Análise de Curvas ROC na presença de medidas repetidas irregulares - Ney, Victor Hugo Soares (2024)
Um dos principais pontos para o exercício da saúde pública é o diagnóstico de doenças de forma confiável, acessível e que possa ser disponibilizada à população. Nesse sentido, a análise de curvas ROC desempenha um papel crucial no desenvolvimento de testes de diagnóstico com alto desempenho. Um cenário muito comum na saúde é o acompanhamento de pacientes ao longo do tempo, em que diversas observações são coletadas sob os mesmos pacientes durante um certo período de tempo – caracterizando, assim, um estudo com a presença de medidas repetidas. Entretanto, é comum que alguns pacientes inicialmente envolvidos no estudo abandonem logo após a primeira coleta de dados e entre os que continuam, muitas vezes não conseguem comparecer em todas as datas pré-estabelecidas, constituindo, assim, uma base de dados irregular: indivíduos com diferentes quantidades de observações e diferentes tempos entre as observações. Em estudos de medidas repetidas, cada paciente observado constitui o que se chama de cluster. Devido às irregularidades anteriormente citadas, é comum a ocorrência de clusters com apenas uma observação, o qual é denominado singleton – e estes são identificados como a principal fonte de problemas nas análises. De forma a realizar a análise de curvas ROC no cenário descrito, supondo que se tenha o interesse de investigar diversos fatores mais facilmente coletados que possam estar associados com o diagnóstico – podendo constituir uma alternativa de diagnóstico ao método de referência, padrão-ouro –, é proposto na literatura um modelo misto de efeitos aleatórios, em que é incluído um intercepto para cada paciente na modelagem. Essa abordagem, no cenário descrito, pode ser um problema por diversos motivos. O principal deles é o fato de incluir um intercepto aleatório por paciente, o que causa overfitting do modelo quando há grande presença de singletons. O trabalho busca realizar um estudo de simulação em diversos cenários, avaliando como a presença de singletons afetam a análise de curvas ROC. Além disso, é proposto uma composição da verossimilhança de forma a minimizar o problema observado. Nos cenários simulados, realizar a análise de curvas ROC, com a metodologia proposta de modelos mistos com efeitos aleatórios, resultou em áreas abaixo da curva (AUC) viesadas e pontos de cortes sem interpretação. A modificação proposta trouxe uma melhor interpretação das curvas ROC e dos possíveis fatores associados com os diagnósticos das doenças.