groeipatroonmodellen

Groeipatroonmodellen zijn wiskundige modellen die het verloop van een meting over tijd beschrijven en daarmee het groeipatroon van een organisme, celpopulatie of andere hoeveelheid vastleggen. Ze worden veelvuldig toegepast in biologie, geneeskunde, agronomie en ecologie om groei te voorspellen, vergelijkingen te maken tussen groepen en de effectiviteit van ingrepen te evalueren.

De meest gebruikte vormen zijn onder andere de logistieke groei, de Gompertz-kromme en de Richards-kromme, evenals varianten zoals het von Bertalanffy-model. Deze modellen zijn sigmoïdaal van aard: ze starten met snelle groei, versnellen vervolgens minder en naderen ten slotte een asymptoot of draagkracht. Elk model heeft parameters voor de maximale omvang (draagkracht), de initiële grootte en een groeisnelheid of vormparameter die de wijze van verzadiging bepaalt.

Parameterestimatie gebeurt doorgaans via niet-lineaire regressie of gemengde-effectenmodellen wanneer metingen van meerdere eenheden zijn verzameld. Het model kan covariaten bevatten die groei beïnvloeden, en random effects introduceren voor individuele afwijkingen. De keuze van model en de validiteit worden beoordeeld met fitstatistieken, simulaties en grafische inspectie.

Toepassingen zijn onder meer de groei van organismen en gewassen, pediatrische lengte- of gewichtsgroei, tumorgroei onder behandeling, farmacokinetische en farmacodynamische modellering, en ecologische populatiedynamiek.

Voordelen zijn flexibiliteit en het vermogen verzadiging vast te leggen; nadelen omvatten identificeerbaarheidsproblemen, gevoeligheid voor data en risico op overfitting bij weinig gegevens. Correcte modelkeuze en diagnostiek zijn essentieel voor betrouwbare extrapolatie.