlying model for each approach, their similarities and differences, and their advantages and disadvantages are described. Their application and correct interpretation of their results is illustrated by analysing repeated bone mass measures to characterise bone growth patterns and their sex differences in three cohort studies from the UK, USA, and Canada comprising 8500 individuals and 37,000 measurements from ages 5-40 years. Recommendations for choosing a modelling approach are provided along with a discussion and signposting on further modelling extensions for analysing trajectory exposures and outcomes, and multiple cohorts. RESULTS: Linear and natural cubic spline LME models and SITAR provided similar summary of the mean bone growth trajectory and growth velocity, and the sex differences in growth patterns. Growth velocity (in grams/year) peaked during adolescence, and peaked earlier in females than males e.g., mean age at peak bone mineral content accrual from multicohort SITAR models was 12.2 years in females and 13.9 years in males. Latent trajectory models (with trajectory shapes estimated using a natural cubic spline) identified up to four subgroups of individuals with distinct trajectories throughout adolescence. CONCLUSIONS: LME models with linear and natural cubic splines, SITAR, and latent trajectory models are useful for describing nonlinear growth trajectories, and these methods can be adapted for other complex traits. Choice of method depends on the research aims, complexity of the trajectory, and available data. Scripts and synthetic datasets are provided for readers to replicate trajectory modelling and visualisation using the R statistical computing software.
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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 | 0,051 | 0,116 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,007 |
| Bibliométrie | 0,004 | 0,007 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,003 |
| Communication savante | 0,004 | 0,004 |
| Science ouverte | 0,003 | 0,004 |
| Intégrité de la recherche | 0,002 | 0,006 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,002 |
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 ».