【原】如何快速構(gòu)建COX預(yù)測模型并繪制ROC曲線？

風(fēng)暴統(tǒng)計 2024-11-15 發(fā)布于浙江

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臨床預(yù)測模型，也是臨床統(tǒng)計分析的一個大類，除了前期構(gòu)建模型，還要對模型的預(yù)測能力、區(qū)分度、校準度、臨床獲益等方面展開評價，確保模型是有效的！

其中評價模型的好壞主要方面還是要看區(qū)分度和校準度，而區(qū)分度方面目前最常見的是ROC曲線（Receiver Operating Characteristic，中文名字叫“受試者工作特征曲線”），由靈敏度為縱軸，（1-特異度）為橫軸繪制而成，用于評價X（檢驗變量）對于Y（狀態(tài)變量）的預(yù)測準確率情況。越靠左上方，說明模型的預(yù)測準確性越好，可以讓讀者直觀地看到某指標各取值對結(jié)局指標的診斷或預(yù)測能力。

此外，ROC曲線還會使用曲線下面積（AUC）的大小對模型進行評價，AUC的取值范圍為0.5到1之間，曲線下面積越大，越接近于1，模型的診斷或預(yù)測效果越好：

理論知識比較好理解，但是實際分析中，想要繪制出精美的ROC曲線，還要花一番功夫，像是常見的R語言軟件就需要大量參數(shù)進行調(diào)整，并且訓(xùn)練集和驗證集圖像還需要分開繪制兩遍......

因此，這里為大家推薦一個統(tǒng)計分析小工具——風(fēng)暴統(tǒng)計，可以超快速繪制完成臨床預(yù)測模型的ROC曲線，一次性給出訓(xùn)練集與驗證集的圖像！

風(fēng)暴統(tǒng)計是由浙江中醫(yī)藥大學(xué)的鄭衛(wèi)軍教授基于R語言開發(fā)的，不僅結(jié)果準確性有保障，并且全部實現(xiàn)菜單化操作，統(tǒng)計小白也可以輕松上手，繪制精美的ROC曲線！

下面我們就結(jié)合一份實操數(shù)據(jù)來為大家詳細介紹一下具體的操作步驟吧！

實操具體網(wǎng)址：https://shiny./logpre3/

或者百度、必應(yīng)Bing搜索“風(fēng)暴統(tǒng)計”

本平臺上線的所有工具都是免費的

1.進入風(fēng)暴統(tǒng)計平臺

首先，瀏覽器搜索風(fēng)暴統(tǒng)計，依次點擊"風(fēng)暴智能統(tǒng)計"——"臨床預(yù)測模型"！平臺有"內(nèi)、外部驗證"版及“只建模不驗證”版。

通常構(gòu)建預(yù)測模型都需要對模型進行驗證，內(nèi)部驗證是必須的，條件允許情況下，進行外部驗證也是很好的，因此，構(gòu)建預(yù)測模型研究中，推薦大家使用"內(nèi)、外部驗證"版。

進入分析界面后，根據(jù)提示，完成數(shù)據(jù)的導(dǎo)入與整理。

2.數(shù)據(jù)集拆分

預(yù)測模型都需要內(nèi)部驗證，內(nèi)部驗證的方法有隨機拆分、交叉驗證、Boostrap等。但風(fēng)暴統(tǒng)計平臺目前僅能做隨機拆分法內(nèi)部驗證。

隨機拆分法內(nèi)部驗證，顧名思義就是將原始數(shù)據(jù)集按照7：3（常見）或者6：4等比例進行拆分，一部分用于建模，另外一部分用于驗證模型。

這里，我們額外介紹一下隨機種子，隨機種子的目的是為了保證分析結(jié)果可復(fù)現(xiàn)，因為數(shù)據(jù)的拆分具有隨機性，在R語言分析中，如果不設(shè)置隨機種子，那么每次拆分產(chǎn)生的訓(xùn)練集與驗證集就不一樣，分析結(jié)果也會不一樣。

平臺設(shè)有默認隨機種子1234，如果不修改，每次分析結(jié)果是一樣的。此外，對隨機種子沒有特別要求，任意幾位數(shù)字都可以。

3.構(gòu)建預(yù)測模型

完成數(shù)據(jù)集拆分后，我們就可以開始構(gòu)建預(yù)測模型啦！請注意，預(yù)測模型的構(gòu)建僅在訓(xùn)練集開展哦！

預(yù)測模型的本質(zhì)，簡單來說，也就是多因素回歸模型！多因素回歸聽上去是不是平易近人許多？風(fēng)暴統(tǒng)計可以超快速完成這一步！

首先，選擇模型變量——生存結(jié)局變量、生存時間變量、自變量。

然后，平臺超快速就給出了批量單因素分析的結(jié)果！

接著，定義模型自變量篩選的方式，滿足篩選條件的自變量會進入多因素回歸模型！

選擇完畢后，我們就得到了多因素回歸的結(jié)果，現(xiàn)在多因素模型也就是我們最終的預(yù)測模型，列線圖中會包含多因素回歸中的全部變量（無論多因素回歸中是否有意義）！

4.模型區(qū)分度評價

完成預(yù)測模型的構(gòu)建后，就可以來到"模型呈現(xiàn)、評價與驗證"繪制ROC曲線了！

繪制ROC曲線前，還有1個參數(shù)需要手動輸入：時間節(jié)點選擇（"生存時間節(jié)點"或"C指數(shù)"）。

生存時間節(jié)點：生存時間節(jié)點數(shù)的ROC曲線展示的是固定時間點的ROC曲線。時間節(jié)點一次只能輸入一個數(shù)字，根據(jù)實際數(shù)據(jù)不同，一般會選擇具有代表性的節(jié)點，比如30天，12周，3個月，1年，10年等，這個時間點一定是小于最長的有效隨訪時間。