• 文献检索
  • 文档翻译
  • 深度研究
  • 学术资讯
  • Suppr Zotero 插件Zotero 插件
  • 邀请有礼
  • 套餐&价格
  • 历史记录
应用&插件
Suppr Zotero 插件Zotero 插件浏览器插件Mac 客户端Windows 客户端微信小程序
定价
高级版会员购买积分包购买API积分包
服务
文献检索文档翻译深度研究API 文档MCP 服务
关于我们
关于 Suppr公司介绍联系我们用户协议隐私条款
关注我们

Suppr 超能文献

核心技术专利:CN118964589B侵权必究
粤ICP备2023148730 号-1Suppr @ 2026

文献检索

告别复杂PubMed语法,用中文像聊天一样搜索,搜遍4000万医学文献。AI智能推荐,让科研检索更轻松。

立即免费搜索

文件翻译

保留排版,准确专业,支持PDF/Word/PPT等文件格式,支持 12+语言互译。

免费翻译文档

深度研究

AI帮你快速写综述,25分钟生成高质量综述,智能提取关键信息,辅助科研写作。

立即免费体验

具有协变量的连续时间马尔可夫模型的可扩展方法。

A scalable approach for continuous time Markov models with covariates.

机构信息

Big Data Institute, Li Ka Shing Centre for Health Information and Discovery, Nuffield, Department of Medicine, University of Oxford and Department of Statistics, University of Oxford, Oxford, OX3 7LF, UK.

Novartis Pharma AG, CH-4056 Basel, Switzerland.

出版信息

Biostatistics. 2024 Jul 1;25(3):681-701. doi: 10.1093/biostatistics/kxad012.

DOI:10.1093/biostatistics/kxad012
PMID:37433567
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11247187/
Abstract

Existing methods for fitting continuous time Markov models (CTMM) in the presence of covariates suffer from scalability issues due to high computational cost of matrix exponentials calculated for each observation. In this article, we propose an optimization technique for CTMM which uses a stochastic gradient descent algorithm combined with differentiation of the matrix exponential using a Padé approximation. This approach makes fitting large scale data feasible. We present two methods for computing standard errors, one novel approach using the Padé expansion and the other using power series expansion of the matrix exponential. Through simulations, we find improved performance relative to existing CTMM methods, and we demonstrate the method on the large-scale multiple sclerosis NO.MS data set.

摘要

现有的协变量存在时拟合连续时间马尔可夫模型 (CTMM) 的方法由于为每个观测值计算矩阵指数的计算成本高而存在可扩展性问题。在本文中,我们提出了一种 CTMM 的优化技术,该技术使用随机梯度下降算法结合使用 Padé 逼近对矩阵指数进行微分。这种方法使得拟合大规模数据成为可能。我们提出了两种计算标准误差的方法,一种是使用 Padé 展开的新方法,另一种是使用矩阵指数的幂级数展开的方法。通过模拟,我们发现相对于现有的 CTMM 方法有了改进的性能,并且我们在大规模多发性硬化症 NO.MS 数据集上演示了该方法。

https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f699/11247187/189a817009d9/kxad012f5.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f699/11247187/ecc604bad9d1/kxad012f1.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f699/11247187/a6dfdd23a633/kxad012f2.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f699/11247187/d055a4eb1f3a/kxad012f3.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f699/11247187/aba347b99676/kxad012f4.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f699/11247187/189a817009d9/kxad012f5.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f699/11247187/ecc604bad9d1/kxad012f1.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f699/11247187/a6dfdd23a633/kxad012f2.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f699/11247187/d055a4eb1f3a/kxad012f3.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f699/11247187/aba347b99676/kxad012f4.jpg
https://cdn.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/blobs/f699/11247187/189a817009d9/kxad012f5.jpg

相似文献

1
A scalable approach for continuous time Markov models with covariates.具有协变量的连续时间马尔可夫模型的可扩展方法。
Biostatistics. 2024 Jul 1;25(3):681-701. doi: 10.1093/biostatistics/kxad012.
2
EM algorithms for fitting multistate cure models.用于拟合多状态治愈模型的 EM 算法。
Biostatistics. 2019 Jul 1;20(3):416-432. doi: 10.1093/biostatistics/kxy011.
3
MCMC estimation of Markov models for ion channels.马尔可夫模型在离子通道中的 MCMC 估计。
Biophys J. 2011 Apr 20;100(8):1919-29. doi: 10.1016/j.bpj.2011.02.059.
4
A Minimal Continuous-Time Markov Pharmacometric Model.一个最小连续时间 Markov 药效计量学模型。
AAPS J. 2017 Sep;19(5):1424-1435. doi: 10.1208/s12248-017-0109-1. Epub 2017 Jun 20.
5
An MCMC method for the evaluation of the Fisher information matrix for non-linear mixed effect models.一种用于评估非线性混合效应模型的费希尔信息矩阵的马尔可夫链蒙特卡罗方法。
Biostatistics. 2016 Oct;17(4):737-50. doi: 10.1093/biostatistics/kxw020. Epub 2016 May 10.
6
Stochastic approximation boosting for incomplete data problems.用于不完全数据问题的随机近似增强法。
Biometrics. 2009 Dec;65(4):1156-63. doi: 10.1111/j.1541-0420.2009.01202.x.
7
Variational methods for fitting complex Bayesian mixed effects models to health data.用于将复杂贝叶斯混合效应模型拟合到健康数据的变分方法。
Stat Med. 2016 Jan 30;35(2):165-88. doi: 10.1002/sim.6737. Epub 2015 Sep 28.
8
Parameter inference for discretely observed stochastic kinetic models using stochastic gradient descent.使用随机梯度下降对离散观测的随机动力学模型进行参数推断。
BMC Syst Biol. 2010 Jul 21;4:99. doi: 10.1186/1752-0509-4-99.
9
Pathological rate matrices: from primates to pathogens.病理速率矩阵:从灵长类到病原体
BMC Bioinformatics. 2008 Dec 19;9:550. doi: 10.1186/1471-2105-9-550.
10
Markov counting models for correlated binary responses.用于相关二元响应的马尔可夫计数模型。
Biostatistics. 2015 Jul;16(3):427-40. doi: 10.1093/biostatistics/kxv006. Epub 2015 Mar 19.

引用本文的文献

1
Joint modeling of multistate survival processes with informative examination scheme: application to progressions in diabetes.具有信息性检查方案的多状态生存过程的联合建模:在糖尿病进展中的应用
BMC Med Res Methodol. 2025 Apr 16;25(1):97. doi: 10.1186/s12874-025-02543-z.

本文引用的文献

1
How patients with multiple sclerosis acquire disability.多发性硬化症患者如何致残。
Brain. 2022 Sep 14;145(9):3147-3161. doi: 10.1093/brain/awac016.
2
Characterisation of MS phenotypes across the age span using a novel data set integrating 34 clinical trials (NO.MS cohort): Age is a key contributor to presentation.使用一个新的数据集(NO.MS 队列)整合 34 项临床试验,对跨越年龄范围的多发性硬化症表型进行特征描述:年龄是影响表现的关键因素。
Mult Scler. 2021 Nov;27(13):2062-2076. doi: 10.1177/1352458520988637. Epub 2021 Jan 28.
3
Bayesian latent multi-state modeling for nonequidistant longitudinal electronic health records.
用于非等距纵向电子健康记录的贝叶斯潜在多状态建模
Biometrics. 2021 Mar;77(1):78-90. doi: 10.1111/biom.13261. Epub 2020 Mar 31.
4
Time between expanded disability status scale (EDSS) scores.扩展残疾状态量表(EDSS)评分之间的时间。
Mult Scler Relat Disord. 2019 May;30:98-103. doi: 10.1016/j.msard.2019.02.007. Epub 2019 Feb 5.
5
Factors influencing long-term outcomes in relapsing-remitting multiple sclerosis: PRISMS-15.影响复发缓解型多发性硬化长期结局的因素:PRISMS-15。
J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2015 Nov;86(11):1202-7. doi: 10.1136/jnnp-2014-310024. Epub 2015 Sep 15.
6
Quantification of remifentanil and propofol in human plasma: a LC-MS/MS assay validated according to the EMA guideline.人血浆中瑞芬太尼和丙泊酚的定量分析:一项根据欧洲药品管理局指南验证的液相色谱-串联质谱法检测
Bioanalysis. 2015;7(13):1675-84. doi: 10.4155/bio.15.89.
7
Estimating time to disease progression comparing transition models and survival methods--an analysis of multiple sclerosis data.比较转换模型和生存方法估算疾病进展时间——对多发性硬化症数据的分析
Biometrics. 2013 Mar;69(1):225-34. doi: 10.1111/biom.12002. Epub 2013 Feb 14.
8
Estimating Time to Event From Longitudinal Categorical Data: An Analysis of Multiple Sclerosis Progression.从纵向分类数据估计事件发生时间:多发性硬化症进展分析
J Am Stat Assoc. 2007 Dec;102(480):1254-1266. doi: 10.1198/016214507000000059.
9
Natural history of multiple sclerosis: risk factors and prognostic indicators.多发性硬化症的自然史:风险因素与预后指标。
Curr Opin Neurol. 2007 Jun;20(3):269-74. doi: 10.1097/WCO.0b013e32812583ad.
10
A generalized mover-stayer model for panel data.面板数据的广义移动-停留模型。
Biostatistics. 2002 Sep;3(3):407-20. doi: 10.1093/biostatistics/3.3.407.