How to include a time-dependent coefficient for a categorical covariate in a Cox survival model in R?

I am building a Cox PH model using the survival package in R and would like to include a time-dependent coefficient for my categorical variable. Reproducible data set up:

library(survival)
# Data
stanford <- stanford2
stanford$age_cat <- ifelse(stanford$age > 35, "old", "young")

Working from the time-dependent vignette here for the survival package, I need to use the tt() function. Attempt 1 revealed I needed dummy coding.

mod.fail <- coxph(Surv(time, status) ~ tt(age_cat),
             data = stanford,
             tt = function(x, t, ...) x*t)
Error in x * t : non-numeric argument to binary operator

So, add this indicator variable.

# Create dummy coding of age_cat
stanford$age_cat_d <- ifelse(stanford$age_cat == "old", 1, 0)

Now, I am confused how to properly specify the model. Both of the below will run, but I am not sure which provides the right solution to letting the effect of the age category vary over time.

# Model 1
mod.t1 <- coxph(Surv(time, status) ~ tt(age_cat_d),
               data = stanford,
               tt = function(x, t, ...) x*t)
# Model 2
mod.t2 <- coxph(Surv(time, status) ~ age_cat_d + tt(age_cat_d),
                data = stanford,
                tt = function(x, t, ...) x*t)

Below is how I would think we should estimate the effect of the age category at time=200 in each model, showing the models are different.

# Model 1
coef(mod.t1)[1]*200
tt(age_cat_d) 
   0.04425679
# Model 2
coef(mod.t2)[1]+coef(mod.t2)[2]*200
age_cat_d 
0.5424105 

So, are either of the above models the correct way to implement a time-dependent coefficient for the age category? The examples in the linked vignette (and other guides for using tt() I’ve found) focus on time-dependent coefficients for continuous variables. (Note: The above example is just for reproducibility; I am not arguing we should create such a time-dependent model for the given data)
[1]: https://cran.r-project.org/web/packages/survival/vignettes/timedep.pdf

1

As tt() declares the transformation for time-varying coefficients regardless of whether your covariate is continuous or discrete, this is a question of understanding the model you are fitting when you drop the “main term” from a time-varying coefficient Cox model and how to interpret the parameter estimates.

The easiest way to answer this is probably to go through different model specifications (via syntax) and explain what they’re doing.

Setup

library(survival)

# Data
stanford <- stanford2
stanford$age_b <- ifelse(stanford$age > 35, 1, 0) # add binary covariate

# Function computing time functional form
myfun <- function(x, t, ...){ x * log(t + 20)}

Models with a Continuous Covariate

Model 1 Continuous: continuous covariate, time-constant coefficient

Age has one time-invariant effect.

coxph(Surv(time, status) ~ age, data = stanford)
#> Call:
#> coxph(formula = Surv(time, status) ~ age, data = stanford)
#> 
#>        coef exp(coef) se(coef)     z       p
#> age 0.02917   1.02960  0.01064 2.741 0.00613
#> 
#> Likelihood ratio test=8.27  on 1 df, p=0.004034
#> n= 184, number of events= 113

Model 2 Continuous: continuous covariate, adding time-varying coefficient

The effect of age now also varies across time. The total effect of age is decomposed into a time-invariant term (the coefficient on age) and a time-varying term (the coefficient on tt(age)). The total effect of age in this example is -.007 + .007*log(t+20) based on the function used for tt(). This interpretation is provided in the time-varying coefficient vignette.

coxph(Surv(time, status) ~ age + tt(age),
            tt =  myfun, 
            data = stanford)
#> Call:
#> coxph(formula = Surv(time, status) ~ age + tt(age), data = stanford, 
#>     tt = myfun)
#> 
#>              coef exp(coef)  se(coef)      z     p
#> age     -0.007256  0.992770  0.042434 -0.171 0.864
#> tt(age)  0.007182  1.007208  0.008190  0.877 0.381
#> 
#> Likelihood ratio test=9.04  on 2 df, p=0.01086
#> n= 184, number of events= 113

Model 3 Continuous: continuous covariate, remove base term

Similar to Model 2, we’re letting the effect of age vary with time. However, we no longer are separately estimating the time-varying component and the time-invariant component. Instead, we’re directly estimating the total effect of age, which can vary across time. The total effect of age is .006*log(t+20).

coxph(Surv(time, status) ~ tt(age),
      tt =  myfun, 
      data = stanford)
#> Call:
#> coxph(formula = Surv(time, status) ~ tt(age), data = stanford, 
#>     tt = myfun)
#> 
#>             coef exp(coef) se(coef)     z       p
#> tt(age) 0.005829  1.005846 0.002046 2.849 0.00439
#> 
#> Likelihood ratio test=9.02  on 1 df, p=0.002677
#> n= 184, number of events= 113

Models with a Binary Covariate

Now let’s try to fit these models with a binary covariate instead of a continuous one. The coefficient estimates change but they still represent the same concepts with respect to time.

Model 1 Binary: binary covariate, time-constant coefficient

Same as Model 1 Continuous: age has one time-invariant effect. Now instead of that effect being the effect of a 1-unit change in continuous age, it’s the effect of being old rather than young.

coxph(Surv(time, status) ~ age_b, data = stanford)
#> Call:
#> coxph(formula = Surv(time, status) ~ age_b, data = stanford)
#> 
#>         coef exp(coef) se(coef)     z     p
#> age_b 0.2721    1.3128   0.2304 1.181 0.238
#> 
#> Likelihood ratio test=1.47  on 1 df, p=0.2258
#> n= 184, number of events= 113

### Model 2 Binary: binary covariate, adding time-varying coefficient

Same as Model 2 Continuous: the effect of age now also varies across time. The total effect of age is decomposed into a time-invariant term (the coefficient on age) and a time-varying term (the coefficient on tt(age)). The total effect of age in this example is .025 + .050*log(t+20) based on the function used for `tt()`. That is the effect of being old rather than young.

```r
coxph(Surv(time, status) ~ age_b + tt(age_b),
            tt =  myfun, 
            data = stanford)
#> Call:
#> coxph(formula = Surv(time, status) ~ age_b + tt(age_b), data = stanford, 
#>     tt = myfun)
#> 
#>              coef exp(coef) se(coef)     z     p
#> age_b     0.02475   1.02506  0.92143 0.027 0.979
#> tt(age_b) 0.04680   1.04791  0.16956 0.276 0.783
#> 
#> Likelihood ratio test=1.54  on 2 df, p=0.4621
#> n= 184, number of events= 113

Model 3 Binary: binary covariate, remove base term

Once again, we are now estimating the total time-varying effect of being old vs. young rather than decomposing the total effect into time-varying and time-invariant components.

coxph(Surv(time, status) ~ tt(age_b),
      tt =  myfun, 
      data = stanford)
#> Call:
#> coxph(formula = Surv(time, status) ~ tt(age_b), data = stanford, 
#>     tt = myfun)
#> 
#>              coef exp(coef) se(coef)     z     p
#> tt(age_b) 0.05121   1.05255  0.04239 1.208 0.227
#> 
#> Likelihood ratio test=1.54  on 1 df, p=0.2142
#> n= 184, number of events= 113

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật