手把手教你使用R语言制作临床决策曲线

DCA(Decision Curve Analysis)临床决策曲线是一种用于评价诊断模型诊断准确性的方法，在2006年由AndrewVickers博士创建，我们通常判断一个疾病喜欢使用ROC曲线的AUC值来判定模型的准确性，但ROC曲线通常是通过特异度和敏感度来评价，实际临床中我们还应该考虑，假阳性和假阴性对病人带来的影响，因此在DCA曲线中引入了阈概率和净获益的概念。

图片来源文章：Urinary Podocalyxin as a Biomarker to Diagnose Membranous Nephropath主要讲的是利用肾脏标志物uPCXμgg诊断膜性肾病的事。这幅图的横坐标为阈概率，纵坐标为净获益。当uPCXμgg达到某个值时，患者模型肾病的概率记为Pi；当Pi达某个阈值（记为Pt），就界定为阳性。
净获益的概念，净获益是指按此概率开展措施后，因操作而获益的比例+ 未获益的比例权重。决策曲线中净获益的算法如下：（表格来源：临床流行病学和循证医学）

下面我们通过一个具体的四格表来看一下决策曲线分析的基本计算，假设阈值概率为10%，得到如下四格表（表格来源：临床流行病学和循证医学）：

按照上面的10%的阈值去判断，我们判断对了23人，我们判断错了10人。这时候我们的净获益=(23/100)- [(10/100)(0.1/0.9)]=0.218。同样我们可以计算当阈值概率为11%时的净获益值，也可以计算12%时的净获益值。依此类推，我们便可以获得阈值概率和净获益值的一一对应关系，还可以将此关系画成一个线图，便是决策曲线。
下面我们来使用R语言进行DCA曲线制作
在Urinary Podocalyxin as a Biomarker to Diagnose Membranous Nephropath文章中附带有作者自己的数据，因此我们使用作者的数据来制作一个DCA曲线。目前使用R语言制作DCA曲线需要rmda包，先要下载好，网上一些教程的DecisionCurve包和stdca包已经被R官方下架了，正常途径下载不到了，rmda包的制作DCA曲线的代码和DecisionCurve包几乎是一样的。
我们先使用R语言导入数据看看

数据很多，这些只是其中一部分的数据，但是作者只用到了MN（膜性肾病）age（年龄）+eGFR（肾小球滤过率）+DM（糖尿病）+uPCXμgg（肾脏标志物）这几个指标

作者制作模型前把年龄和肾小球滤过率都除以10，这里我们也要处理一下

be$age1<-be$age/10
be$eGFR1<-be$eGFR/10

作者制作了3个模型uPCX（单用肾脏标志物），clinicalparameters（单用临床指标），all（标志物+临床指标）
我们也和他一样分别制作3个模型

uPCX<- decision_curve(MN~uPCXμgg,data = be, 
family = binomial(link ='logit'),#模型类型，这里是二分类
                        thresholds= seq(0,1, by = 0.01),
                        confidence.intervals =0.95,#95可信区间
study.design = 'cohort')#研究类型，这里是队列研究

同理制作其他两个模型

clinicalparameters<- decision_curve(MN~age1+eGFR1+DM,data = be, family = binomial(link ='logit'),
                                    thresholds= seq(0,1, by = 0.01),
                                    confidence.intervals =0.95,study.design ='cohort')
all<- decision_curve(MN~age1+eGFR1+DM+uPCXμgg,data = be,
                                    family = binomial(link='logit'),
                                    thresholds= seq(0,1, by = 0.01),
                                    confidence.intervals =0.95,study.design ='cohort')

使用LIST函数把3个模型连起来

List<-list(uPCX,clinicalparameters,all)

最后画图

plot_decision_curve(List,curve.names= c('uPCX','clinicalparameters','all'),
                    cost.benefit.axis =FALSE,col = c('red','blue','green'),
                    confidence.intervals =FALSE,standardize = FALSE)

图形出来了，和作者制作的图一模一样，图中两条虚线，斜线那条代表全是阳性的情况，横的那条代表全是阴性的情况，我们的模型一定要高于全是阳性的斜线，否则就没什么意义了。我们可以看到在0.45-0.6的阈概率之间ALL模型的净获益明显高于其他两个模型。
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参考文献

1. Imaizumi T, Nakatochi M, Akiyama S, et al. Urinary Podocalyxin as a Biomarker to Diagnose Membranous Nephropathy. PLoS One. 2016;11(9):e0163507. Published 2016 Sep 26. doi:10.1371/journal.pone.0163507
2. ROC曲线老了，快来围观新晋小生DCA曲线https://mp.weixin.qq.com/s/Wb7OGteSrEJENVfeDFJ82g
3. 决策曲线分析简介https://www.iikx.com/news/statistics/1622.html