统计机器学习模型拟合效果评价(underCurve,AUC)

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曲线面积(Area under Curve,AUC)的计算,在很多场合都会遇到。

比方说,小编就遇到过以下几种情况:

统计机器学习模型拟合效果评价(配合ROC曲线)

药动学中的药物浓度-时间曲线

恩格尔系数/集中系数/集中曲线

统计机器学习模型拟合效果评价(underCurve,AUC) 曲线 绘制 面积 批量 效果 第1张

上图是比较典型的一个药时曲线,随着时间的进展,血液中药物浓度逐渐增加,又随着代谢逐渐降低。药时曲线下的面积,就是临床试验中 I 期试验和BE试验的一个重要的研究指标。

当然,其他场景中用到的曲线下面积,计算策略基本也是类似的。我们常采用一种叫做“梯形法”的方法。即如下图,将整个曲线下面积拆分为一个个梯形,然后叠加起来,即为曲线下面积。

统计机器学习模型拟合效果评价(underCurve,AUC) 曲线 绘制 面积 批量 效果 第2张

这一计算,在Stata中十分的简便。

及借助Stata的PK模块,使用pkexamine命令。

命令也很简洁:

pkexamine time concentration, graph

time,即为横轴变量;concentration,即为纵轴变量。使用时,可以根据自己的需要替换。graph参数,即为绘图参数,免去额外繁琐的绘图。

结果如下:

统计机器学习模型拟合效果评价(underCurve,AUC) 曲线 绘制 面积 批量 效果 第3张

如果只是做普通的曲线下面积,则读取第一列数据(红框标示);如果是真实的PK数据,则会用到后面几列数据,根据末尾3个测量值做拟合后的从0到inf的面积。

那么,完整的PK数据怎么实现的?我们打开个pk中计算曲线下面积的例子,非常简单。

//导入数据

webuse pkdata, clear

//计算药时曲线下面积

by id, sort : pkexamine time concA

//绘制药时曲线

by id, sort : pkexamine time concA, graph

//绘制药时曲线网格

line concA time, by(id)

//同一图中的AB两药曲线的组合绘制

line concA concB time, by(id)

//曲线下面积参数批量转存

pkcollapse time concA concB, id(id) keep(seq) stat(auc)

我们依次来看一下效果:

//导入数据

webuse pkdata, clear

以下打开的是使用2×2交叉设计收集的AB两药的时间浓度数据:

统计机器学习模型拟合效果评价(underCurve,AUC) 曲线 绘制 面积 批量 效果 第4张

//计算药时曲线下面积

by id, sort : pkexamine time concA

软件默认会根据“by id”语句算出所有id下的AUC值:

统计机器学习模型拟合效果评价(underCurve,AUC) 曲线 绘制 面积 批量 效果 第5张

//绘制药时曲线

by id, sort : pkexamine time concA, graph

语句后添加“, graph”之后,会依次对药时曲线制图,下图仅为示例:

统计机器学习模型拟合效果评价(underCurve,AUC) 曲线 绘制 面积 批量 效果 第6张

//绘制药时曲线网格

line concA time, by(id)

统计机器学习模型拟合效果评价(underCurve,AUC) 曲线 绘制 面积 批量 效果 第7张

//同一图中的AB两药曲线的组合绘制

line concA concB time, by(id)

统计机器学习模型拟合效果评价(underCurve,AUC) 曲线 绘制 面积 批量 效果 第8张

//曲线下面积参数批量转存

pkcollapse time concA concB, id(id) keep(seq) stat(auc)

如果你有一批AUC需要单独计算,那使用这个模块就很方便了。最重要要单独加一个参数stat(auc),否则会把一系列pk参数全都报告给你。

以下为20个样本各自的AUC:

统计机器学习模型拟合效果评价(underCurve,AUC) 曲线 绘制 面积 批量 效果 第9张

如果你去掉了参数stat(auc),

//曲线下面积参数批量转存

pkcollapse time concA concB, id(id) keep(seq)

那你会获得如下辣么多,怕不怕:

统计机器学习模型拟合效果评价(underCurve,AUC) 曲线 绘制 面积 批量 效果 第10张

动手试试吧,几行代码,大作用。

标签: 曲线 绘制 面积 批量 效果

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