
一般在建立好Cox模型之后,需要对模型进行诊断。诊断内容包括模型的前提条件,诸如Cox模型的PH假定(比例风险假定),共线性假定等。本篇我们通过合实际例子讲解Cox模型诊断过程,实现软件R语言。
1.1 COX模型的诊断内容
Cox模型的诊断一般包括三方面的内容:
比例风险假定;
模型影响点(异常值)识别;
比例风险的对数值与协变量之间的非线性关系识别;
对上述三方面的诊断,常见的方法为残差法。
Schoenfeld残差用于检验比例风险假定;
Deviance残差用于影响点(异常值)识别;
Martingale残差用于非线性检验;
1.2 R中用于评估Cox模型的包
我们将会用到以下两个包:
survival #用于cox模型建立
survminer #用于cox模型诊断结果的可视化
安装包
install.packages(c("survival","survminer"))
加载包
library("survival")
library("survminer")
1.3 建立Cox模型
我们利用survial包中自带的肺癌数据“data(lung)”建立cox模型。
library("survival")
res.cox <- coxph(Surv(time, status) ~ age + sex +wt.loss, data =lung)#模型中有三个变量;
res.cox#显示模型结果
Call:
coxph(formula = Surv(time, status) ~ age + sex + wt.loss,data = lung)
coefexp(coef) se(coef) z p
age 0.02009 1.02029 0.00966 2.08 0.0377
sex -0.52103 0.59391 0.17435 -2.99 0.0028
wt.loss 0.00076 1.00076 0.00619 0.12 0.9024
Likelihood ratio test=14.7 on 3 df, p=0.00212
n= 214, number of events= 152
(14 observationsdeleted due to missingness)
1.4 模型诊断——PH假定
PH假定可通过假设检验和残差图检验。正常情况下,Schoenfeld残差应该与时间无关,如果残差与时间有相关趋势,则违反PH假设的证据。残差图上,横轴代表时间,如果残差均匀的分布则,表示残差与时间相互独立。
R语言survival包中的函数cox.zph()可以实现这一个检验过程。
test.ph <- cox.zph(res.cox)
test.ph
rhochisq p
age -0.0483 0.3780.538
sex 0.1265 2.3490.125
wt.loss 0.0126 0.0240.877
GLOBAL NA 2.8460.416
从上面的结果可以看出,三个变量的P值都大于0.05,说明每个变量均满足PH检验,而模型的整体检验P值0.416,模型整体满足PH检验。
在R语言 survminer中ggcoxzph( )函数可以画出Schoenfeld残差图。
ggcoxzph(test.ph)
上图中实线是拟合的样条平滑曲线,虚线表示拟合曲线上下2个单位的标准差。如果曲线偏离2个单位的标准差则表示不满足比例风险假定。从上图中可见,各协变量满足PH风险假设。
另一种检查比例风险假定的图形方法是绘制log(-log(S(t)))与t或log(t)是非平行,这个方法只能用于协变量是分类变量的情形。
如果违反比例风险假设可以通过以下方式解决:
模型中添加协变量与时间的交互相应;
分层分析;
至于如何实现,我们后期再做介绍。
我们可以通过绘制Deviance残差图或者dfbeta值实现上述诊断。在R语言survminer中ggcoxdiagnostics()函数可以画出Deviance残差图。
ggcoxdiagnostics(res.cox,type = "deviance",
linear.predictions = FALSE,ggtheme = theme_bw())
![]()
残差值均匀的分布在0上下,表明满足上述假定。
ggcoxdiagnostics(res.cox,type = "dfbeta",
linear.predictions = FALSE,ggtheme = theme_bw())
![]()
影响点的可能来源于数据录入错误,样本中的极值点、协变量不均衡,数据不足等。对本例,上图显示,将dfbeta值大小与回归系数比较表明,即使某些dfbeta值非常大,但它们不足以对模型系数的估计值产生影响。
1.6 模型诊断——非线性诊断
一般情况下,我们假设协变量与-log(s(t))之间是线性关系。通过绘制Martingale残差图可以实现模型协变量的非线性诊断。非线性诊断一般是针对模型中的连续型变量。
在R语言survminer中ggcoxfunctional()函数可以画出Martingale残差图。
ggcoxfunctional(Surv(time, status) ~ age + log(age) + sqrt(age),data = lung)
![]()
图中显示年龄局部有非线性趋势,但整体表现出线性趋势。
推荐学习书籍
《CDA一级教材》适合CDA一级考生备考,也适合业务及数据分析岗位的从业者提升自我。完整电子版已上线CDA网校,累计已有10万+在读~
免费加入阅读:https://edu.cda.cn/goods/show/3151?targetId=5147&preview=0
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
2025 年,数据如同数字时代的 DNA,编码着人类社会的未来图景,驱动着商业时代的运转。从全球互联网用户每天产生的2.5亿TB数据, ...
2025-06-052025 年,数据如同数字时代的 DNA,编码着人类社会的未来图景,驱动着商业时代的运转。从全球互联网用户每天产生的2.5亿TB数据, ...
2025-05-27CDA数据分析师证书考试体系(更新于2025年05月22日)
2025-05-26解码数据基因:从数字敏感度到逻辑思维 每当看到超市货架上商品的排列变化,你是否会联想到背后的销售数据波动?三年前在零售行 ...
2025-05-23在本文中,我们将探讨 AI 为何能够加速数据分析、如何在每个步骤中实现数据分析自动化以及使用哪些工具。 数据分析中的AI是什么 ...
2025-05-20当数据遇见人生:我的第一个分析项目 记得三年前接手第一个数据分析项目时,我面对Excel里密密麻麻的销售数据手足无措。那些跳动 ...
2025-05-20在数字化运营的时代,企业每天都在产生海量数据:用户点击行为、商品销售记录、广告投放反馈…… 这些数据就像散落的拼图,而相 ...
2025-05-19在当今数字化营销时代,小红书作为国内领先的社交电商平台,其销售数据蕴含着巨大的商业价值。通过对小红书销售数据的深入分析, ...
2025-05-16Excel作为最常用的数据分析工具,有没有什么工具可以帮助我们快速地使用excel表格,只要轻松几步甚至输入几项指令就能搞定呢? ...
2025-05-15数据,如同无形的燃料,驱动着现代社会的运转。从全球互联网用户每天产生的2.5亿TB数据,到制造业的传感器、金融交易 ...
2025-05-15大数据是什么_数据分析师培训 其实,现在的大数据指的并不仅仅是海量数据,更准确而言是对大数据分析的方法。传统的数 ...
2025-05-14CDA持证人简介: 万木,CDA L1持证人,某电商中厂BI工程师 ,5年数据经验1年BI内训师,高级数据分析师,拥有丰富的行业经验。 ...
2025-05-13CDA持证人简介: 王明月 ,CDA 数据分析师二级持证人,2年数据产品工作经验,管理学博士在读。 学习入口:https://edu.cda.cn/g ...
2025-05-12CDA持证人简介: 杨贞玺 ,CDA一级持证人,郑州大学情报学硕士研究生,某上市公司数据分析师。 学习入口:https://edu.cda.cn/g ...
2025-05-09CDA持证人简介 程靖 CDA会员大咖,畅销书《小白学产品》作者,13年顶级互联网公司产品经理相关经验,曾在百度、美团、阿里等 ...
2025-05-07相信很多做数据分析的小伙伴,都接到过一些高阶的数据分析需求,实现的过程需要用到一些数据获取,数据清洗转换,建模方法等,这 ...
2025-05-06以下的文章内容来源于刘静老师的专栏,如果您想阅读专栏《10大业务分析模型突破业务瓶颈》,点击下方链接 https://edu.cda.cn/g ...
2025-04-30CDA持证人简介: 邱立峰 CDA 数据分析师二级持证人,数字化转型专家,数据治理专家,高级数据分析师,拥有丰富的行业经验。 ...
2025-04-29CDA持证人简介: 程靖 CDA会员大咖,畅销书《小白学产品》作者,13年顶级互联网公司产品经理相关经验,曾在百度,美团,阿里等 ...
2025-04-28CDA持证人简介: 居瑜 ,CDA一级持证人国企财务经理,13年财务管理运营经验,在数据分析就业和实践经验方面有着丰富的积累和经 ...
2025-04-27