【R语言】预测模型最合适阈值Cutoff选取及其它指标计算

本文介绍了如何使用pROC包在R中评估模型预测的性能,通过计算AUC并确定最佳阈值,分别针对正负样本进行正向和负向分类。通过两个方法展示了如何找到最大化敏感性和特异性组合的cutoff,并提供了关键指标如AUC、敏感性和特异性的计算和报告。
library(pROC)
# label: 金标准,0 1 变量
# pred: 模型预测值,连续变量

# 方法一
cal_metrics <- function(label, pred){
  roc.p=pROC::roc(label, pred)
  if (roc.p$auc>0.5){
    cutoff=roc.p$thresholds[which.max(roc.p$sensitivities+roc.p$specificities)]
    sensitivity=roc.p$sensitivities[which.max(roc.p$sensitivities+roc.p$specificities)]
    specificity=roc.p$specificities[which.max(roc.p$sensitivities+roc.p$specificities)]
    df=data.frame(type='positive classification',
                  auc=round(roc.p$auc,3),cutoff=cutoff,
                  sensitivity=sensitivity,specificity=specificity)
    return(df)
  }
  else{
    cutoff=roc.p$thresholds[which.min(roc.p$sensitivities+roc.p$specificities)]
    sensitivity=roc.p$sensitivities[which.min(roc.p$sensitivities+roc.p$specificities)]
    specificity=roc.p$specificities[which.min(roc.p$sensitivities+roc.p$specificities)]
    df=data.frame(type='negative classification',
                  auc=1-round(roc.p$auc,3),cu
### 风险预测模型中的风险分层方法 在构建风险预测模型时,风险分层是一种重要的技术手段,其核心目标是对不同个体或事件的风险水平进行量化和分类。以下是几种常见的实现方式及其背后的理论基础: #### 1. 基于统计学的传统方法 传统的统计学方法通常依赖于已知的概率分布假设以及显著性检验来完成风险分层的任务。例如,在线性回归模型中,可以通过计算每个自变量的系数大小及其对应的p值来进行特征重要性排序[^1]。对于更复杂的场景,则可以引入逻辑回归(logistic regression),它不仅可以用来估计概率,还可以通过阈值调整划分不同的风险层次。 具体而言,当应用到实际问题比如医疗领域评估颈动脉斑块形成的可能性时,研究人员会先定义一系列可能影响结果的因素作为输入变量,并建立相应的logistic回归方程[^3]。之后通过对这些因素赋予权重并设定临界点(cut-off points),就可以把人群分为低危、中危和高危三组或者更多细分级别。 #### 2. 利用机器学习算法提升性能 相比起经典的统计建模思路,现代机器学习提供了更加灵活且强大的工具箱去应对复杂模式下的挑战。特别是在面对海量维度的数据集时,某些特定类型的ML算法展现出了卓越的能力。 - **随机森林(Random Forest)** 和其他集成学习方法擅长自动捕捉交互效应而无需显式指定形式化的函数表达式;同时它们也具备内在机制帮助衡量单个属性的重要性得分,这使得从中提取关键驱动因子变得简单直观。 - 另外还有支持向量机(SVM)这样的边界寻找器能够在非线性可分离的情况下找到最佳分割面,进而辅助完成多层次结构的设计工作。 值得注意的是,在运用任何高级AI框架之前都需要经过充分预处理阶段——包括缺失值填补策略的选择、异常检测与清理操作等等,这些都是确保最终输出质量不可或缺的部分[^4]。 #### 3. 结合两者优势的最佳实践案例分析 有时候单独依靠某一方面的知识体系难以满足项目需求,因此混合型解决方案应运而生。例如前面提到过的那篇关于住院死亡率的研究文章就很好地展示了这一点:尽管存在争议之处(即选取了同时间轴上的另一项指标作为了预报依据之一卡住了因果链条),但从纯技术角度来看他们确实巧妙地融合了传统医学专业知识背景加上前沿计算机科学技术成果共同打造了一个相对完善的预测系统[^4]。 综上所述,无论是遵循严格的数理推导路线还是大胆尝试新兴的人工智能探索方向,只要合理规划整个流程环节就能有效地达成既定目的—即准确高效地区分开各类潜在威胁对象以便采取针对性措施加以防范控制。 ```python from sklearn.model_selection import train_test_split from sklearn.linear_model import LogisticRegression from sklearn.metrics import roc_auc_score, classification_report # Sample code demonstrating logistic regression for risk stratification X_train, X_test, y_train, y_test = train_test_split(X, y, test_size=0.3, random_state=42) model = LogisticRegression() model.fit(X_train, y_train) predictions = model.predict_proba(X_test)[:,1] print(f"AUC Score: {roc_auc_score(y_test, predictions)}") print(classification_report(y_test, (predictions >= threshold).astype(int))) ```
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