优秀临研人必备统计知识——logistic回归分析

有临
2023.03.02
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在统计分析中我们常接触到线性回归模型和广义线性回归模型,但它们都要求因变量是连续的正态分布变量,自变量和因变量有线性关系。若因变量为分类型变量,而自变量与因变量却没有线性关系时,线性回归模型的假设条件不再适用。此时,Logistic回归模型是最好的选择,它对因变量的分布没有要求,从数学角度看,Logistic回归模型非常巧妙地避开了分类型变量的分布问题,补充完善了线性回归模型和广义线性回归模型的缺陷。从医学研究角度看,Logistic回归模型解决了一大批实际应用问题,对医学的发展起着举足轻重的作用。



Logistic回归模型


医学中常研究二分类变量(如阴性和阳性、缓解和未缓解)或多分类变量(如治愈、显效、好转、无效)Y与一组自变量(X1,X2,…,Xp)的关系,logistic回归(logistic regression)分析是处理此类情况的有效方法。不直接分析Y与X的关系,而是分析Y取某个值的概率P与X的关系。


Logistic回归模型的参数估计采用极大似然法。


Logistic回归方程:


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回归系数的流行病学意义是:在其他自变量都不变的条件下,当因素X变化一个测量单位时所引起的OR值自然对数的改变量。


自变量Xj增加一个单位后与增加前优势比(OR)等于eβj


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其中βj表示自变量Xj的系数。


二分类变量,一般用0和1赋值,如暴露:1,非暴露:0等,赋值较小的水平常被作为参照水平,关于这类变量的优势比就是水平1和水平0优势之比。有序多分类变量,可以按等级的秩次赋值,这样关于这类变量的优势比就是秩次k+1和秩次k的优势之比。


Logistic回归模型的参数β与流行病学研究中常用指标优势比OR有如下关系:在控制其他因素后,某一自变量X_j的二水平C1与C2(C2> C1)的优势比为OR=eβj (C2-C1)。当自变量Y=1表示患病、死亡等“坏事”发生时,若自变量Xj的回归系数βj>0,则ORj>1,则该自变量为危险因素;若βj<0,则ORj<1,该自变量为保护因素;若βj=0,则ORj=1,则该自变量对结果不起作用。


流行病学意义指的是,试验组出现结局事件的危险性是安慰剂组危险性的OR倍。由于logistic回归系数良好的可解释性,使得logistic回归在医学中特别是流行病学研究中备受欢迎。



模型应用时的注意事项


Logistic回归分析前,若样本量不多但变量多,建议先进行单变量分析(如t检验、卡方检验)考察所有自变量与因变量之间的关系,筛掉一些可能无意义的变量,再进行多因素分析,这样使得结果更为可靠。即使样本量足够大,也要弄清楚各个自变量之间的相互关系,这样才能有效的进行分析。


对临床试验数据进行Logistic回归分析时,可以借助SAS、SPSS、R软件得到专业性的结果。下面给出SAS中logistic回归分析的程序:  


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其中,dataset表示要分析集的SAS数据集;a1表示对应的分类变量;Y表示因变量;a1 b1表示分析中要用的自变量。


想了解更多logistic回归分析可以查看SAS软件中的“帮助”功能。