一、概述

Restricted cubic splines (RCS)是一種基于樣條函數(shù)的非參數(shù)化模型，它可以可靠地擬合非線性關系，可以自適應地調整分割結點。在統(tǒng)計學和機器學習領域，RCS通常用來對連續(xù)型自變量進行建模，并在解釋自變量與響應變量的關系時更加準確和精細。之前有寫一篇RCS的文章，但是還是有一定的難度，經(jīng)過一段時間的研究，發(fā)現(xiàn)rcssci包更為簡便好用。

二、數(shù)據(jù)集

1. 安裝及其使用

在安裝該包的時候需要預先安裝rms4.2.3的版本，我的R是4.2.1的版本，在安裝rms報了如下的錯誤：

Warning: 無法在貯藏處http://www.stats.ox.ac.uk/pub/RWin/bin/windows/contrib/4.2中讀寫索引:
無法打開URL'http://www.stats.ox.ac.uk/pub/RWin/bin/windows/contrib/4.2/PACKAGES'
試開URL’https://mirrors.bfsu.edu.cn/CRAN/bin/windows/contrib/4.2/Matrix_1.5-4.zip' 
Content type 'application/zip' length 4639619 bytes (4.4 MB) downloaded 4.4 MB
程序包‘Matrix’打開成功，MD5和檢查也通過 Warning: 無法將拆除原來安裝的程序包‘Matrix’ Warning: 回復了‘Matrix’ 
下載的二進制程序包在 C:\Users\ASUS\AppData\Local\Temp\RtmpO8P4Xi\downloaded_packages里
Warning message: In file.copy(savedcopy, lib, recursive = TRUE) : 
拷貝D:\Program Files\R\R-4.2.1\library\00LOCK\Matrix\libs\x64\Matrix.dll到D:\Program Files\R\R-4.

這個警告信息表示你在從 CRAN 上下載包時出現(xiàn)了讀寫索引失敗的問題，可能是因為你的網(wǎng)絡連接問題。然后你從北京外國語大學的鏡像中下載并安裝了“Matrix”包的最新版本1.5-4。然后你看到程序包已經(jīng)成功安裝但又收到了無法將拆除原來安裝的程序包‘Matrix’的警告信息。這個警告信息是告訴你在安裝新版本的‘Matrix’包時，R無法自動卸載原來的包。這通常是因為‘Matrix’包正在被占用，無法刪除它。解決方法如下：

remove.packages("Matrix")
install.packages("Matrix", version = "1.5-4")

安裝依賴包

install.packages('rms')
library(rms)
install.packages('rcssci')
library(rcssci)

2. 讀取數(shù)據(jù)

首先，我們需要讀取sbpdata數(shù)據(jù)集，查看數(shù)據(jù)集信息

data(sbpdata)
head(sbpdata,3)

數(shù)據(jù)集展示:

# A tibble: 3 × 5gender status   age   sbp  time<dbl>  <dbl> <dbl> <dbl> <dbl>
1      1      1    77  101.   177
2      2      1    53  113.   164
3      1      0    70  115.   197

三、基礎用法

rcssci包V1.0版核心函數(shù)有3個，rcssci_cox、rcssci_logistic、rcssci_linear，其分別適合于模型為等比例風險cox模型，經(jīng)典二分類logistic和一般線性模型。前2者y軸為效應量HR、OR；后者y軸為原始y。rcssci包V1.0版Y為OR/HR/y效量非線性劑量關系。rcssci包在工作目錄下自動輸出4套RCS雙坐標圖(PDF版，方便大家后續(xù)ppt編輯)，圖例包括:

1. 總P值、非線性趨勢P值，切點包括U型、∩型、及L型等等非線性形態(tài)切點的自動獲取。

2. 4套RCS雙坐標圖分別為：fig.proball.pdf，fig.ushapall.PDF，fig.nshapall.PDF，fig.lshapall.PDF。

   • fig.proball.pdf，ABCD子圖，均為位置參數(shù)refvalue=prob時RCS趨勢圖。

   • fig.ushapall.PDF，ABCD子圖，均為位置參數(shù)refvalue=prob時可能的更具有解釋性的U型(U/J)圖。

   • fig.nshapall.PDF，ABCD子圖，均為位置參數(shù)refvalue=prob時可能的更具有解釋性的倒U(n)型圖。

   • fig.lshapall.PDF，ABCD子圖，均為位置參數(shù)refvalue=prob時可能的更具有解釋性的L(L/平原/log/-log/S)型圖。rcssci_cox、rcssci_logistic可以輸出帶直方圖或密度圖的雙坐標圖，rcssci_linear則不輸出直方圖或密度圖。

1. 實戰(zhàn)cox分析

• 方法參數(shù)解釋

參數(shù)
data      數(shù)據(jù)集
knot      結=3-7 或按 AIC 最小值自動計算
y          結果=0，1
time      審查時間
covs      協(xié)變量，不帶“COVS”命令的單變量分析，使用“COVS”命令的多變量分析
prob      位置參數(shù)，范圍從0-1
x          X 軸
filepath  繪圖輸出的路徑。

• 代碼演示

rcssci_cox(data=sbpdata, y = "status",x = "sbp",covs=c("age","gender"),time = "time", prob=0.1,filepath= 'D:/log/cox')

• 結果展示

  fig.cox_lshapall

fig.cox_nshapall

fig.cox_proball

fig.cox_ushapall

2. 實戰(zhàn)logistic分析

• 方法參數(shù)解釋

參數(shù)
data      數(shù)據(jù)集
knot      結=3-7 或按 AIC 最小值自動計算
y          結果=0，1
time      審查時間
covs      協(xié)變量，不帶“COVS”命令的單變量分析，使用“COVS”命令的多變量分析
prob      位置參數(shù)，范圍從0-1
x          X 軸
filepath  繪圖輸出的路徑。

• 代碼演示

rcssci_logistic(data=sbpdata, y = "status",x = "sbp",
prob=0.1,filepath='D:/log/logic')

• 結果展示

fig.logistic_lshapall

fig.logistic_nshapall

fig.logistic_proball

fig.logistic_ushapall

3. 實戰(zhàn)linear分析

• 方法參數(shù)解釋

參數(shù)
data      數(shù)據(jù)集
knot      結=3-7 或按 AIC 最小值自動計算
y          結果=0，1
time      審查時間
covs      協(xié)變量，不帶“COVS”命令的單變量分析，使用“COVS”命令的多變量分析
prob      位置參數(shù)，范圍從0-1
x          X 軸
filepath  繪圖輸出的路徑。

• 代碼演示

rcssci_linear(data=sbpdata, y = "status",x = "sbp",
prob=0.1,filepath='D:/log/liner')

• 結果展示 這里也有四組，差不太多，就不再展示。

四、圖形講解

結果解析：本例研究結果為：P-overall<0.001，P non-linear <0.001，表明總的檢驗有意義，非線性關聯(lián)檢驗也有意義，呈現(xiàn)出平原閾值關聯(lián)。大致在60歲-80歲，為平原閾值。y為連續(xù)型，往往更偏重描述曲線遞增或遞減趨勢。本例從L型斷點發(fā)現(xiàn)80歲是個斷點。 ?