Análisis exploratorio multivariante para el estudio de la distribución anormal de grasa, masa magra y masa ósea en individuos infectados por VIH

Abstract

En este estudio el objetivo es evaluar las variables asociadas a la masa ósea, masa grasa y masa magra y su posible relación con la osteoporosis, lipodistrofia y sarcopenia en pacientes infectados por el VIH. Se utilizan técnicas de aprendizaje supervisado para obtener las relaciones entre las variables de interés en el estudio: técnicas de regresión y de clasificación. Se realiza un análisis longitudinal de datos desbalanceados a través de modelos lineales mixtos para modelar la relación entre los individuos y el tiempo de infección. El 65% de la población de hombres presenta osteoporosis. En las mujeres, el 60% presenta esta condición. El modelo de masa ósea para hombres explica el 33% de los datos y el de mujeres el 37 %. Este modelo considera como covariantes las variables de masa grasa y masa magra. El 96.5% de los hombres tiene la condición de lipodistrofia así como el 99.7% de las mujeres. El modelo de regresión explica el 97.5% de variabilidad tanto para hombres como para mujeres y considera como covariantes a las variables óseas y magras. El 11.8% de los hombres tiene sarcopenia según el criterio tomado para definirla. El 0.6% de las mujeres presenta esta condición. El modelo de regresión para el total de masa magra tiene una r2 de 0.98 para hombres y 0.99 para mujeres. Para estos modelos las covariantes son las variables óseas y grasas. Los resultados obtenidos en este trabajo en cuanto a los índices no difieren en gran medida de los obtenidos para otras poblaciones con VIH. Los porcentajes de individuos con osteoporosis son consistentes con los reportados por la literatura. Los valores de lipodistrofia obtenidos son muy altos. Los valores de sarcopenia resultan muy diferentes a los reportados por lo que deben ser revisados. A la luz de los resultados obtenidos se plantea la necesidad de implementar los análisis por edad, revisar puntos de corte y asociación de variables para eliminar problemas de colinealidad.

The objective of this study is to evaluate the associated variables to the bone mass, fat mass and lean mass, and its possible relation with osteoporosis, lipodistrophy, and sarcopenia in patients infected with HIV. Supervised learning techniques are used to obtain the relationship between the variables of interest in the study: regression and classification techniques. A longitudinal analysis of unbalanced data is done through mixed linear models in order to model the relationship between individuals and the time or infection. The database includes 1,475 individuals some of which have more than one dexa. The database was divided in men and women in order to do the analysis separately. The variables density of total bone mass, total fat mass and total lean mass were considered as response variables. The criterion of the World Health Organization was taken to characterize the presence of osteoporosis through the T brand. The indexes of fat mass and lean mass were considered to evaluate the lipodistrophy and the sarcopenia. The 65% of men population presents osteoporosis. For women, 60% presents such condition. The model of bone mass for men explains the 33% of the data and for women the 37 %. The 96.5% of men has the lipodistrophy condition and 99.7% in women. The regression model explains the 97.5% of the data for both men and women. The 11.8% of men has sarcopenia according to the defined criteria. The 0.6% of women presents this condition. The regression model for the total lean mass has an r2 of 0.98 for men and 0.99 for women. The bone classification model, based on the knn method, has an accuracy of 60% for men and 62% for women. The corresponding model for lipodistrophy shows an accuracy of 96% for men and 100% for women. In the case of lean mass, we got an accuracy of 0.92 for men and 1 for women. Regarding the longitudinal model, the decrease in bone mass with time is observed as a general trend, specially in those observations with more than two dexas, for both men and women. The results obtained in this study in terms of the indices, do not differ greatly from those obtained for other populations with HIV. The percentages of individuals with osteoporosis are consistent with those reported by the literature. The lipodistrophy values obtained are very high, perhaps due to the cutoff points used. The sarcopenia values are very different from those reported, so they should be reviewed. Considering the result obtained it is necessary to perform analysis by age, review cutoff points and association of variables to eliminate collinearity problems.

L'objectiu d'aquest estudi és avaluar les variables associades a la massa òssia, massa grassa i massa magra i la seva possible relació amb l'osteoporosi, lipodistròfia i sarcopènia en pacients infectats pel VIH. S'utilitzen tècniques d'aprenentatge supervisat per obtenir les relacions entre les variables d'interès en l'estudi: tècniques de regressió i de classificació. Es realitza una anàlisi longitudinal de dades desbalanceados a través de models lineals mixtos per modelar la relació entre els individus i el temps d'infecció. El 65% de la població d'homes presenta osteoporosi. En les dones, el 60% presenta aquesta condició. El model de massa òssia per a homes explica el 33% de les dades i el de dones el 37%. Aquest model considera com covariants les variables de massa grassa i massa magra. El 96.5% dels homes té la condició de lipodistròfia així com el 99.7% de les dones. El model de regressió explica el 97.5% de variabilitat tant per a homes com per a dones i considera com covariants a les variables òssies i magres. El 11.8% dels homes té sarcopènia segons el criteri pres per definir-la. El 0.6% de les dones presenta aquesta condició. El model de regressió per al total de massa magra té una r2 de 0.98 per a homes i 0.99 per a dones. Per a aquests models les covariants són les variables òssies i greixos. Els resultats obtinguts en aquest treball pel que fa als índexs no difereixen en gran mesura dels obtinguts per altres poblacions amb VIH. Els percentatges d'individus amb osteoporosi són consistents amb els reportats per la literatura. Els valors de lipodistròfia obtinguts són molt alts. Els valors de sarcopènia resulten molt diferents als reportats per la qual cosa s'han de revisar. A la llum dels resultats obtinguts es planteja la necessitat d'implementar les anàlisis per edat, revisar punts de tall i associació de variables per eliminar problemes de colinealitat.