R语言完美实现PSM算法,完成医学倾向性匹配需求,附完整代码

本文利用R语言的MatchIt库进行倾向性评分匹配(PSM),以解决医学研究中的混杂因素问题。通过分析不同药品使用(国产与进口)对患者出院方式的影响,展示从数据预处理、PS估计、匹配算法执行到治疗效果评估的完整流程,揭示匹配后的样本平衡性和疗效差异。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

#PSM new
library(MatchIt)
setwd("C:/Users/jack/Desktop/mission/psm/1")
library(readxl)
plan1 <- as.data.frame(read_excel("plan1.xlsx",col_types = c("text","text","text","numeric","numeric","numeric","numeric","numeric","numeric",'text')))
plan1$ITEM_NAME[plan1$ITEM_NAME=='国产']<-1#国产是1,进口是0
plan1$ITEM_NAME[plan1$ITEM_NAME=='进口']<-0#国产是1,进口是0

#去重到人次
plan1<-plan1[!duplicated(plan1),]
library(MatchIt)
library(dplyr)
library(ggplot2)

#1 Pre-analysis using non-matched data
#1.1 Difference-in-means: outcome variable:出院方式
chisq.test(rbind(table(plan1$出院方式[plan1$ITEM_NAME==1]),table(plan1$出院方式[plan1$ITEM_NAME==0])))#p-value = 0.03613

#1.2 Difference-in-means: pre-treatment covariates
ecls_cov <- c('AGE', '生化-肾功能里的肌酐(用药前)', '生化-肝功能里的谷丙转氨酶(用药前)', '生化-肝功能里的谷草转氨酶(用药前)', '生化-肝功能里的总胆红素(用药前)' , '生化-肝功能里的直接胆红素(用药前)')
result0<-as.data.frame(
plan1 %>%
  group_by(ITEM_NAME) %>%
  select(one_of(ecls_cov)) %>%
  summarise_all(funs(mean(., na.rm = T)))
)#连续变量的均值比较

tableGrob(result0)

chisq.test(rbind(table(plan1$SEX[plan1$ITEM_NAME==1]),table(plan1$SEX[plan1$ITEM_NAME==0])))
#组间男女比例差异:p-value = 0.1731

lapply(ecls_cov, function(v) {
  t.test(plan1[, v] ~ plan1[, 'ITEM_NAME'])
})#连续变量的组间t检验,只有age显著差异

#before matching
library(pacman)
plan1$ITEM_NAME
pacman::p_load(tableone) 
table1 <- CreateTableOne(vars = ecls_cov, data = plan1, strata = 'ITEM_NAME') 
table1 <- print(table1, printToggle = FALSE, noSpaces = TRUE) 
knitr::kable(table1[,1:3], align = 'c', caption = 'Comparison of unmatched samples') 

#after matching
library(pacman)
plan1$ITEM_NAME
pacman::p_load(tableone) 
table1 &

### R语言中的倾向性匹配得分(PSM实现方法 在R语言中,可以通过`matchit`包或其他相关工具来实现倾向性匹配得分(Propensity Score Matching, PSM)。以下是详细的说明和示例代码。 #### 安装必要的包 为了使用PSM功能,需安装并加载`MatchIt`包以及其他辅助包: ```r install.packages("MatchIt") install.packages("ggplot2") library(MatchIt) library(ggplot2) ``` #### 数据准备 假设有一个数据集`data`,其中`treatment`表示处理变量(0为对照组,1为处理组),`covariate1`, `covariate2`等为协变量。如果数据未提供,则可以从CSV文件读取: ```r data <- read.csv("your_data_file.csv") head(data) ``` #### 构建倾向性得分模型 利用逻辑回归计算倾向性得分,公式形式如下所示[^2]: ```r m.out <- matchit(treatment ~ covariate1 + covariate2, data = data, method = "nearest", distance = "logit") summary(m.out) ``` 此处: - `treatment` 是目标变量。 - `covariate1`, `covariate2` 等是可能影响处理分配的协变量。 - 方法参数`method = "nearest"`指定最近邻匹配算法。 - 距离度量`distance = "logit"`指明采用Logistic回归估计倾向性得分。 #### 验证匹配质量 完成初步匹配后,应评估其效果以确认两组间的平衡性是否改善。这可通过绘制直方图或QQ图展示各协变量分布差异来进行验证[^4]: ```r # 绘制倾向评分分布对比图 plot(m.out, type = "jitter") # QQ 图比较特定协变量前后的分布一致性 plot(m.out, type = "qq", interactive = FALSE, which.xs = c("covariate1", "covariate2")) # 历史密度图查看整体变化趋势 plot(summary(m.out)) ``` #### 输出最终匹配的数据框 经过以上步骤调整完毕之后,提取已匹配样本作为后续分析的基础输入源码如下: ```r matched.data <- match.data(m.out) head(matched.data) # 对新生成子集中执行因果效应估算操作... ``` 此部分展示了完整的流程框架,具体细节还需根据实际应用场景灵活调整优化策略[^3]。 ### 注意事项 当运用PSM技术解决现实世界问题时,请务必关注以下几个方面要点: - **模型规格化**: 明确哪些变量应当纳入到预测方程之中至关重要; - **共同支持区域检验**: 确认所有单位都位于重叠区域内再继续下一步骤; - **敏感度测试**: 探讨隐藏偏差对于结论稳健程度的影响.
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