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1、决策曲线分析及其在决策曲线分析及其在R语言中的实现语言中的实现导 师：杨土保 教授报告者：陈乐陶 决策曲线决策曲线分析（分析（Decision curve analysis，DCA）最早由最早由Andrew J.Vickers和和Elena B.Elkin在在2006年年以题以题 Decision curve analysis:a novel method for evaluating prediction models 介绍介绍并发表于并发表于Medical Decision Making杂志杂志上。上。作者以作者以一项预测前列腺癌患者是否应该接受全精囊切除手术的研一项预测前列腺癌患者是否应
2、该接受全精囊切除手术的研究展开对究展开对DCA的阐述的阐述。DCA背景背景前列腺癌手前列腺癌手术切除前列腺的同切除前列腺的同时切除精囊手切除精囊手术对于于实际没有没有SVI的患者的患者较严重副作用重副作用精囊尖端保留手精囊尖端保留手术减少副作用减少副作用发生生风险增加癌症增加癌症发生生风险 Vickers引引进进DCA这这种种方方法法，在在不不同同的的精精囊囊浸浸润润（SVI）发发生生率率下下，权权衡衡患患者者可可能能得得到到或或损损失失的的临临床床效效益益（如如健健康康、经经济济、精精神神等等方方面面），通通过过比较净比较净获益获益NB值值的大小预测实施哪种手术方法的大小预测实施哪种手术方法
3、。无无论论使使用用哪哪一一种种治治疗疗方方法法，都都会会遇遇到到假假阳阳性性或或假假阴阴性性的的可可能能，在在极极端端情情况况下下，可可以以使使用用适适当当的的治治疗疗方方法法尽尽量量避避免免假假阳阳性性或或假假阴阴性性带带来来的的严严重重后后果果。但但当当两两种种情情况况都都无无法法避避免免时时，就就要要找找到到一一种种能能获获得得净净获获益益值值（Net Benefit，NB）最大（获益值最大（获益值-损失值）的办法损失值）的办法。Decision curve for a model to predict seminal vesicle invasion(SVI)in patients w
4、ith prostate cancerSolid line:Prediction model.Dotted line:assume all patients have SVI.Thin line:assume no patients have SVI.The graph gives the expected net benefit per patient relative to no seminal vesicle tip removal in any patientDCA原理原理 ROC和和DCA都都属属于于预预测测模模型型，都都可可以以用用来来评评价价不不同同模模型型的的优优劣劣，但但RO
5、C和和DCA在理论构建上有着本质在理论构建上有着本质区别区别。ROC结结合合了了所所有有灵灵敏敏度度与与特特异异度度通通过过比比较较AUC决决定定预预测测模模型型的的准准确确性性。但但在在实实际际临临床床应应用用中中，AUC值值最最大大并并不不代代表表模模型型最最优优。DCA是是用用来来预预测测临临床床结结局局变变量量的的模模型型。DCA最最适适用用的的情情况况是是：有有症症状状预预示示可可能能患患病病但但未未被被确确诊诊时时，是是否否采采取取及及采采取取何何种种筛筛查查方方法法来来诊诊断断疾疾病病。很很显显然然，在在极极端端情情况况下如何抉择并不难，而在特定的区间概率范围内就依靠下如何抉择并
6、不难，而在特定的区间概率范围内就依靠DCA提供决策评价。提供决策评价。ROC与与DCA的联系与区别的联系与区别ROCDCA结局指标二分类有序多分类变量二分类变量统计学基础Logistic分析Logistic分析常用绘图软件SPSS、R软件R软件横、纵坐标1-特异度、灵敏度阈概率Pt、净获益NB判定指标AUC、最佳临界点NB判定标准单模型：临界点在左上最优多模型：AUC越大越好单模型：在两条极端曲线右上方的区域最优多模型：曲线在右上最优适用条件诊断模型诊断、预后模型意义判断诊断试验的准确性评价不同模型优劣预测结局变量评价不同模型优劣ROC与与DCA的区的区别别 为为了了更更好好的的说说明明DCA
7、方方法法的的应应用用，我我们们以以一一项项前前瞻瞻性性队队列列研研究究为为例例具具体体展展示示R语语言言的的操操作作。该该研研究究截截取取了了随随访访时时间间长长达达40年年的的Framingham心心血血管管研研究究的的部部分分数数据据，目目的的是是为为了了探探究究不不同同影影响响因因素素与与冠冠心心病病相相关关死死亡亡结结局局的的关关系系。数数据据样样本本量量为为4658，发发生生冠冠心心病病相相关关死死亡亡的的总总数数为为1403，病病死死率率为为30%，自自变变量量分分别别为为sex（性性别别）、sbp（收收缩缩压压）、dbp（舒舒张张压压）、scl（血血清清胆胆固固醇醇）、age（年
8、年龄龄）、bmi（身身体体质质量量指指数数）等，结局变量为等，结局变量为chdfate（冠心病相关死亡结局）。（冠心病相关死亡结局）。实例分析实例分析 R语语言言程程序序对对三种不同模型进行比较的决策曲线分析图三种不同模型进行比较的决策曲线分析图 目前目前DCA方法主要应用于预测诊断试验结局、术后结局及比较不同方法主要应用于预测诊断试验结局、术后结局及比较不同模型的优劣。例如预测前列腺癌患者存在模型的优劣。例如预测前列腺癌患者存在SVI的的概率（概率（预测诊断结局），预测诊断结局），预测心脏手术后患者的预测心脏手术后患者的死亡率（死亡率（预测术后结局），选择评价房颤患者口预测术后结局），选择评
9、价房颤患者口服抗凝药出血风险的最服抗凝药出血风险的最优模型（优模型（比较不同模型优劣）比较不同模型优劣）。DCA应用应用在在PubMed上检索的不同发表年份下关于上检索的不同发表年份下关于DCA的发表文献数量趋势图的发表文献数量趋势图 ROC曲曲线线、校校正正曲曲线线及及决决策策树树等等评评价价方方法法主主要要注注重重在在如如何何提提高高预预测测模模型型的的准准确确性性，对对模模型型之之后后的的临临床床结结局局关关注注甚甚少少。但但往往往往临临床床结结局局的的预预测测结结果果会会直直接接影影响响医医生生的的决决断断，而而一一味味的的追追求求准准确确性性可可能能会会忽忽视视患患者者真真实实的的需求。需求。DCA方方法法实实质质上上是是根根据据不不同同影影响响因因素素构构建建的的模模型型来来预预测测临临床床结结局局。通通过过预预测测不不良良事事件件发发生生的的概概率率制制定定干干预预措措施施，从从而而改改善善患患者者健健康康，促促进进公公共卫生领域的发展共卫生领域的发展。小结小结