In this paper, we propose a flexible model for survival analysis using neural networks along with scalable optimization algorithms. One key technical challenge for directly applying maximum likelihood estimation (MLE) to censored data is that evaluating the objective function and its gradients with respect to model parameters requires the calculation of integrals. To address this challenge, we recognize that the MLE for censored data can be viewed as a differential-equation constrained optimization problem, a novel perspective. Following this connection, we model the distribution of event time through an ordinary differential equation and utilize efficient ODE solvers and adjoint sensitivity analysis to numerically evaluate the likelihood and the gradients. Using this approach, we are able to 1) provide a broad family of continuous-time survival distributions without strong structural assumptions, 2) obtain powerful feature representations using neural networks, and 3) allow efficient estimation of the model in large-scale applications using stochastic gradient descent. Through both simulation studies and real-world data examples, we demonstrate the effectiveness of the proposed method in comparison to existing state-of-the-art deep learning survival analysis models. The implementation of the proposed SODEN approach has been made publicly available at https://github.com/jiaqima/SODEN.


翻译:在本文中,我们提出了一个使用神经网络和可缩放优化算法进行生存分析的灵活模式; 直接将最大可能性估计(MLE)应用于受审查数据的一个关键技术挑战是,在模型参数方面评估客观功能及其梯度需要计算整体体。为了应对这一挑战,我们认识到,对受审查数据进行的最低限量分析可被视为差异-等分限制优化问题,这是一个新视角。根据这一联系,我们通过普通差异方程式对事件时间的分配进行模拟,并利用高效的 ODE 解答器和联合敏感性分析对可能性和梯度进行数字评估。我们使用这一方法,能够(1) 提供一个广泛的大家庭,在没有强有力的结构假设的情况下,连续时间持续生存分布;(2) 利用神经网络获得强大的特征说明;(3) 利用随机偏差梯度下降对大规模应用中的模型进行有效估计。我们通过模拟研究和现实世界数据实例,展示了拟议方法与现有状态的深层次学习生存分析模型相比较的有效性。我们能够提供拟议的SDEN方法的实施情况,已经在 https://SOIAM/imaq. 上公开提供。

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ACM/IEEE第23届模型驱动工程语言和系统国际会议,是模型驱动软件和系统工程的首要会议系列,由ACM-SIGSOFT和IEEE-TCSE支持组织。自1998年以来,模型涵盖了建模的各个方面,从语言和方法到工具和应用程序。模特的参加者来自不同的背景,包括研究人员、学者、工程师和工业专业人士。MODELS 2019是一个论坛,参与者可以围绕建模和模型驱动的软件和系统交流前沿研究成果和创新实践经验。今年的版本将为建模社区提供进一步推进建模基础的机会,并在网络物理系统、嵌入式系统、社会技术系统、云计算、大数据、机器学习、安全、开源等新兴领域提出建模的创新应用以及可持续性。 官网链接:http://www.modelsconference.org/
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