R語言實戰(zhàn):Bland-Altman一致性分析

在醫(yī)學研究或平時的日常工作中,同一個指標有多重檢測/測量方法,兩種方法結(jié)果一致性怎么樣?該如何評價?


一致性檢驗的方法有很多,但側(cè)重點不同:

其中,對于定量數(shù)據(jù),Bland—Altman plot 的使用尤為廣泛。Bland—Altman分析最初是由Bland JM和AltmanDG于1986年提出的,其基本思想是計算出兩種測量結(jié)果的一致性界限(limits of agreement),并用圖形的方法直觀地反映這個一致性界限。

Bland-Altman plot?作圖方法是以兩個指標的均值作為橫坐標,兩個指標的差值作為縱坐標,然后比較散點在差值±1.96SD線內(nèi)分布的情況。

例:A、B兩種方法測定100名患者的血紅蛋白(g/L),對兩種方法一致性進行評價。

1.R軟件實操如下:

1.導入數(shù)據(jù)

data<-read.delim("clipboard")

View(data)

2.安裝包

library(ggplot2)

library(ggExtra)

3.分別計算A和B的差值和平均值,生成新變量

BAdata2<-transform(data,diff=A-B,meand=(A+B)/2)

View(BAdata2)

4.計算差值的平均值和標準差(SD)及1.96SD

describe(BAdata2)

t.test(BAdata2$diff)

可以看到差值(diff)的均值和SD分別為-2.43、51.48。

5.繪圖(繪制橫坐標為均值,縱坐標為差值的散點圖)

BAplot<-ggplot(BAdata2,aes(meand,diff))+

geom_point(shape=18,color="blue")+

geom_hline(yintercept=?0,lty=3,lwd=1,color="black")+

geom_hline(yintercept=?mean(BAdata2$diff),lty=1,lwd=1,color="red")+

geom_hline(yintercept=mean(BAdata2$diff)+1.96*sd(BAdata2$diff),linetype=2,color="red")+

geom_hline(yintercept=mean(BAdata2$diff)-1.96*sd(BAdata2$diff),linetype=2,color="red")

6.在以上基礎上繼續(xù)完善,添加標記

+labs(x="(A+B)/2",y="A-B")+

??theme(axis.line.x = element_line(color="black"),

????????axis.line.y = element_line(color="black"))+

??theme(axis.text=element_text(face="bold"),

????????axis.title.x=element_text(size=15,face="bold"),

????????axis.title.y =element_text(size=15,face="bold"))+

??geom_text(x=150, y=80, label="+1.96SD\n98.47",cex=3.5,family="serif")+

??geom_text(x=150, y=-80, label="-1.96SD\n-103.33",cex=3.5,family="serif")+

??geom_text(x=150, y=30, label="Mean=-2.43\n95%CI(-12.65,7.79) ",cex=3.5,family="serif")

7.更換主題,并增加密度分布直方圖

BAplot1 <- BAplot+theme_bw()

ggMarginal(BAplot1,?type="histogram",bins =?40,fill="grey")

上圖中,紅色實線為差值的均值,黑色虛線差值為0,上下紅色虛線為差值±1.96SD(95%LoA上/下限)。由圖看出有95個點落在95%一致性界限(95% limits of agreement,95% LoA)內(nèi),說明二者一致性可接收,平均負向偏移為2.43g/L。

★Bland-Altman 在實際應用中須滿足以下條件,結(jié)果更具說服力:

(1)Bland-Altman圖中數(shù)據(jù)點呈水平帶狀分布,即差值和均值之間不存在任何線性或非線性關系,可以通過差值與均值的回歸分析進行判定;

(2)Bland-Altman圖中數(shù)據(jù)點散在分布于等寬的水平區(qū)域內(nèi),即滿足差值的方差齊同;

(3)原始結(jié)果可以不是正態(tài)分布,但差值的分布須呈正態(tài)分布,通過直方圖(或P-P圖/Q-Q圖)和正態(tài)性檢驗判定。

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