京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
SPSS操作:轻松实现1:1倾向性评分匹配(PSM)
谈起临床研究,如何设立一个靠谱的对照,有时候成为整个研究成败的关键。对照设立的一个非常重要的原则就是可比性,简单说就是对照组除了研究因素外,其他的因素应该尽可能和试验组保持一致,这里就不得不提随机对照试验。众所周知,随机对照试验中研究对象是否接受干预是随机的,这就保证了组间其他混杂因素均衡可比。
但是有些时候并不能实现随机化,比如说观察性研究。这时候倾向性评分匹配(propensity score matching, PSM)可以有效降低混杂偏倚,并且在整个研究设计阶段,得到类似随机对照研究的效果,想看实例赶快戳:队列研究常用的倾向评分,到底是个啥?。与常规匹配相比,倾向性评分匹配能考虑更多匹配因素,提高研究效率。
这么“高大上”的倾向性评分匹配,是不是超级难学?错矣!今天就带大家轻松搞定1:1倾向性评分匹配。作为“稀罕”大招,并不是在所有版本的SPSS都可以实现倾向性评分匹配,仅在SPSS22及以上自带简易版PSM,对于其他版本或者想要体验完整版功能,就不得不去安装相应的软件(R软件、SPSS R插件、PS matching插件。。。超级难安装!那是需要运气和耐心的!感兴趣的小伙伴可以私聊~~~)。
本次使用SPSS22为大家演示1:1倾向性评分匹配。
一、问题与数据
某研究小白想搞明白吸烟和高血压之间的关系,准备利用某项调查的资料进一步随访研究吸烟和高血压的关联,该项研究包括233名吸烟者,949 名不吸烟者。如果全部随访,研究小白感觉鸭梨山大,所以打算从中选取部分可比的个体进行随访。
这两组人群一些主要特征的分布存在显著差异(见表1),现准备采用PS最邻近匹配法选取可比的个体作为随访对象。
表1. 两组基线情况比较(匹配前)
二、SPSS分析方法
1. 数据录入
(1) 变量视图
(2) 数据视图
2. 倾向性评分匹配
选择Data→Propensity Score Matching,就进入倾向性评分匹配的主对话框。
将分组变量Smoke放入Group Indicator中(一般处理组赋值为“1”,对照组赋值为“0”);将需要匹配的变量放入Predictors中;Name for Propensity Variable为倾向性评分设定一个变量名PS;
Match Tolerance用来设置倾向性评分匹配标准(学名“卡钳值”),这里设定为0.02,即吸烟组和不吸烟组按照倾向性评分±0.02进行1:1匹配(当然,卡钳值设置的越小,吸烟组和不吸烟组匹配后可比性越好,但是凡事有个度,太小的卡钳值也意味着匹配难度会加大,成功匹配的对子数会减少,需要综合考虑~~~);
Case ID确定观测对象的ID;Match ID Variable Name设定一个变量,用来明确对照组中匹配成功的Match_ID;Output Dataset Name这里把匹配的观测对象单独输出一个数据集Match。
3. Options设置
Variable for Number of Eligible Cases设定一个变量,用来明确病例组中某一个观测对象,在对照组中有多少个观测对象满足与其匹配的条件,比如说病例组有一个观测对象PS=0.611,对照组可能有一个0.610,一个0.612。
Sampling默认为不放回抽样。
Give priority to exact matches 优先考虑精确匹配,也就说病例组有一个观测对象PS=0.611,对照组也应该找到一个0.611。
Maximize execution performance 执行最优化操作,即系统会综合考虑精确匹配和模糊匹配(基于设定的卡钳值范围内匹配),系统默认勾选。
Randomize case order when drawing matches整个匹配过程中,如果对照组有多个满足匹配条件的观测对象,那么SPSS会默认随机将其与病例组观测对象匹配。但是因为SPSS默认每次操作给对照组的随机数字不同,所以如果不特殊设定,每次实际匹配成功的对子是不一样的,也就说这一次对照组A匹配给病例组B,下一次就可能匹配给病例组C。所以需要自行设置,并且在Random Number Seed设定一个随机数种子,确保匹配过程可以重复。
三、结果解读
1. 匹配结果
表2以吸烟(1=吸烟;0=不吸烟)为因变量,以需要调整的变量为自变量构建logistic回归模型(表2),求出每个研究对象的PS值。
表2. logistic回归模型
表3显示,精确匹配45对,模糊匹配114对,共计匹配成功159对。
表3. 匹配结果
表4主要是匹配过程。首先是精确匹配(即PS完全一致),匹配33663次,大约1%匹配成功;其次在精确匹配成功的前提下,进行PS的模糊匹配(PS±0.02,即最开始设定的卡钳值为0.02),匹配33618次,大约3.3%匹配成功。
表4. 匹配容许误差
2. 匹配后数据库
输出的数据集Match中出现之前设定的几个新变量:E_case表示对照组中有几个符合匹配条件的观测对象(如图,吸烟组ID=2,有2个对照组观测对象符合匹配条件);PS是基于logistic回归模型计算出的倾向性评分;match_id表示匹配成功的ID。
3. 数据库整理
A. 筛选匹配成功的对子:选择Data→Select Cases→If condition is satisfied:设定match_id≥1,筛选出匹配成功的对子→Output中输出新的数据集Analysis。
B. 确定匹配成功标识:match_id为吸烟组和不吸烟组相互匹配成功的ID,这里将不吸烟组match_id变量转换为ID变量,这时候相同的match_id即为匹配成功的对子。具体操作:将Analysis数据集中,不吸烟组match_id替换成ID编号:Transform→Compute Variable→if smoke=0, match_id=ID→OK
C. 选择Data→Sort cases→按照匹配标识match_id排序(相同的match_id即为匹配成功的对子)→OK→Save(你的鼠标手一定要点保存!!!)
倾向性评分匹配就搞定了,再来看看匹配情况。表5显示,原吸烟组233例,最后共有159例匹配成功(这次我们限定PS≤0.02,但可根据实际情况选择合适的限定,增加匹配成功数!),各匹配因素在两组间都均衡可比。
表5. 两组基线情况比较(匹配后)
四、总结和拓展
PSM一般分为三种类型:
1、PS最邻近匹配:是PSM最基本的方法,即直接从对照中寻找一个或多个与处理组个体PS值相同或相近的个体作为配比对象。本次我们就采用的是这个方法。
2、分层PSM:PS最邻近匹配尽管可以使协变量总体趋于平衡,但不能保证每个协变量分布完全一致。可以根据某个重要变量(如性别)分层后,分别对每层人群进行PS最邻近匹配,然后再将配比人群合并,这样就可以保证该重要变量在组间分布完全一致。
3、与马氏配比结合的PSM:PSM与马氏配比结合后可以增加个别重点变量平衡能力,实现过程比较复杂。
对于1:m PS匹配和与马氏配比结合的PSM,目前SPSS22及以上版本自带的PSM并不能实现,后面会介绍基于SAS软件复杂倾向性评分匹配,敬请期待~~~
想深入学习统计学知识,为数据分析筑牢根基?那快来看看统计学极简入门课程!
学习入口:https://edu.cda.cn/goods/show/3386?targetId=5647&preview=0
课程由专业数据分析师打造,完全免费,60 天有效期且随到随学。它用独特思路讲重点,从数据种类到统计学体系,内容通俗易懂。学完它,能让你轻松入门统计学,还能提升数据分析能力。赶紧点击链接开启学习,让自己在数据领域更上一层楼!
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
在数据分析、业务监控、运营复盘等场景中,列值趋势计算是核心需求之一。无论是分析销售额的月度增长、用户活跃的变化趋势、库存 ...
2026-06-12在数字经济深度渗透的当下,消费者的购买行为已从过去的 “被动接受” 转变为 “主动决策”。流量红利消退、获客成本攀升、用户 ...
2026-06-12CDA三级认证是三个级别中的塔尖,全面考察数据战略、团队领导和复杂项目的综合能力。它所对应的《敏捷数据挖掘》教材,不再局限 ...
2026-06-12在游戏产业的商业逻辑中,付费玩家是支撑游戏生存与发展的核心支柱。行业普遍遵循 “二八定律”:20% 的付费玩家贡献了游戏 80% ...
2026-06-11【核心关键词】企业、定位、传统、产品、互联网、可视化、业务侧、数字化、结构化、数据分析、传统制造业、市场状态、发展空间 ...
2026-06-11 解读《CDA二级教材:量化策略分析(2025)》的全景结构与学习逻辑 ” CDA二级认证是企业招聘数据分析师时最常提及的证书门槛 ...
2026-06-11【核心关键词】药企、可视化、营销、分类、数据分析师、销售数据、业务人员、指导方向、分析报告、营销数据、营销医生 【专访摘 ...
2026-06-10在统计学分析、问卷调研、实验验证、业务复盘等场景中,卡方检验与 T 检验是应用最广泛的两类基础假设检验方法。前者专门处理分 ...
2026-06-10 很多数据分析师每天都在计算指标、制作报表,但当被问到“什么叫指标数据元”“指标数据标准包含哪些核心维度”“指标数据质 ...
2026-06-10在MySQL数据库日常查询、数据统计、后台接口开发、数据导出等场景中,开发者经常需要查询数据表除某几列之外的所有字段。例如查 ...
2026-06-09在Python网络请求、爬虫开发、接口测试、数据抓取等实操场景中,requests库是最常用的第三方请求工具,而content属性是requests ...
2026-06-09 数据分析正在重塑每一个行业。CDA认证的三本官方教材,分别对应Level I、Level II、Level III,为你铺就从业务数据分析到数 ...
2026-06-09在数字财务、智慧财税、业财融合深度推进的当下,传统财务模式下数据标准混乱、业务流程碎片化、知识无法沉淀、系统互通性差等问 ...
2026-06-08随着数字经济深度渗透各行各业,数据正式成为继土地、劳动力、资本、技术之后的第五大生产要素,是企业数字化转型、精细化运营、 ...
2026-06-08 很多数据分析师能熟练写SQL、做透视表,但当被问到“数据是从哪里来的?经过哪些加工才进入数据仓库?ETL具体做了什么?”时 ...
2026-06-08【核心关键词】贷款、报表、课程、专业、建模、缺失值、营销、互联网、银行、办公自动化、数据分析、数据预处理、特征工程、贷 ...
2026-06-05在数据库数据查询、业务报表统计、多表关联分析中,LEFT JOIN左连接是使用率最高的SQL关联查询语句。其核心特性是保留左表全部数 ...
2026-06-05 很多数据分析师能熟练地写SQL、做透视表、算描述性统计,但当被问到“如何预测用户流失概率”“如何归因销量下滑的关键因素 ...
2026-06-05任何一款产品从诞生、普及到最终退出市场,都会遵循一套固定的发展规律,这就是产品生命周期理论。在市场竞争日益激烈、产品迭代 ...
2026-06-04在Excel数据分析、办公统计、业务报表制作场景中,数据透视表是数据汇总、分类统计、快速复盘的核心工具,能够高效完成海量原始 ...
2026-06-04