想获取R语言相关系数meta分析的程序模板的同学请在公众号(全哥的学习生涯)内回复“相关系数”即可。
meta数据包提供实现相关系数的Meta分析命令是:metacor(),这个命令通过加权的倒方差法运用相关系数和纳入的样本数来实现相关系数的随机效用模型和固定效用模型的合并,得到合并的相关系数及95%可信区间。具体的命令如下:
metacor(cor, n,studlab, data= NULL, subset=NULL, sm=.settings$smcor)
cor为每一个纳入研究的相关系数, n为样本量, studlab纳入研究的标签向量, data为相应的的数据集,sm选项为合并的方法,包括ZCOR和COR,其中ZCOR是合并之前先做Fisher Z变换,COR是直接合并。具体的步骤如下:
library(meta)
data<-read.csv(“C:/Users/86187/Desktop/data.csv”)
录入的数据见图1。
data<-metacor(r,n,data=m1,sm="ZCOR")
在这里合并的方法用的是Fisher Z变换。对样本的相关系数做Fisher Z变换是因为Fisher Z变换可以使样本的相关系数的分布正态分布,尤其是在样本量较小的时候,这样便于进一步估计。一般来说,不管是随机还是固定效应都会先对相关系数做Fisher Z变换。只有很少的情况下才直接用相关系数直接来做分析,比如样本量很大的时候,如果直接合并相关系数,当相关系数值接近1的时候,小样本量研究得到的权重会非常大。因此在这里推荐合并的方法都用(ZCOR)Fisher Z变换。Meta分析的结果见图2。
结果显示,异质性检验Q=6.16, P=0.0461, I2=67.5,可以认为有统计学意义上的异质性。选用随机效用模型,COR=0.8427, 95%CI: 0.6264-0.9385, z=4.8724, P<0.0001, 有统计学差异。
具体的命令如下:
forest(a)
从森林图中,非常简单和直观地看到Meta分析的统计结果,见图3
关于这两个方法的介绍请看我之前公众号(全哥的学习生涯)的推送文章(如何用R语言进行meta分析,详细教程一)的内容。敏感性分析和剪补法的结果图分别见图4和图5。
通常Meta分析假定效应量来自于独立的研究,因此统计结果也是独立的。然而,许多研究不能满足独立性的假设,比如多个治疗组与一个共同的对照组比较的研究和多个结局变量的研究就可能产生效应量之间的相关。多变量meta 分析(multivariate meta⁃analysis)作为单变量meta分析的一个拓展,可合并估计多个研究的多个相关参数,这些参数可以是多个结局或多组间的比较。当同一总体中的测量结局相关时,分别对每个结局进行Meta 分析,测量结局之间的相关结构就可能被忽略。多变量Meta分析在随机对照研究中有多种应用,最简单的是在临床试验中把每个组的结局分别处理,其他的应用还有同时探索两个临床结局的治疗效应,或同时探索成本效益的治疗效应,比较多个治疗的联合试验,以及在观察性研究中评估暴露量与疾病之间的相关性,还有在诊断试验和网络干预中的应用。
本次数据来源请见文末的参考文献,主要研究肝硬化的非手术治疗方式预防其出血的危险性,以初次出血的例数为指标,其中三个组分别是:β⁃受体阻滞剂(A),硬化疗法(B),对照组(C),目的是评价这三种非手术治疗方式预防肝硬化出血的效果。,Bled表示初次出血的例数,Total表示干预组的总例数。YAC和YBC分别表示A、B两组相对于C组估计的ln(OR),即干预组的肝硬化初次出血的危险性是对照组的倍数的自然对数;SAA、SBB和SAB则表示其对应方差及两者之间的协方差。对于包含0的研究(研究10和研究20),在每个组增加0.5个初次出血的例数。整理后见表1。
随后安装调用程序包,并进行加载:
install.packages(‘mvmeta’)
library(mvmeta)。
随后将肝硬化初次出血整理后的数据集data(至少包含YAC、YBC、SAA、SAB、SBB变量)保存为csv格式,然后利用下面命令将其导入R语言。
mvmeta 的语句:mvmeta(formula,S,data,subset,method=“reml”,bscov=“unstr”,model=TRUE,contrasts=NULL,offset,na.action,control=list())
其中formula 表示结局变量名称(即YAC、YBC);S 表示研究内(协)方差(即SAA、SAB、SBB);data 表示数据集名称;method 表示所用的估计方法:固定效应模型时选择FIXED;随机效应模型时则选择
限制性最大似然估计(REML)、最大似然估计(ML)、矩估计(MM)、方差成分法(VC)的其中之一,默认为REML。由输出结果中Q 检验的P 值和I2 统计量来判断异质性以及选择何种效应模型。
mvmeta包中主要提供了多变量Meta分析与多变量的Meta 回归,另外也提供了单变量的Meta 分析和Meta 回归。但对于后两者,在R 语言中的metafor、meta、rmeta 及metalik 等包提供了更多、更详尽和有效的功能。多变量Meta 程序为library(mvmeta),调用mvmeta软件包。
model<-mvmeta(cbind(Ya,Yb),S=S,data=cirrhosis)
model <- mvmeta(cbind(Ya,Yb)~X,S=S,data=cirrhosis),此处X代表协变量。
model<-mvmeta(Y,S=S,data=cirrhosis),此处Y为单变量的效应量,S为效应量方差。
model<-mvmeta(Y~X,S=S,data=cirrhosis),此处X代表协变量。
运行以上程序后,最后将结果输出。
单变量和多变量Meta分析都是采用ln(OR)值做分析。单变量Meta分析时YAC和YBC的Q检验P 值均小于0.05,I2统计量分别为57.7%和77.8%。多变量Meta分析Q检验P<0.05,I2统计量为73.9%。可知两种Meta 分析均存在异质性,都用随机效应模型。估计方法选择默认的REML法。
表2 是单变量Meta 分析结果,可得:AC 与BC的OR 值及95%可信区间分别为0.5281(0.2802,0.9955)、0.5406(0.3095,0.9443),表明初次出血的危险性由于干预而降低,即β⁃受体阻滞剂、硬化疗法可以预防肝硬化出血,两者为保护因素。
多变量Meta 分析的结果:YAC 为-0.6755(-1.3073,-0.0438),YBC 为-0.5938(-1.1444,-0.043 2),研究间相关系数为0.436 5(见表3),A组与B组的治疗效果呈正相关。OR 值及95%可信区间分别为0.508 9(0.2705,0.9571)、0.5522(0.318 4,0.957 7),多变量Meta 分析的结果说明β⁃受体阻滞剂预防肝硬化出血的效果是最好,其次是硬化疗法。OR 值的95%可信区间不包含1,上下限均小于1,说明两种疗法与对照组比较的初次出血危险性均小于1,差异有统计学意义。
最后,如果屏幕前的你对R语言学习还有什么问题或者看法,可以在我的公众号(全哥的学习生涯)给我留言,公众号里也有我的个人联系方式,我也希望可以结合更多志同道合的伙伴。
感谢你的阅读。
k <- list()
for(i in 1:1000)
{
k[[i]] <- nn2()
}
newdata=c() #1
for(i in 1:1000)
{
#方法一:三次样条法
library(splines)
m1 <- lm(h~bs(a,df=3),data=k[[i]])
#预测百分位数值
new <- data.frame(a=7:20)
cs.p <- predict(m1, new)
#均方差
mse.cs <- sum( (st$p50-cs.p)^2 )/14
#最大范数误差
mne.cs <- max(abs(st$p50-cs.p))
newdata<-rbind(newdata,mse.cs) #2
print(newdata) #3
}
aa<-mean(newdata) #4
新建newdata来保存循环的结果,以便对循环的结果进行后续操作比如求均值并保存在aa中
第一步:获取要绘图的整洁数据(涉及到数据整洁和操作的知识)第二步:整洁数据做映射操作,确定x,y,color,size,shape,alpha等
第三步:选择合适的几何对象(根据画图的目的、变量的类型和个数)
第四步:坐标系和刻度配置
第五步:标签信息和图例信息
第六步:选择合适的主题
ggplot2的语法包括10个部件。
数据(data)
映射(mapping)
几何对象(geom)
标度(scale)
统计变换(stats)
坐标系(coord)
位置调整(Position adjustments)
分面(facet)
主题(theme)
输出(output)
前3个是必须的,其它部件ggplot2会自动配置,也可以手动配置
ggplot2基本绘图模板:
注意:
1)添加图层的加号(+)只能放在行末尾
2)红色方框里面mapping是全局域,绿色方框里面mapping是局部域,执行先后顺序,先局部域,后全局域
ggplot2画图必要部件-数据,映射和几何对象
2.1 数据
数据(Data)用于画图的整洁数据
library(tidyverse
ggplot()先只提供数据,创建一个空图形。
# ggplot()先提供整洁数据,生成一个空图形
2映射
映射,把数据变量集与图形属性库建立关联。
最常用的映射有:
x:x轴
y:y轴
color:颜色
size:大小
shape:形状
fill:填充
alpha:透明度
以mpg数据集为例,把变量displ和hwy分别映射到x和y,变量drv映射到color,此时图形就有了坐标轴和网格线,color需要在有了几何对象后才能体现出来。
# 映射操作
ggplot(data = mpg, mapping = aes(x = displ,
y = hwy, color = drv))
2.3 几何对象
几何对象是表达数据的视觉对象
不同类型的几何对象是从不同的角度表达数据。
pgglot2提供了50多种“几何对象”,均以geom_xxxx()的方式命名,常用的有:
几何对象很简单,只需要添加图层即可。
例如,以mpg数据集为例,画散点图。
ggplot(data = mpg, mapping = aes(x = displ,
y = hwy,
color = drv)) +
geom_point()层依次叠加,在上图的基础上,再添加一个几何对象:光滑曲线。
#继续增加一个几何对象:光滑曲线
# 写法1
ggplot(data = mpg, mapping = aes(x = displ,
y = hwy,
color = drv)) +
geom_point() +
geom_smooth(se=FALSE)
# 写法2
ggplot(data = mpg, mapping = aes(x = displ, y = hwy)) +
geom_point(aes(color = drv)) +
geom_smooth(se=FALSE)
思考题:
1)写法1和写法2的差异?(全局域和局部域的使用差异)
2)写法2若是要实现写法1的功能,怎么编写代码?
03
标度
ggplot2会自动根据输入变量选择最优的坐标刻度方法,若要手动设置或调整,就需要使用标度函数。
标度函数用来控制几何对象中的标度映射(x轴,y轴或者由color,fill,shape,size产生的图例)。
ggplot2提供丰富的标度函数,常用的有:
拓展功能:scales包提供很多设置刻度标签风格的函数,比如百分数、科学计数法法、美元格式等。
3.1 修改坐标轴刻度及标签
连续变量使用scale_*_continuous()函数,参数breaks设置各个刻度的位置,参数labels设置各个刻度对应的标签。
离散变量使用scale_*_discrete()函数,修改离散变量坐标轴的标签。
时间变量使用scale_x_date()函数设置日期刻度,参数date_breaks设置刻度间隔,date_labels设置标签的日期格式
以mpg数据集为例,修改连续变量坐标轴刻度及标签。
# scale_y_continuous函数
# 对比分析和观察
# 图1
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point()
# 图2
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point() +
scale_y_continuous(breaks = seq(15, 40, by = 10))
# 图3
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point() +
scale_y_continuous(breaks = seq(15, 40, by = 10),
labels = c(" 一五 "," 二五 "," 三五 "))
以mpg数据集为例,修改离散变量的标签
# scale_x_discrete函数
# 对比分析和观察
# 图1
ggplot(mpg, aes(x = drv)) +
geom_bar()
# 图2
ggplot(mpg, aes(x = drv)) +
geom_bar() +
scale_x_discrete(labels = c("4" = " 四驱 ", "f" = " 前驱 ",
"r" = " 后驱 "))
以ggplot2自带的economics数据集为例,修改日期变量。
# scale_x_date函数
# 以ggplot2自带的economics为例
economics %>% glimpse()
# 图1
ggplot(tail(economics, 45), aes(date, uempmed / 100)) +
geom_line()
# 图2
ggplot(tail(economics, 45), aes(date, uempmed / 100)) +
geom_line() +
scale_x_date(date_breaks = "6 months", date_labels = "%Y-%b") +
scale_y_continuous(labels = scales::percent)
3.2 修改坐标轴标签、图例名及图例位置
用labs()函数参数x,y或者xlab(),ylab(),设置x轴,y轴标签。
若用参数color生成了图例,可以在labs()函数用参数color修改图例名。
用theme图层的参数legend.position设置图例的位置。
以mpg数据为例。
# 修改坐标轴标签,图例名和图例位置
mpg
# 图1
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point(aes(color = drv)) +
labs(x = " 引擎大小 (L)", y = " 高速燃油率 (mpg)",
color = " 驱动类型 ") +
theme(legend.position = "top")
# 图2
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point(aes(color = drv)) +
xlab(" 引擎大小 (L)") +
ylab(" 高速燃油率 (mpg)") +
labs(color = " 驱动类型 ") +
theme(legend.position = "top")
# 图3 不需要图例
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point(aes(color = drv)) +
xlab(" 引擎大小 (L)") +
ylab(" 高速燃油率 (mpg)") +
theme(legend.position = "none")
3.3 设置坐标轴的范围
用coord_cartesian()函数参数xlim和ylim,或者用xlim(),ylim()设置x轴和y轴的范围。
以mpg数据集为例。
# 修改坐标轴的范围
# 图1 coord_cartesian()的参数xlim和ylim
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point(aes(color = drv)) +
coord_cartesian(xlim = c(5, 7), ylim = c(10, 30))
# 图2 xlim()和ylim()函数
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point(aes(color = drv)) +
xlim(5, 7) +
ylim(10, 30)
3.4 变换坐标轴
用scale_x_log10()函数变换坐标系,可以保持原始数据的坐标刻度。
# 修改坐标轴的范围
# 图1 coord_cartesian()的参数xlim和ylim
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point(aes(color = drv)) +
coord_cartesian(xlim = c(5, 7), ylim = c(10, 30))
# 图2 xlim()和ylim()函数
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point(aes(color = drv)) +
xlim(5, 7) +
ylim(10, 30)
3.5 设置图形标题
用labs()函数设置图形标题。
参数title 设置正标题
参数subtitle 设置副标题
参数caption 设置脚注标题(默认右下角)
# 设置标题
# mpg数据集为例
p <- ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point(aes(color = drv)) +
geom_smooth(se = FALSE) +
labs(title = " 燃油效率与引擎大小的关系图 ",
subtitle = " 两座车 ( 跑车 ) 因重量小而符合预期 ",
caption = " 数据来自 fueleconomy.gov")
p
标题若要居中,采用theme图层设置。
p + theme(plot.title = element_text(hjust = 0.5),
plot.subtitle = element_text(hjust = 0.5))
3.6 设置color、fill颜色
数据的某个维度信息可以通过颜色来表示。
可以直接使用颜色值,建议使用RColorBrewer(调色板)或者colorspace包。
1)连续变量
- 用scale_color_gradient()设置二色渐变色。
# 连续变量
# 图1 scale_color_gradient()函数
ggplot(mpg, aes(displ, hwy, color = hwy)) +
geom_point() +
scale_color_gradient(low = "green", high = "red")
- 用scale_color_distiller()设置调色板中的颜色
# 图2 scale_color_distiller()函数
ggplot(mpg, aes(displ, hwy, color = hwy)) +
geom_point() +
scale_color_distiller(palette = "Set1")
2)离散变量
- 用scale_color_manual()手动设置颜色,还可以修改图例及其标签信息
# 离散变量
# 图1 scale_color_manual()函数
ggplot(mpg, aes(displ, hwy, color = drv)) +
geom_point() +
scale_color_manual(" 驱动方式 ",
values = c("red", "blue", "green"),
breaks = c("4", "f", "r"))
ggplot(mpg, aes(displ, hwy, color = drv)) +
geom_point() +
scale_color_manual(" 驱动方式 ",
values = c("red", "blue", "green"),
labels = c(" 四驱 ", " 前驱 ", " 后驱 "))
-用scale_fill_brewer()调用调色板中的颜色
# 图2 scale_fill_brewer()函数
ggplot(mpg, aes(x = class, fill = class)) +
geom_bar() +
scale_fill_brewer(palette = "Dark2")
.7 添加文字标注
ggrepel包提供了geom_label_repel()函数或者geom_text_repel()函数,为图形添加文字标注。
操作步骤:
第一步:先准备好标记点的数据
第二步:增加文字标注图层,包括标记点的数据和标注的文字给label参数
# 设置文字标注信息
library(ggrepel)
# 选取每种车型 hwy 值最大的样本
best_in_class <- mpg %>%
group_by(class) %>%
slice_max(hwy, n = 1)
best_in_class %>% select(class, model, hwy)
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point(aes(color = class)) +
geom_label_repel(data = best_in_class,
aes(label = model))
04
计变换、坐标系和位置调整
.1 统计变换
统计变换是构建新的统计量而画图。
例如,条形图或直方图,是对数据分组的频数做画图;平滑曲线是对数据拟合模型的预测值画图。
gplot2可以把统计变换直接融入画图中,不必先在对数据做统计变换后再画图。
gplot2提供30多种统计,均以stats_xxx()的方式命名。
1)可在几何对象中直接使用的统计变换,直接使用几何对象就可以了。
能在几何对象创建的,而需要单独使用。
mpg数据集为例。
stat_summary()做统计绘图并汇总。
# 图1 stat_summary()做统计绘图并汇总
p <- ggplot(mpg, aes(x = class, y = hwy)) +
geom_violin(trim = FALSE, alpha = 0.5, color = "green")
p
p + stat_summary(fun = mean,
fun.min = function (x) {mean(x) - sd(x)},
fun.max = function (x) {mean(x) + sd(x)},
geom = "pointrange",
color = "red")
tat_smooth()添加光滑曲线,与geom_smooth()相同。
参数method设置平滑曲线的拟合方法,如lm线性回归、glm广义线性回归、loess多项式回归、gam广义加法模型(mgcv包)、rlm稳健回归(MASS包)等。
参数formula指定平滑曲线方程,如y ~ x, y ~ poly(x, 2), y ~ log(x)等。
参数se设置是否绘制置信区间。
# 图2 stat_smooth()添加平滑曲线
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point() +
stat_smooth(method = "lm",
formula = y ~ splines::bs(x, 3),
se = FALSE)
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point() +
geom_smooth(method = "lm",
formula = y ~ splines::bs(x, 3),
se = FALSE)
4.2 坐标系
ggplot2默认是直角坐标系。
- coord_cartesian()
常用的其它坐标系:
以mpg数据集为例,坐标轴翻转。
# 图1 坐标轴翻转coord_flip()
p <- ggplot(mpg, aes(class, hwy)) +
geom_boxplot()
p
p + coord_flip()
直角坐标下条形图转换为极坐标下玫瑰图。
# 图2 直角坐标条形图-->极坐标玫瑰图
p <- ggplot(mpg, aes(class, fill = drv)) +
geom_bar()
p
p + coord_polar()
4.3 位置调整
条形图的位置调整
# 图1:条形图条形位置调整
ggplot(mpg, aes(class, fill = drv)) +
geom_bar()
ggplot(mpg, aes(class, fill = drv)) +
geom_bar(position = "dodge")
ggplot(mpg, aes(class, fill = drv)) +
geom_bar(position = position_dodge(preserve = "single"))
散点图的散点位置调整
# 图1:散点图的散点位置调整
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point()
ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point(position = "jitter")
用patchwork包排布多个图形
library(patchwork)
p1 <- ggplot(mpg, aes(displ, hwy)) +
geom_point()
p2 <- ggplot(mpg, aes(drv, displ)) +
geom_boxplot()
p3 <- ggplot(mpg, aes(drv)) +
geom_bar()
p1 | (p2 / p3)
p1 | p2 | p3
p1 / p2 / p3
p1 / (p2 | p3)
05
分面
利用分类变量把图形分成若干“子图”(面),实际上就是对数据分组后再画图,属于数据分析里面细分和下钻的思想。
5.1 用facet_wrap()函数
封装分面,先生成一维的面板系列,再封装到二维中。
语法形式:~ 分类变量 或者 ~ 分类变量1 + 分类变量2
参数scales设置是否共用坐标刻度,fixed 默认 共用, free 不共用,还可以额通过free_x,free_y单独设置。