软件影响6（2020）100040原始软件出版物RefCurv：用于构建儿科参考曲线克里斯蒂安·温克勒a，凯瑟琳娜·林登a，安德烈亚斯·迈尔b，托马斯·舒尔茨c，Thomas Welchowskib，Johannes Breuera，Ulrike Herbergaa德国波恩大学医院儿科心脏病科b德国波恩大学医院IMBIEc德国波恩大学计算机科学系A R T I C L E I N F O保留字：生长参考参考曲线百分位数曲线百分位数估计z评分GAMLSSLMS方法儿科A B标准在医学中，参考曲线是日常临床实践的重要工具。儿科医生评估用百分位数曲线来描述儿童的成长过程。施工统计方法这些参考曲线是复杂的，并且它们的应用通常需要编程技能。一个容易-缺乏医生和生命科学家的使用方法。 该项目的目的是开发RefCurv，这是一款直观且用户友好的临床医生软件，可简化医疗参数参考曲线的构建。代码元数据当前代码版本v0.4.4用于此代码版本的代码/存储库的永久链接https://github.com/SoftwareImpacts/SIMPAC-2020-45可复制胶囊GNU通用公共许可证3使用git的代码版本控制系统使用Python、R的软件代码语言、工具和服务编译要求、操作环境依赖性https://github.com/xi2pi/RefCurv/wiki-Windows-（面向开发人员）如果可用，链接到开发人员文档/手册https：//github.com/xi2pi/RefCurv/wiki和https://refcurv.com/tutorial问题支持电子邮件refcurv@gmail.com软件元数据当前软件版本v0.4.4此版本可执行文件的永久链接https://github.com/xi2pi/RefCurv可再生胶囊的永久链接https://github.com/xi2pi/RefCurv/releases/tag/v0.4.4-beta法律软件许可证GNU通用公共许可证计算平台/操作系统Linux，Microsoft Windows，类Unix安装要求依赖关系https://refcurv.com/installation如果可用，请链接到用户手册-如果正式出版，请在参考列表中引用该出版物https://github.com/xi2pi/RefCurv/wiki和https://refcurv.com/tutorial问题支持电子邮件refcurv@gmail.com1. 介绍参考曲线和图表是描述参数正常范围的重要工具。 在临床实践中，医生使用百分位数曲线（或z分数曲线）来评估测量数据∗通讯作者。电子邮件地址：s6cnwink@uni-bonn.de（C. Winkler）。https://doi.org/10.1016/j.simpa.2020.100040病人。将测量值与参考值进行比较有助于量化疾病的严重程度并诊断患者的状况。在这方面，百分位数曲线已建立最常见的生理和人体测量参数。接收日期：2020年10月15日;接收日期：2020年10月21日;接受日期：2020年10月30日2665-9638/©2020作者。由Elsevier B. V.发布，这是CC BY-NC-ND许可证下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect上获得目录列表软件影响杂志 首页：www.journals.elsevier.com/software-impactsC. Winkler，K.Linden，A.Mayr等软件影响6（2020）1000402Fig. 1. 基于健康荷兰男孩数据集的BMI随年龄变化的参考曲线[1]。每个蓝色数据点代表一个受试者。标签上写的是马格纳斯，例如“P3”代表第三百分位数。对于儿童，曲线可以用来评估生长过程。例如，第三百分位数的测量身高值意味着3%的假定标准儿童小于测量值，97%的儿童高于测量值。在文献中，可获得其他儿科参数的几个参考曲线和图表。一个突出的参数是身体质量指数（BMI）[2，3]。图1显示了BMI的儿科参考曲线示例，我们使用先前研究的数据集计算[1]。此外，还有一系列关于体重、身高和头围的研究[4根据应用领域，参考曲线表示为“百分位数曲线”、“百分位数曲线”或“z评分曲线”[9，10]。参考曲线的构造是一个统计问题，是在统计建模的偏差和方差之间找到平衡。挑战在于计算具有高质量的平滑曲线“不，不。世界卫生组织的研究调查了能够构建增长曲线的统计方法[13]。在这种情况下，位置、尺度和形状的广义加性模型（GAMLSS）和LMS方法已经成为常用的方法[11，14]。gamlss框架是由Stasinopoulos等人在编程环境R中开发的，广泛的功能和模型类型[15]。因此，RefCurv的重点是GAMLSS。gamlss框架提供了一种灵活的回归方法。然而，统计方法的复杂应用对非技术人员来说是一个挑战。因此，临床医生经常被排除在百分位数曲线的计算过程之外，尽管他们属于在日常工作中必须使用百分位数曲线的人群。本文的目的是提出RefCurv，一个易于使用的软件来构建和分析百分位数曲线的gamlss框架。该软件使临床医生能够以简单的方式计算Spelles曲线步骤，并对计算输出产生影响。 通过这样做，计算可以更好地调整到临床预期 的专家。2. 描述RefCurv作为默认设置，LMS方法是预定义的。RefCurv中的高级设置允许用户应用gamlss包中包含的其他类型的单变量GAMLSS模型RefCurv的GUI由一个表格和绘图查看器组成（图1）。2（a））。用户 可以通过在表查看器中选择数据列并在图查看器中将其可视化为散点图来排列其数据。散点图有助于直观地检测可能的离群值，用户可以从进一步的计算中排除它们。 图图2（a）展示了儿童超声心动图数据集的应用。在散点图中，左心室收缩末期容积随年龄变化在绘图查看器中拟合了一个每条曲线表示基础分布的百分位数（第3、第10、第25、第50、第75、第90、第97），并相应地进行标记（例如，代表第三个百分位）。模型拟合由gamlss函数执行，该函数使用用户选择的数据作为训练数据。对于gamlss函数，用户必须修改超参数。找到一组合适对于LMS方法，L、M和S的惩罚样条的自由度（degree of freedom，简写为degree of freedom）是对结果有很大影响的一些超参数。������图2（b），Fig. 2（c）和图。图2（d）显示了超参数L_max、_max和_max的不同设置对所得百分位数曲线的平滑度的影响。RefCurv使用户能够改变超参数，并将生成的曲线及其平滑度与临床预期进行比较。此外，RefCurv还提供统计方法来执行超参数调优，例如基于贝叶斯信息准则（BIC）的网格搜索RefCurv可以帮助标准化程序和计划数据采集。研究的设计可以通过典型的案例场景提前规划。 例如，研究人员可以模拟样本量对参考曲线的影响，以找出：(i)所需数据点的最小数量，（ii）数据点数量增加的影响，（iii）预测因子的正确选择对于曲线，㈣必须按性别或其他变量进行分层。使用RefCurv构建百分位数曲线可以确定这些参数对其研究结果的影响。3. 影响RefCurv最初是为儿科心脏病专家开发的该软件已应用于心脏参数的研究[16在这些研究中，RefCurv用于创建心室和心房容积的年龄和性别特异性百分位数曲线，以及健康儿童的左心室每搏功。这些曲线为临床医生提供参考以评估患者的测量值。对于曲线的构造，使用LMS方法。在通过目视检查排除离群值之后，三个超参数（L_λ，_bicycle和_bicycle），使用RefCurv的模型选择功能进行了调整，该功能基于网格搜索查找最低BIC。使用RefCurv的模型拟合功能计算并绘制百分位数曲线此外，最近的研究使用RefCurv创建了儿科内分泌学领域的百分位数曲线[20]。该软件被介绍给其他医学领域的医生，重点是超声检查[21]。在Kelmanson的一项研究中，RefCurv用于研究睡眠婴儿的呼吸事件，并为相关参数创建百分位数曲线[22]。C. Winkler，K.Linden，A.Mayr等软件影响6（2020）1000403图二、 RefCurv������������������的GUI和模型拟合，超参数L_、_和_具有不同的设置。竞合利益作者声明以下经济利益/个人关系可能被视为潜在的竞争利益：本研究由Fördergemeinschaft Deutsche Kinderherzzen- tren e. V.资助。致谢本 研 究 由 Fördergemeinschaft Deutsche Kinderherzzentren ，Germany e.V.资助。我们还要感谢Rupert Hammen和Jochen Kunkel对RefCurv测试的帮助。 特别感谢Raphael Hirtz博士，他将该工具应用于内分泌学领域。引用[1]A.M. 弗 雷 德 里 克 斯 Van Buuren ， R.J. Burgmeijer ， J.F. Meulmeester ， R.J.Beuker ， E. 放 大 图 片 作 者 ： Brugman ， M. J. Roede ， S. P. Verloove-Vanhorick， J. M. 机 智 ， 持 续 积 极 的 长 期 增 长 变 化 在 荷 兰 1955-1997 年 ，Pediatr。第47（3）（2000）号 决议[2]T.J. Cole，J.V. Freeman，文学硕士Preece，英国体重指数参考曲线，1990年，Arch. Dis. 孩子73（1）（1995）25[3]A.M.弗雷德里克斯van Buuren，J.M. Wit，S. Verloove-Vanhorick，1996- 1997年与1980年相比的身体指数测量，Arch. Dis. Child。82（2）（2000）107-112。[4]T. Cole，横截面和纵向数据的增长图，Stat。Med.13（23[5] T.J. Cole，J.V. Freeman，文学硕士Preece，英国1990年体重、身高、体重指数和头围的生长参考百分位数，通过最大惩罚似然拟合，Stat。17（4）（1998）407[6]W.M.G.R. S Group，M. de Onis，《基于身高/身高、体重和年龄的世卫组织儿童生长标准》，《儿科学报》。95（2006）76-85。[7]E. Cacciari， S. Milani， A. Balsamo， E.斯 帕 达湾 博 纳 湖Cavallo， F.塞 鲁 蒂湖Gargantini，N. Greggio，G. Tonini等人， 意大利身高、体重和BMI（2至20岁）的横断面生长图，J. Endocrinol。Invest. 29（7）（2006）581-593。[8]H. Neuhauser ， A. Schienkiewitz ， A.S. 罗 萨 里 奥 河 Dortschy ， B. M. Kurth ，Referen-zperzentile für anthropometrische Maßzahlen und Blutdruck aus derStudiezurGesundelovenvonKindernundJugendlicheninDeutschland（KiGGS），2013.[9]D.塞伦，身体状况：人体测量的使用和解释。世卫组织专家委员会的报告。世界卫生组织技术报告系列第854号。pp. 452. (WHO，日内瓦，1995年）。Swiss Fr71.00，生物医学杂志。Sci. 30（1）（1998）135[10] M. De Onis，M. Blossner，W. H. Organization，et al.， 世卫组织儿童生长和营养不良全球数据库。代表：世界卫生组织，1997年。[11] T.J. Cole，构建归一化生长标准品的LMS方法，Eur. 临 床 营养学杂志44（1）（1990）45[12] E.M. Wright，P. Royston，年龄相关参考区间的统计方法比较，J. Roy.国家主义者。Soc.Ser.A160（1）（1997）47[13] E. 博 尔 吉 ， M 。 德 奥 尼 斯 角 Garza ， J. Van den Broeck ， E.A. 弗 龙 吉 略 湖Grummer-Strawn，S. Van Buuren，H.潘湖 ，澳-地莫 利纳里 河Martorell等人，世界卫生组织儿童生长标准的构建：获得生长曲线方法的选择。Med. 25（2）（2006）247[14] R.A. Rigby，D. M. Stasinopoulos，位置、尺度和形状的广义加性模型，J。R.Stat. Soc. 序列C. Appl. Stat. 54（3）（2005）507C. Winkler，K.Linden，A.Mayr等软件影响6（2020）1000404[15] D.M. Stasinopoulos，R.A. Rigby等人，位置、尺度和形状的广义加性模型（GAMLSS）。Stat. 软件。23（7）（2007）1C. Winkler，K.Linden，A.Mayr等软件影响6（2020）1000405[16] K. Krell，K.T.拉瑟河达拉波扎角温克勒大学Hildebrandt，D.吉吉奥卢，J.Breuer，U. Herberg，左心室的实时三维超声心动图-儿科心脏超声心动图和不同轮廓发现算法的头对头比较：多中心研究，J. Am.超声心动图学会31（6）（2018）702-711。[17] K. Linden，F.Goldschlaun，K.T.莱瑟角温克勒，H。克尔佩里希河达拉波扎J. 布鲁尔，美国Herberg，健康儿童的左心房容积和相位功能：使用实时三维超声心动图的参考值，J。Am. Soc. 超声心动图32（8）（2019）1036[18] F. Goldschlaun，K.林登角Winkler，K.拉瑟河达拉-波扎U. Herberg，使用实时3D超声心动图的左心房儿科参考容积，胸部。Cardiovasc.外科65（S 02）（2017）OP 140。[19] C. Winkler，M.作者：A. Grünwald，S.作者声明：by J. 林登大学Herberg，基于健康儿童大队列的左心室每搏作功估计， 计算。Biol. Med. 123（2020）103908.[20] R. Hirtz，A. Keesen，H. Hölling，B.P. Hauffa，A. 欣尼角 格拉泽曼， 甲状腺功能障碍和自身免疫对儿童和青少年的健康相关生活质量和心理健康没有影响：来自全国横断面研究的结果。年. 11（2020）454.[21] C. Winkler，K.Linden，A.迈尔，T.Schultz，T.Welchowski，F.Recker，J. 布鲁尔，联 合 Herberg， Erstellung von Referenzkurven für Ultrasound parameter ，UltraschallMedizin-Eur. J. 超声40（S 01）（2019）WS 9 -8。[22] I. Kelmanson，一岁以下睡眠婴儿的呼吸事件及其参考值。Rossiyskiy VestnikPerinatoloi Pediatrii（Russian Bull. 围产期。Pediatr.）65（3）（2020）61-77.
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