生存分析

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生存状况的统计分析方法

生存状况的统计分析方法

生存状况的统计分析方法生存分析,又称事件史分析或存活分析,是研究生物学、医学、社会学等领域中特定事件发生对个体影响的统计方法。

它用来处理时间至事件发生的间隔,并预测一组有序事件的可能性。

生存分析适用于各种类型的数据,如不完全和故障事件时间数据。

这种方法可以用来评估特定事件发生的概率、探究个体或群体在某些情况下的生存策略等方面。

1. Kaplan-Meier 曲线Kaplan-Meier 曲线是生存分析中最常见的方法之一。

基本思想是维护受试者组中未经历事件的数量,在经过若干个时间段后,绘制一个生存曲线。

生存曲线是当所有个体未经历事件时,所呈现的生存概率曲线。

使用 Kaplan-Meier 曲线进行统计分析时,需要首先确定观察对象。

然后根据泊松分布,计算发生特定事件的时间间隔,如关键事件的发生时间、重新入院时间或死亡时间等。

在这个过程中,观察到的所有事件都应该用统一的时间标尺来表示。

然后,利用Kaplan-Meier 方法估算生存概率和信赖区间,并进行相关分析。

2. Cox 比例风险模型Cox 比例风险模型是另一种常见的生存分析方法。

Cox 比例风险模型用于研究哪些因素与事件的发生有关,例如:在研究医疗发展的过程中,是否采用了更好的医疗技术、是否使用了更好的药物等。

比例风险集中于影响时间至事件对象出现的概率,模型的一般形式如下:$ Hazard = h(t) = h_0(t) * e^{X_ β} $其中,h(t) 是在时刻 t 处的危险率;h0(t) 是在时刻 t 处的基础危险率;X 代表解释变量向量。

(例如,发病风险、月经周期等)当 Cox 比例风险模型应用于生存数据时,观察对象通常是人群、社区、患者队列等等。

3. 计算生存指数计算生存指数是研究特定问题时应用的一种方法。

计算生存指数可以帮助你理解分析结果,并向其他人阐释研究发现。

生存指数用于表示某一集团受实验干扰的影响效应。

一般,生存指数是指在实验和对照组中,观察到的某个时间段内的患病率的比值。

临床研究中的生存分析与生命表计算

临床研究中的生存分析与生命表计算

临床研究中的生存分析与生命表计算生存分析和生命表计算是临床研究中常用的统计方法,旨在探究患者的生存状况和预测其生存期。

本文将对生存分析和生命表计算两个方法进行详细介绍,并探讨其在临床研究中的应用。

一、生存分析生存分析是考察个体是否发生某一事件(如死亡、复发、治愈等)的统计方法,适用于无法精确测量时间的患者,如癌症患者的死亡时间。

生存分析常用的统计方法包括生存曲线、生存率、风险比等。

1. 生存曲线生存曲线是反映患者存活时间的统计图形,通常采用Kaplan-Meier 法来估计。

该方法基于观察到的患者生存时间数据,可绘制出生存曲线,展示出不同时间点的生存率。

通过观察曲线的下降情况,可以初步判断治疗效果是否显著。

2. 生存率生存率是指在一定时间段内存活下来的个体占总体的比例,可以通过生存曲线估计得出。

常见的生存率有1年生存率、3年生存率等,可以提供一定时间点上的患者存活情况,对治疗效果进行评估。

3. 风险比风险比是比较两组或多组患者生存时间的指标,用来评估不同治疗方法的效果。

通常采用Cox回归模型来计算,得出的风险比越大,说明在某一组患者中发生事件的风险越高,治疗效果越差。

二、生命表计算生命表计算是用来评估某一特定人群的生存概率和预测其实际寿命的方法。

生命表常用于人口学研究和流行病学研究中,可提供人群的整体生存情况和相应的死亡风险。

1. 准备数据生命表计算需要搜集大量的人口统计学数据,如人口年龄分布、死亡人数等。

根据这些数据,可以绘制出一个人口的年龄-死亡情况表。

2. 表格内容生命表中通常包含每个年龄组的人口数量、死亡数量、生存人数、死亡率、存活比率等。

通过统计和计算,可以得出各个年龄组的生存概率和死亡风险。

3. 应用和意义生命表计算可用于评估人口的整体生存情况和预测特定年龄组的死亡风险。

在临床研究中,生命表计算可以帮助医生预测患者的存活期,从而指导治疗方案的制定。

结语生存分析和生命表计算是临床研究中常用的统计方法,它们对于评估患者的生存情况和预测生存期具有重要意义。

生存分析与事件历史分析

生存分析与事件历史分析

生存分析与事件历史分析生存分析与事件历史分析是一种统计方法,用于分析个体或群体在特定时间段内发生特定事件的概率和持续时间。

这两种分析方法在生物医学领域、经济学领域以及社会科学领域等具有广泛的应用。

一、生存分析生存分析是一种用来评估疾病进展、死亡风险、治疗效果等的统计方法。

它主要通过构建生存函数(Survival Function)来描述事件发生的概率。

在生存分析中,我们通常研究两个主要的参数:生存时间(Survival Time)和生存状态(Survival Status)。

生存时间指的是从某一特定时间点到目标事件(如死亡、复发等)的时间间隔,而生存状态则指示个体在该时间间隔内是否发生目标事件。

在生存分析中,经常使用的方法包括卡方检验、Kaplan-Meier曲线和Cox比例风险模型。

卡方检验常用于比较不同组别(例如治疗组和对照组)之间生存时间的差异。

Kaplan-Meier曲线能够画出生存函数估计曲线,帮助我们观察不同组别之间的生存差异。

Cox比例风险模型则能够同时考虑多个危险因素对生存时间的影响。

二、事件历史分析事件历史分析是一种研究个体或群体在不同时间节点上发生事件的方法。

它主要关注于事件发生的时间模式和发生率的变化。

事件历史分析用于研究各种类型的事件,例如出生和死亡、婚姻和离婚、就业和失业等。

事件历史分析通常使用的方法包括卡方检验、Kaplan-Meier曲线和Cox比例风险模型。

卡方检验用于比较不同群体(例如男性和女性)之间事件发生率的差异。

Kaplan-Meier曲线能够显示事件发生率随时间的变化趋势。

Cox比例风险模型则用于估计多个危险因素对事件发生率的影响。

三、生存分析与事件历史分析的应用生存分析和事件历史分析在不同领域有着广泛的应用。

在医学领域,生存分析可用于评估药物疗效、预测患者生存时间,并帮助医生制定个体化的治疗方案。

在经济学领域,生存分析可用于研究企业的存续时间、分析经济周期,并对市场趋势进行预测。

生存分析知识总结

生存分析知识总结

生存分析知识总结生存分析是一种心理学理论和治疗方法,旨在帮助人们应对生活中的困难和挑战。

它由维克托·佛兰克创立,主要源于他在纳粹集中营的经历和对人类存在意义的思考。

以下是对生存分析知识的总结。

首先,生存分析强调人类的自由意志和选择权。

佛兰克认为,即使在最极端的情况下,人们仍然有能力选择自己的态度和行为。

尽管我们无法控制外部环境,但我们可以选择如何应对和反应。

这种自主权让人们拥有意义和目标,帮助他们克服困难并寻找生活的目的。

其次,生存分析认为人们的主要动力是寻求意义和满足。

佛兰克指出,人类需要找到生活的目的和价值,才能够摆脱失落感和绝望。

通过了解自己的需求和价值观,人们可以追求个人成长和幸福。

生存分析的治疗过程旨在帮助人们发现自己内在的意义,重塑他们的生活目标和方向。

此外,生存分析认为痛苦和苦难是生活的一部分,无法完全避免。

佛兰克指出,痛苦和苦难可以给予我们生活的意义,使我们更加珍惜拥有的一切。

通过承认并接受痛苦,人们可以从中学到教训,并更好地应对未来的挑战。

生存分析的治疗过程努力帮助人们建立心理韧性,以面对生活中的困难和挫折。

最后,生存分析提出了“尽责的自由”概念。

佛兰克认为,人类的自由并非无条件的自由,而是需要承担责任和义务。

我们需要对自己的行为和选择负责,并为自己和社会做出有益的贡献。

通过意义的追求和尽责的行动,人们可以实现自我实现和履行生活的使命。

总之,生存分析为人们提供了一种理解和应对生活困难的方法。

它强调个人自由意志、寻求意义、人际关系、接受苦难和尽责自由的重要性。

通过生存分析,人们可以找到内在的目的和满足,拥有有意义和充实的生活。

生存分析方法在医学研究中的应用

生存分析方法在医学研究中的应用

生存分析方法在医学研究中的应用医学研究中常常需要对患者的生存情况进行分析,以评估某种治疗手段或药物对患者生存时间的影响。

而生存分析方法则是一种统计分析方法,能够对患者的生存时间进行评估和预测。

本文将介绍生存分析方法在医学研究中的应用,并探讨其重要性和优势。

一、生存分析方法简介生存分析方法,也称为生命表分析或事件时间分析,是一种用于研究个体从某一特定时刻发生某一事件直至终点的统计方法。

它能够考察一个或多个危险因素对事件发生概率的影响,并得出生存曲线、危险比等统计指标。

二、生存分析方法的应用1. 评估治疗效果:生存分析方法常被用于评估某种治疗手段或药物对患者生存时间的影响。

通过观察患者在治疗前后的生存时间,并进行对比分析,可以得出该治疗手段或药物的疗效。

2. 预测疾病进展:对于患有一些慢性疾病的患者,生存分析方法可以帮助医生预测疾病的进展情况。

通过分析患者的生存时间和相关危险因素,可以提前预测患者疾病的发展趋势,从而制定更合理的治疗方案。

3. 评估危险因素:生存分析方法能够帮助研究人员评估某些因素对患者生存时间的影响程度。

例如,在肿瘤研究中,可以分析年龄、性别、肿瘤分期等因素对患者生存时间的影响,以确定哪些因素是导致患者生存状况变化的主要原因。

4. 比较生存曲线:生存分析方法可以帮助研究人员比较不同组别患者的生存情况。

通过构建生存曲线,并使用适当的统计方法对曲线进行比较,可以得出不同组别患者之间的生存差异,从而寻找可能的影响因素。

三、生存分析方法的优势1. 可以利用完整的观测数据:生存分析方法能够充分利用患者的完整观测数据,即使部分患者在研究期间内没有发生事件,也能够进行分析。

2. 考虑了时间因素:与传统的二分类方法相比,生存分析方法能够更准确地反映个体从发生事件到终点的时间。

因此,可以更好地评估危险因素对生存时间的影响。

3. 考虑了患者失访情况:在医学研究中,患者可能因为多种原因失访或丧失随访资料。

生存分析的基本方法

生存分析的基本方法

生存分析的基本方法生存分析是一种用于研究生命过程中事件发生率的统计方法。

它可以应用于医学、流行病学、社会科学等领域,用于分析和预测个体的生存时间或事件发生的概率。

本文将介绍生存分析的基本方法,包括生存函数、风险比、半生存时间、生存曲线和生存率表等。

生存分析的基本思想是通过比较观察时间和事件发生时间来估计生存率或者事件发生率。

观察时间是指个体从开始被观察到事件发生之间的时间段,也称为生存时间。

事件发生时间是指个体从开始被观察到事件发生的时间点。

生存函数是生存分析的核心概念之一。

生存函数描述的是个体在给定时间内存活下来的概率。

生存函数通常用S(t)表示,其中t是给定的时间点。

生存函数是一个在[0,1]区间上的递减函数,表示从0时刻到t时刻存活下来的概率。

风险比是生存分析的另一个重要概念。

风险比表示在一个时间段内,某个因素对事件发生率的影响。

风险比通常用hazard表示,是一个在[0,∞)区间上的非负数。

风险比越大,表示事件发生的风险越高。

半生存时间是指个体在给定的时间段内生存下来的时间的中位数。

它是生存数据的一个重要指标,可以用来描述生存数据的分布情况。

半生存时间越长,表示生存能力越强。

生存曲线是用来描述不同时间段个体存活下来的比例。

生存曲线通常是一个递减的曲线,随着时间的推移,曲线的斜率越来越陡峭,表示个体存活的概率逐渐减小。

生存率表是一种用表格形式表示的生存数据汇总。

生存率表通常包括时间段、观察个体数、事件发生个体数、累积观察个体数、累积事件发生个体数和生存函数等内容。

生存率表可以帮助研究人员更直观地了解生存数据的分布情况。

生存分析的方法还包括生存回归分析、生存树分析、生存指标筛选等。

生存回归分析是一种用于分析多个因素对生存数据的影响的方法,可以用来确定生存数据中重要的预测因素。

生存树分析是一种用于构建生存数据分类模型的方法,可以用于预测个体的存活概率。

生存指标筛选是一种用于选择生存数据中重要的预测指标的方法,可以帮助研究人员更准确地预测个体的生存时间。

生存分析(survivalanalysis)

生存分析(survivalanalysis)

⽣存分析(survivalanalysis)⼀、⽣存分析(survival analysis)的定义 ⽣存分析:对⼀个或多个⾮负随机变量进⾏统计推断,研究⽣存现象和响应时间数据及其统计规律的⼀门学科。

⽣存分析:既考虑结果⼜考虑⽣存时间的⼀种统计⽅法,并可充分利⽤截尾数据所提供的不完全信息,对⽣存时间的分布特征进⾏描述,对影响⽣存时间的主要因素进⾏分析。

⽣存分析不同于其它多因素分析的主要区别点:⽣存分析考虑了每个观测出现某⼀结局的时间长短。

应⽤场景 什么是⽣存?⽣存的意义很⼴泛,它可以指⼈或动物的存活(相对于死亡),可以是患者的病情正处于缓解状态(相对于再次复发或恶化),还可以是某个系统或产品正常⼯作(相对于失效或故障),甚⾄可是是客户的流失与否等。

在⽣存分析中,研究的主要对象是寿命超过某⼀时间的概率。

还可以描述其他⼀些事情发⽣的概率,例如产品的失效、出狱犯⼈第⼀次犯罪、失业⼈员第⼀次找到⼯作等等。

在某些领域的分析中,常常⽤追踪的⽅式来研究事物的发展规律,⽐如研究某种药物的疗效,⼿术后的存活时间,某件机器的使⽤寿命等。

在医学研究中,常常⽤追踪的⽅式来研究事物发展的规律。

如,了解某药物的疗效,了解⼿术的存活时间,了解某医疗仪器设备使⽤寿命等等。

对⽣存资料的分析称为⽣存分析。

所谓⽣存资料就是描述寿命或者⼀个发⽣时间的数据。

更详细的说⼀个⼈的⽣存时间的长短与许多因素有联系的,研究因素与⽣存时间的联系有⽆及程度⼤⼩,称为⽣存分析。

例如研究病⼈感染了病毒后,多长时间会死亡;⼯作的机器多长时间会发⽣崩溃等。

这⾥“个体的存活”可以推⼴抽象成某些关注的事件。

所以SA就成了研究某⼀事件与它的发⽣时间的联系的⽅法。

这个⽅法⼴泛的⽤在医学、⽣物学等学科上,近年来也越来越多⼈⽤在互联⽹数据挖掘中,例如⽤survival analysis去预测信息在社交⽹络的传播程度,或者去预测⽤户流失的概率。

⽣存分析研究的内容 1.描述⽣存过程 研究⽣存时间的分布特点,估计⽣存率及平均存活时间,绘制⽣存曲线等,根据⽣存时间的长短,可以估算出各个时点的⽣存率,并根据⽣存率来估计中位⽣存时间,也可以根据⽣存曲线分析其⽣存特点,⼀般使⽤Kaplan-Meier法和寿命表法。

生存分析公式生存函数风险比生存曲线

生存分析公式生存函数风险比生存曲线

生存分析公式生存函数风险比生存曲线生存分析公式、生存函数、风险比和生存曲线是生存分析中的关键概念。

本文将介绍这些概念,并探讨它们在医学、社会科学和工程领域的应用。

一、生存函数生存函数(Survival Function)是生存分析中描述一个个体在给定时间范围内存活下来的概率。

生存函数通常用S(t)表示,其中t为时间变量。

生存函数的特点是在t=0时为1,随着时间的推移逐渐减小。

生存函数可以用来计算生存率、中位数生存时间以及其他统计指标。

二、生存分析公式生存分析公式是用来计算生存函数的数学模型。

其中最常用的是Kaplan-Meier法和Cox比例风险模型。

Kaplan-Meier法适用于无法满足常见统计假设的数据,可以估计不同群体或治疗组中生存函数的差异。

而Cox比例风险模型则适用于比较不同变量对生存时间的影响,可以估计风险比以及控制其他潜在变量。

三、风险比风险比(Hazard Ratio)是生存分析中用来比较两个或多个群体(如不同治疗组或不同风险因素组)生存时间的指标。

风险比大于1表示治疗组/高风险因素组的生存时间较短,风险比小于1表示治疗组/低风险因素组的生存时间较长。

风险比的估计常常利用Cox比例风险模型进行计算。

四、生存曲线生存曲线(Survival Curve)是反映个体生存概率随时间变化的图形。

生存曲线通常以时间为横轴,以生存函数为纵轴,表达从给定时间开始,个体在不同时间点存活下来的概率。

生存曲线可以用于比较不同群体或治疗组之间的生存差异,并可通过Kaplan-Meier法绘制。

在医学领域,生存分析广泛应用于肿瘤学、流行病学和临床研究中,用于评估治疗效果、预测生存时间以及分析相关风险因素。

例如,在肿瘤学中,生存曲线可以帮助医生评估肿瘤患者的存活率,并制定更合适的治疗方案。

在社会科学领域,生存分析可以用于研究人口学和行为科学中的各种事件,如婚姻研究、失业研究和犯罪研究。

通过生存分析,研究者可以分析个体在给定事件(如离婚、失业或犯罪)发生之前的生存时间及相关风险因素,为决策制定提供参考。

统计学中的生存分析

统计学中的生存分析

统计学中的生存分析统计学是一门研究数据收集、分析和解释的学科,它在许多领域都有着广泛的应用。

其中,生存分析是统计学中的一项重要内容,专注于研究和预测个体在特定时间内生存或发生某个事件的概率。

本文将介绍生存分析的基本概念、应用领域以及常用的生存分析方法。

一、生存分析的基本概念生存分析,又称事件分析、时间数据分析或生命表分析,是一种用于研究个体在某个时间段内生存或发生特定事件的概率的统计方法。

在生存分析中,个体可以是人、动物、物体或其他单位,而事件可以是死亡、失业、疾病复发等。

生存分析通过观察一组个体在不同时间点上的生存状态,从而推断他们发生特定事件的可能性。

生存时间(Survival time)是生存分析中的重要概念,它指的是个体从某一特定起始时间到达结束时间(观测终点)的时间间隔。

有时,个体在观测终点前可能已经发生了感兴趣的事件,这种情况下,我们称之为“截尾”(Censored)观测,即观测的结束并非由于事件发生,而是由于某种原因无法继续观测。

二、生存分析的应用领域生存分析在医学、生物学、经济学、工程学等许多领域都有着广泛的应用。

在医学领域,生存分析可以用于疾病治疗的疗效评估,例如研究一种新药物对患者的生存时间是否有显著延长作用。

通过生存分析,我们可以比较治疗组和对照组的生存曲线,评估治疗效果。

在生物学研究中,生存分析可以用于评估不同基因型对个体寿命的影响,以及环境因素对生物生存的影响。

生存分析方法可以帮助研究人员了解遗传和环境因素对个体生存能力的作用机制。

在经济学领域,生存分析可以用于客户流失分析、产品寿命分析、市场竞争分析等。

通过生存分析,我们可以估计产品的寿命分布,预测客户的生命周期价值,从而制定合理的经营策略。

在工程学中,生存分析可以用于评估设备的可靠性和寿命,以及故障检测和预测。

通过生存分析,工程师可以确定设备的有效寿命,并及时采取维修或更换措施,以确保设备的正常运行。

三、常用的生存分析方法生存分析涉及到许多复杂的统计方法,下面介绍其中两种常用的生存分析方法:卡普兰-迈尔估计和考克斯模型。

生存分析知识总结

生存分析知识总结

生存分析知识总结一、生存分析的基本概念生存分析是将事件的结果和出现此结果所经历的时间结合起来分析的统计分析方法。

研究生存现象和响应时间数据及其统计规律的一门学科。

对一个或多个非负随机变量(生存时间)进行统计分析研究。

对生存时间进行分析和推断,研究生存时间和结局与众多影响因素间关系及其程度的统计分析方法。

在综合考虑相关因素(内因和外因)的基础上,对涉及生物学、医学(临床、流行病)、工程(可靠性)、保险精算学、公共卫生学、社会学和人口学(老龄问题、犯罪、婚姻)、经济学(市场学)等领域中,与事件(死亡,疾病发生、发展和缓解,失效,状态持续)发生的时间(也叫寿命、存活时间或失效时间,统称生存时间)有关的问题提供相关的统计规律的分析与推断方法的学科。

生存时间也叫寿命、存活时间、失效时间等等。

比如:医学上包括疾病发生时间、治疗后疾病复发时间;可靠性工程系为元件或系统失效时间;犯罪学方面是重罪犯人的假释时间;社会学上指首次婚姻持续时间;人口学上包括母乳喂养新生儿断奶时间;经济学包括经济危机爆发时间、发行债券的违约时间;保险精算学包括保险人的索赔时间、保险公司某一索赔中所付保费;汽车工业包括汽车车轮转数;市场学中有报纸和杂志的篇幅和订阅费。

这些也可以说明,生存时间可以不是具体的时间。

二、生存分析的历史生存分析方法最早可上溯至十九世纪的死亡寿命表。

现代的生存分析则开始于二十世纪三十年代工业科学中的相关应用。

二次世界大战时期,武器装备的可靠性研究,这一研究兴趣延续到战后。

此时生存分析都集中在参数模型。

二十世纪六七十年代,医学研究中大量临床试验的出现,要求方法学有新的突破,导致了生存分析的研究开始转向非参数方法。

D.R. Cox在72年提出的比例风险模型为此做出了划时代的贡献。

现在,生存分析方法的在医学领域得到了广泛的应用,而通过医学研究要求的不断提高,这一方法也得到了飞速的发展。

三、生存分析的研究目的,内容和具体方法(一)研究目的主要由以下五个方面1.描述生存过程:估计不同时间的总体生存率,计算中位生存期,绘制生存函数曲线。

生存分析

生存分析

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X
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1994
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生存时间图示
X
X indicates event
0 indicates loss to follow-up
X X o X X 0 12 24 36 48 生存时间(月) 60 72
生存分析
Survival Analysis
吴静 公共卫生学院流行病与卫生统计学系


生存分析(survival analysis)是将事件的 结果和出现这一结果所经历的时间结合起来 分析的一类统计分析方法 生存分析是队列研究和临床试验的重要分析 方法之一 生存分析不同于其它多因素分析的主要区别 点就是生存分析考虑了每个观测出现某一结 局的时间长短
1995.06.04 死亡 1998.08.25 死亡 1994.03.18 失访 2000.12.30 存活 1995.03.17 死亡 1996.08.16 死于其它
1476 2417 876+ 2250+ 265 985+
生存时间的类型
完全数据(complete data) 是指从观察的起 始事件一直达到观察的终点事件,即观察对象 完整的生存时间,是生存分析最重要的资料。 不完全数据(incomplete data)在随访研究中, 由于某种原因未能观察到随访对象发生事先定 义的终点事件(为其他终点事件或生存结局), 无法得知随访对象的确切生存时间,这种现象 称为删失(censoring),也称截尾或终检。包 含删失的数据即为不完全数据,它所提供关于 生存时间的信息是不完全的。

生存分析入门及其应用领域

生存分析入门及其应用领域

生存分析入门及其应用领域生存分析是统计学中一种重要的分析方法,主要用于研究个体在特定时间内生存的概率和影响因素。

生存分析可以帮助我们了解不同因素对生存时间的影响程度,预测个体的生存概率,评估治疗效果等。

本文将介绍生存分析的基本概念、常用方法以及在医学、生物学、社会科学等领域的应用。

一、生存分析基本概念生存分析是一种统计方法,用于研究个体在特定时间内生存的概率和影响因素。

在生存分析中,我们通常关注以下几个重要概念:1. 生存时间(Survival Time):生存时间是指个体从特定起始时间到达某一事件(比如死亡、疾病复发等)发生时的时间间隔。

生存时间可以是连续的,也可以是离散的。

2. 存活函数(Survival Function):存活函数是描述个体在给定时间内存活下来的概率。

通常用S(t)表示,其中t为时间点。

存活函数的值范围在0到1之间,随着时间的增加逐渐减小。

3. 风险函数(Hazard Function):风险函数是描述在给定时间点个体发生事件的概率。

通常用h(t)表示,表示在t时刻发生事件的概率密度。

风险函数的倒数称为生存时间的概率密度函数。

4. 生存曲线(Survival Curve):生存曲线是描述个体在不同时间点的存活概率的曲线图。

生存曲线可以帮助我们直观地了解个体的生存情况。

二、生存分析常用方法生存分析有多种方法,常用的包括Kaplan-Meier方法、Cox比例风险模型等。

下面将介绍其中两种常用方法:1. Kaplan-Meier方法:Kaplan-Meier方法是用于估计存活函数的一种非参数方法。

该方法考虑了在不同时间点发生事件的个体数和存活个体数的比例,通过累积乘积法计算存活函数的估计值。

Kaplan-Meier方法适用于右偏分布的生存数据,常用于临床试验和生存分析中。

2. Cox比例风险模型:Cox比例风险模型是一种用于分析生存数据的半参数方法。

该模型可以同时考虑多个影响因素对生存时间的影响程度,通过估计风险比(Hazard Ratio)来评估不同因素的影响。

生存分析重点简答题和术语解释

生存分析重点简答题和术语解释

生存分析重点简答题和术语解释生存分析是一种用于研究个体生存时间及其与不同因素之间关系的统计方法。

本文将介绍生存分析的重点概念和术语,并对一些常见问题进行简答。

以下是相关解释和回答:生存分析术语解释1. 生存时间(Survival Time):指个体从某一特定事件(如诊断时间、手术时间等)到达终点事件(如死亡、复发等)的时间间隔。

生存时间(Survival Time):指个体从某一特定事件(如诊断时间、手术时间等)到达终点事件(如死亡、复发等)的时间间隔。

2. 生存状态(Survival Status):指个体在终点事件发生前(或观察期结束时)的状态,通常用0表示生存、1表示死亡或复发。

生存状态(Survival Status):指个体在终点事件发生前(或观察期结束时)的状态,通常用0表示生存、1表示死亡或复发。

3. 生存函数(Survival Function):表示个体在不同时间点上存活的概率,常用的生存函数有Kaplan-Meier生存曲线和Nelson-Aalen累积风险函数。

生存函数(Survival Function):表示个体在不同时间点上存活的概率,常用的生存函数有Kaplan-Meier生存曲线和Nelson-Aalen累积风险函数。

4. 生存率(Survival Rate):指个体在特定时间点上存活的概率,通常通过生存函数推断得到。

生存率(Survival Rate):指个体在特定时间点上存活的概率,通常通过生存函数推断得到。

5. 风险比(Hazard Ratio):用于衡量两组个体(如治疗组和对照组)生存风险的比例,HR值大于1表示治疗组的生存风险高于对照组,HR值小于1表示生存风险低于对照组。

风险比(Hazard Ratio):用于衡量两组个体(如治疗组和对照组)生存风险的比例,HR值大于1表示治疗组的生存风险高于对照组,HR 值小于1表示生存风险低于对照组。

重点简答题回答问题一:什么是右侧截尾(Right Censoring)?右侧截尾是指在进行生存分析时,观察期结束时仍然有部分个体存活且未达到终点事件,因此无法得知它们的精确生存时间。

生存分析方法

生存分析方法

生存分析方法生存分析是一种统计方法,旨在研究个体在给定时间范围内发生某一事件(比如死亡、疾病复发等)的概率。

在医学、流行病学、生态学、经济学等领域都有广泛的应用。

本文将介绍生存分析的基本概念、常用方法及其在实际研究中的应用。

1. 生存曲线生存曲线是生存分析的基本图形,通常用Kaplan-Meier曲线绘制。

该曲线能够展示在研究时间内个体存活下来的概率。

在曲线上,横轴表示时间,纵轴表示生存概率。

曲线下降的越快,表示事件发生的风险越高。

研究者可以通过比较不同曲线来判断处理组和对照组之间的差异是否显著。

2. 生存分布函数生存分布函数(Survival Function)是描述个体在给定时刻仍然存活的概率。

通常用S(t)表示,其中t为时间点。

生存曲线就是基于生存分布函数绘制而成。

生存分布函数可以根据研究者的需要来选择不同的统计模型,比如指数分布、Weibull分布等。

3. 风险因素分析生存分析方法还可以用来分析不同因素对事件发生的影响程度。

通过协变量的加入,可以计算不同因素的危险比(Hazard Ratio),从而确定某些因素是否与事件发生有关。

例如,在癌症生存分析中,病人的年龄、性别、病情严重程度等因素都可能影响其存活率。

4. 应用领域生存分析方法在医学领域有着广泛的应用。

比如在临床试验中,可以通过生存分析来评估新药的疗效;在流行病学中,可以研究某种疾病的传播方式;在经济学领域,可以分析公司的倒闭率等。

总之,生存分析方法可以帮助研究者更全面地了解事件的发生规律,从而制定更有效的预防和干预措施。

总结生存分析方法是一种强大的统计工具,能够帮助研究者预测在给定时间内事件发生的概率,分析不同因素对事件的影响,并在不同领域中得到广泛的应用。

熟练地掌握生存分析方法,有助于提高研究的深度和准确性,为决策提供科学依据。

希望本文能为读者提供一些关于生存分析方法的基本知识,并激发对该领域更深入研究的兴趣。

生存分析基础知识

生存分析基础知识

生存分析基础知识生存分析是一种统计学方法,用于研究个体在一定时间内生存或发生某事件的概率。

在医学、生物学、工程学等领域都有广泛的应用。

本文将介绍生存分析的基础知识,包括生存函数、生存曲线、危险函数等概念,帮助读者更好地理解和应用生存分析方法。

### 1. 生存函数生存函数(Survival Function)是生存分析中的重要概念,通常用S(t)表示。

生存函数描述了一个个体在时间t内存活下来的概率,即在时间t内不发生事件(比如死亡、故障等)的概率。

生存函数的取值范围是0到1,随着时间的增加逐渐减小。

### 2. 生存曲线生存曲线(Survival Curve)是生存函数的图形表示,横轴表示时间,纵轴表示生存概率。

生存曲线通常是一个递减的曲线,随着时间的增加,生存概率逐渐降低。

生存曲线的形状可以反映出不同群体或不同因素对生存时间的影响。

### 3. 生存率生存率(Survival Rate)是生存函数的导数,表示在某一时刻存活下来的概率。

生存率可以用来比较不同群体或不同处理方式对生存时间的影响。

生存率的计算通常使用生存函数来推导得到。

### 4. 危险函数危险函数(Hazard Function)是生存分析中另一个重要的概念,通常用λ(t)表示。

危险函数描述了在给定时间t内发生事件的概率密度,即在时间t到t+Δt内发生事件的概率与Δt的比值。

危险函数的倒数称为平均寿命函数。

### 5. 生存分析方法生存分析常用的方法包括Kaplan-Meier方法、Cox比例风险模型等。

Kaplan-Meier方法用于估计生存函数,适用于右偏分布的生存数据。

Cox比例风险模型用于探讨影响生存时间的因素,可以同时考虑多个危险因素对生存时间的影响。

### 6. 应用领域生存分析在临床医学中常用于评估治疗效果、预测患者生存时间等。

在生物学领域,生存分析可用于研究生物体的寿命、疾病发生率等。

在工程学中,生存分析可用于评估设备的可靠性、寿命分布等。

生存分析基础知识

生存分析基础知识

生存分析基础知识生存分析是一种统计方法,用于研究个体在特定时间段内生存的概率和生存时间的分布。

它广泛应用于医学、生物学、社会科学等领域,帮助研究人员了解个体的生存状况和预测生存时间。

本文将介绍生存分析的基础知识,包括生存函数、生存率、风险比和生存曲线等概念。

一、生存函数和生存率生存函数是描述个体在给定时间点存活的概率。

通常用S(t)表示,其中t表示时间。

生存函数的定义为:S(t) = P(T > t)其中T表示个体的生存时间,P(T > t)表示个体的生存时间大于t的概率。

生存函数的取值范围为0到1,随着时间的增加,生存函数逐渐减小。

生存率是生存函数的导数,表示在给定时间点存活的概率密度。

通常用s(t)表示,即:s(t) = dS(t)/dt生存率描述了在给定时间点个体的生存概率,可以用来比较不同时间点的生存状况。

二、风险比风险比是生存分析中常用的指标,用于比较不同组之间的生存状况。

风险比是两组个体的生存函数之比,通常用HR表示,定义为:HR(t) = [S1(t)/S2(t)]其中S1(t)和S2(t)分别表示两组个体在时间点t的生存函数。

如果HR(t)大于1,表示第一组个体的生存时间较长;如果HR(t)小于1,表示第二组个体的生存时间较长。

三、生存曲线生存曲线是描述个体生存概率随时间变化的曲线。

通常用Kaplan-Meier曲线表示,该曲线是根据观测数据估计得到的。

生存曲线可以帮助研究人员了解个体的生存状况,并比较不同组之间的生存差异。

生存曲线的特点是在观测时间点有事件发生时,曲线会出现下降;在观测时间点没有事件发生时,曲线保持水平。

生存曲线可以根据不同的因素进行分组比较,例如性别、年龄、治疗方法等。

四、生存分析方法生存分析有多种方法,常用的包括Kaplan-Meier方法和Cox比例风险模型。

Kaplan-Meier方法是一种非参数方法,用于估计生存函数和生存曲线。

该方法适用于观测数据中存在截尾或丢失的情况。

生存分析(Survivalanalysis)

生存分析(Survivalanalysis)

⽣存分析(Survivalanalysis)⽣存分析(Survival analysis)是研究影响因素与⽣存时间和结局关系的⽅法。

简单的说就是要分析影响因素是否与结局相关,还要分析影响因素与结局出现时间关系。

⽣存分析中的最主要有以下⼏个概念:⽣存时间(Survival time)是指从某起点事件开始到被观测对象出现终点事件所经历的时间,如从疾病确诊到进展/死亡的时间;⽣存时间有两种类型:第⼀种是完全数据(Complete data),指被观测对象从观察起点到出现终点事件所经历的时间;第⼆种是截尾数据(Consored data),截尾数据的产⽣主要有三个原因,失访(Loss offollow-up)、退出和终⽌。

失访和退出都是在试验还没有结束时,研究者就已经追踪不到数据了,⽽终⽌是研究已经结束仍未观察到患者结局。

截尾数据过多会影响⽣存分析的效果。

死亡概率(Mortality probability)是指某段时间开始时⽣存的个体在该段时间内死亡的可能性⼤⼩;⽣存概率(Survival probability)是指某段时间开始时存活的个⼈⾄该时间结束时仍然存活的可能性⼤⼩;以下我们简单展⽰两个⽣存分析常⽤的⽅法:Kaplan-Meier曲线和Cox⽐例风险模型。

本次⽤到的数据和上期logistic⽤到的数据⼀样,都是虚构。

⼀、各变量的含义⼆、单因素⽣存分析程序如下:data survival_analysis;input SampleID$ Age Gender Primary_site Vascular_invasion GeneA GeneB GeneC Outcome$PFS;if Outcome='PD' then Outcome1=1;else Outcome1=0;cards;T1 1 1 0 0 1 1 1 PD155T2 1 0 0 1 1 1 1 PD247T3 1 1 0 1 0 0 0 PD51……T68 0 1 0 0 0 0 0 SD 40T69 1 1 0 0 0 0 0 SD 139T70 1 0 0 1 1 1 1 SD 238;run;proc print;run;proc lifetest plots=(s,ls,lls) data=survival_analysis;*plots选项分别绘制S图,LS图和LLS图;time PFS*Outcome1(0);strata Age;run;以GeneB单因素分析结果为例:GeneB突变与未突变两条⽣存曲线⽐较的假设检验结果显⽰,两条曲线差异有统计学意义,表明突变与未突变⼈群的PFS差异有统计学意义。

生存分析SPSS单因素和多因素对生存率的可能分析

生存分析SPSS单因素和多因素对生存率的可能分析

生存分析(Survival Analysis)菜单
寿命表(Life Tables)过程
Life tables 过程用于(小样本和大样本资料): 1.估计某生存时间的生存率,以及中位生存时间。 2.绘制各种曲线:如生存函数、风险函数曲线等。 3.对某一研究因素不同水平的生存时间分布的比较。 4.控制另一个因素后对研究因素不同水平的生存时间分 布的比较。 5.对多组生存时间分布进行两两比较。 (比较总体生存时间分布采用wilcoxon检验)
实例分析
例1:为了比较不同手术方法治疗肾上腺肿瘤的疗效, 某研究者随机将43例病人分成两组,甲组23例、乙组20 例的生存时间(月)如下所示:
其中有“+”者是删失数据,表示病人仍生存或失访,括号内为死亡人数。
(1)计算甲、乙两法术后10月的生存率和标准误。 (2)估计两组的中位生存期。 (3)绘制各组生存函数曲线。 (4)比较两组的总体生存时间分布有无差别。
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一、建立数据文件(data-01.sav)
定义5个变量: 生存时间变量:t,值标签“生存时间(月)” 生存状态变量 :status,取值“1=死亡,0=删失或存活” 频数变量:freq,值标签“人数” 分组变量:group,取值“1=甲组,2=乙组” 生存时间序号变量(可无):i
模型系数的综合测试a, b
-2 倍对数
步骤 似然值
2
182.777
整体 (得分)
卡方
df
17.594
2
Sig. .000
从上一块开始更改
卡方
df
Sig.
19.217
2
.000
a. 起始块编号 0,最初的对数似然函数:-2 倍对数似然值: 201.994

生存分析入门及其应用领域

生存分析入门及其应用领域

生存分析入门及其应用领域生存分析是一种统计方法,用于研究个体在特定时间段内生存或发生某个事件的概率。

它广泛应用于医学、社会科学、经济学等领域,帮助研究人员理解和预测事件发生的概率和影响因素。

本文将介绍生存分析的基本概念和方法,并探讨其在不同领域的应用。

1. 生存分析基础知识1.1 生存函数生存函数描述了个体在给定时间点仍然存活的概率。

它可以通过累积分布函数(CDF)来计算,常用的生存函数有Kaplan-Meier曲线和Nelson-Aalen曲线。

1.2 风险函数风险函数描述了在给定时间点发生事件的概率。

它可以通过概率密度函数(PDF)来计算,常用的风险函数有Hazard函数。

1.3 生存分析方法生存分析方法包括Kaplan-Meier方法、Cox比例风险模型等。

Kaplan-Meier方法用于估计生存函数,Cox比例风险模型用于分析影响因素。

2. 生存分析在医学领域的应用生存分析在医学领域有广泛的应用,例如: - 癌症研究:生存分析可以用于评估不同治疗方法对患者生存率的影响,帮助医生选择最佳治疗方案。

- 药物试验:生存分析可以用于评估新药的疗效和副作用,帮助决定是否批准上市。

- 临床预后:生存分析可以用于预测患者的生存时间,帮助医生制定个性化的治疗方案。

3. 生存分析在社会科学领域的应用生存分析在社会科学领域也有广泛的应用,例如: - 教育研究:生存分析可以用于评估学生完成学业所需时间的影响因素,帮助改进教育政策和教学方法。

- 劳动力市场:生存分析可以用于评估不同人群就业持续时间的影响因素,帮助制定就业政策和职业规划。

- 家庭研究:生存分析可以用于评估夫妻关系稳定性的影响因素,帮助改善家庭婚姻辅导和婚姻法律。

4. 生存分析在经济学领域的应用生存分析在经济学领域也有一定的应用,例如: - 企业研究:生存分析可以用于评估企业生命周期的影响因素,帮助投资者和管理者做出决策。

- 财务研究:生存分析可以用于评估公司破产风险的影响因素,帮助投资者进行风险管理。

生存分析在医学研究中的作用

生存分析在医学研究中的作用

生存分析在医学研究中的作用生存分析是医学研究中一种重要的统计分析方法,用于研究个体在一定时间内生存或发生某种事件的概率。

生存分析主要应用于临床医学、流行病学和生物统计学等领域,能够帮助研究人员评估治疗效果、预测疾病进展和生存时间,为临床决策提供科学依据。

本文将介绍生存分析在医学研究中的作用及其应用场景。

一、生存分析的基本概念生存分析是一种统计方法,用于研究个体在一定时间内生存或发生某种事件的概率。

在医学研究中,生存分析通常用于评估治疗效果、预测疾病进展和生存时间。

生存分析的基本概念包括生存时间、生存函数、生存率和风险比等指标。

1. 生存时间:生存时间是指从个体被诊断出患有某种疾病或接受治疗开始,到发生特定事件(如死亡、疾病复发等)的时间间隔。

生存时间可以是连续的,也可以是离散的。

2. 生存函数:生存函数是描述个体在给定时间内存活的概率分布函数。

常用的生存函数包括生存曲线、生存率曲线和危险函数等。

3. 生存率:生存率是指个体在给定时间段内存活下来的概率。

生存率可以用生存曲线来表示,反映了个体在不同时间点的存活概率。

4. 风险比:风险比是比较两组个体在发生特定事件的风险大小的指标。

在生存分析中,常用的风险比包括相对风险(hazard ratio)和绝对风险(absolute risk)。

二、生存分析的应用场景生存分析在医学研究中有着广泛的应用场景,主要包括以下几个方面:1. 评估治疗效果:生存分析可以帮助研究人员评估不同治疗方案对患者生存时间的影响。

通过比较不同治疗组的生存曲线和风险比,可以确定哪种治疗方案更有效,为临床决策提供依据。

2. 预测疾病进展:生存分析可以用于预测患者疾病进展的风险。

通过构建预测模型,可以根据患者的临床特征和生存时间数据,预测患者未来发生疾病进展的可能性,从而采取相应的干预措施。

3. 评估生存质量:生存分析可以帮助评估患者的生存质量。

通过分析患者的生存时间和生存率,可以了解患者在治疗过程中的生存状态和生活质量,为改善患者的生存质量提供参考。

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Chapter7Survival ModelsOurfinal chapter concerns models for the analysis of data which have three main characteristics:(1)the dependent variable or response is the waiting time until the occurrence of a well-defined event,(2)observations are cen-sored,in the sense that for some units the event of interest has not occurred at the time the data are analyzed,and(3)there are predictors or explanatory variables whose effect on the waiting time we wish to assess or control.We start with some basic definitions.7.1The Hazard and Survival FunctionsLet T be a non-negative random variable representing the waiting time until the occurrence of an event.For simplicity we will adopt the terminology of survival analysis,referring to the event of interest as‘death’and to the waiting time as‘survival’time,but the techniques to be studied have much wider applicability.They can be used,for example,to study age at marriage, the duration of marriage,the intervals between successive births to a woman, the duration of stay in a city(or in a job),and the length of life.The observant demographer will have noticed that these examples include the fields of fertility,mortality and migration.7.1.1The Survival FunctionWe will assume for now that T is a continuous random variable with prob-ability density function(p.d.f.)f(t)and cumulative distribution function (c.d.f.)F(t)=Pr{T≤t},giving the probability that the event has oc-curred by duration t.G.Rodr´ıguez.Revised September,20072CHAPTER7.SURVIVAL MODELS It will often be convenient to work with the complement of the c.d.f,thesurvival functionS(t)=Pr{T>t}=1−F(t)= ∞tf(x)dx,(7.1)which gives the probability of being alive at duration t,or more generally, the probability that the event of interest has not occurred by duration t. 7.1.2The Hazard FunctionAn alternative characterization of the distribution of T is given by the hazard function,or instantaneous rate of occurrence of the event,defined asλ(t)=limdt→0Pr{t<T≤t+dt|T>t}dt.(7.2)The numerator of this expression is the conditional probability that the event will occur in the interval(t,t+dt)given that it has not occurred before,and the denominator is the width of the interval.Dividing one by the other we obtain a rate of event occurrence per unit of time.Taking the limit as the width of the interval goes down to zero,we obtain an instantaneous rate of occurrence.The conditional probability in the numerator may be written as the ratio of the joint probability that T is in the interval(t,t+dt)and T>t(which is,of course,the same as the probability that t is in the interval),to the probability of the condition T>t.The former may be written as f(t)dt for small dt,while the latter is S(t)by definition.Dividing by dt and passing to the limit gives the useful resultλ(t)=f(t)S(t),(7.3)which some authors give as a definition of the hazard function.In words,the rate of occurrence of the event at duration t equals the density of events at t, divided by the probability of surviving to that duration without experiencing the event.Note from Equation7.1that−f(t)is the derivative of S(t).This suggests rewriting Equation7.3asλ(t)=−ddtlog S(t).If we now integrate from0to t and introduce the boundary condition S(0)= 1(since the event is sure not to have occurred by duration0),we can solve7.1.THE HAZARD AND SURVIVAL FUNCTIONS3 the above expression to obtain a formula for the probability of surviving to duration t as a function of the hazard at all durations up to t:S(t)=exp{− tλ(x)dx}.(7.4)This expression should be familiar to demographers.The integral in curly brackets in this equation is called the cumulative hazard(or cumulative risk)and is denotedΛ(t)= tλ(x)dx.(7.5)You may think ofΛ(t)as the sum of the risks you face going from duration 0to t.These results show that the survival and hazard functions provide alter-native but equivalent characterizations of the distribution of T.Given the survival function,we can always differentiate to obtain the density and then calculate the hazard using Equation7.3.Given the hazard,we can always integrate to obtain the cumulative hazard and then exponentiate to obtain the survival function using Equation7.4.An example will helpfix ideas. Example:The simplest possible survival distribution is obtained by assuming a constant risk over time,so the hazard isλ(t)=λfor all t.The corresponding survival function isS(t)=exp{−λt}.This distribution is called the exponential distribution with parameterλ. The density may be obtained multiplying the survivor function by the hazard to obtainf(t)=λexp{−λt}.The mean turns out to be1/λ.This distribution plays a central role in sur-vival analysis,although it is probably too simple to be useful in applications in its own right.27.1.3Expectation of LifeLetµdenote the mean or expected value of T.By definition,one would calculateµmultiplying t by the density f(t)and integrating,soµ= ∞tf(t)dt.4CHAPTER7.SURVIVAL MODELS Integrating by parts,and making use of the fact that−f(t)is the derivative of S(t),which has limits or boundary conditions S(0)=1and S(∞)=0,one can show thatµ= ∞S(t)dt.(7.6)In words,the mean is simply the integral of the survival function.7.1.4A Note on Improper Random Variables*So far we have assumed implicitly that the event of interest is bound to occur, so that S(∞)=0.In words,given enough time the proportion surviving goes down to zero.This condition implies that the cumulative hazard must diverge,i.e.we must haveΛ(∞)=∞.Intuitively,the event will occur with certainty only if the cumulative risk over a long period is sufficiently high.There are,however,many events of possible interest that are not bound to occur.Some men and women remain forever single,some birth intervals never close,and some people are happy enough at their jobs that they never leave.What can we do in these cases?There are two approaches one can take.One approach is to note that we can still calculate the hazard and survival functions,which are well defined even if the event of interest is not bound to occur.For example we can study marriage in the entire population, which includes people who will never marry,and calculate marriage rates and proportions single.In this example S(t)would represent the proportion still single at age t and S(∞)would represent the proportion who never marry.One limitation of this approach is that if the event is not certain to occur,then the waiting time T could be undefined(or infinite)and thus not a proper random variable.Its density,which could be calculated from the hazard and survival,would be improper,i.e.it would fail to integrate to one.Obviously,the mean waiting time would not be defined.In terms of our example,we cannot calculate mean age at marriage for the entire population,simply because not everyone marries.But this limitation is of no great consequence if interest centers on the hazard and survivor functions, rather than the waiting time.In the marriage example we can even calculate a median age at marriage,provided we define it as the age by which half the population has married.The alternative approach is to condition the analysis on the event actu-ally occurring.In terms of our example,we could study marriage(perhaps retrospectively)for people who eventually marry,since for this group the7.2.CENSORING AND THE LIKELIHOOD FUNCTION5 actual waiting time T is always well defined.In this case we can calculate not just the conditional hazard and survivor functions,but also the mean. In our marriage example,we could calculate the mean age at marriage for those who marry.We could even calculate a conventional median,defined as the age by which half the people who will eventually marry have done so.It turns out that the conditional density,hazard and survivor function for those who experience the event are related to the unconditional density, hazard and survivor for the entire population.The conditional density isf∗(t)=f(t)1−S(∞),and it integrates to one.The conditional survivor function isS∗(t)=S(t)−S(∞) 1−S(∞),and goes down to zero as t→∞.Dividing the density by the survivor function,wefind the conditional hazard to beλ∗(t)=f∗(t)S∗(t)=f(t)S(t)−S(∞).Derivation of the mean waiting time for those who experience the event is left as an exercise for the reader.Whichever approach is adopted,care must be exercised to specify clearly which hazard or survival is being used.For example,the conditional hazard for those who eventually experience the event is always higher than the unconditional hazard for the entire population.Note also that in most cases all we observe is whether or not the event has occurred.If the event has not occurred,we may be unable to determine whether it will eventually occur. In this context,only the unconditional hazard may be estimated from data, but one can always translate the results into conditional expressions,if so desired,using the results given above.7.2Censoring and The Likelihood FunctionThe second distinguishing feature of thefield of survival analysis is censoring: the fact that for some units the event of interest has occurred and therefore we know the exact waiting time,whereas for others it has not occurred,and all we know is that the waiting time exceeds the observation time.6CHAPTER7.SURVIVAL MODELS7.2.1Censoring MechanismsThere are several mechanisms that can lead to censored data.Under censor-ing of Type I,a sample of n units is followed for afixed timeτ.The number of units experiencing the event,or the number of‘deaths’,is random,but the total duration of the study isfixed.The fact that the duration isfixed may be an important practical advantage in designing a follow-up study.In a simple generalization of this scheme,calledfixed censoring,each unit has a potential maximum observation timeτi for i=1,...,n which may differ from one case to the next but is neverthelessfixed in advance. The probability that unit i will be alive at the end of her observation time is S(τi),and the total number of deaths is again random.Under censoring of Type II,a sample of n units is followed as long as necessary until d units have experienced the event.In this design the number of deaths d,which determines the precision of the study,isfixed in advance and can be used as a design parameter.Unfortunately,the total duration of the study is then random and cannot be known with certainty in advance.In a more general scheme called random censoring,each unit has as-sociated with it a potential censoring time C i and a potential lifetime T i, which are assumed to the independent random variables.We observe Y i= min{C i,T i},the minimum of the censoring and life times,and an indicator variable,often called d i orδi,that tells us whether observation terminated by death or by censoring.All these schemes have in common the fact that the censoring mechanism is non-informative and they all lead to essentially the same likelihood func-tion.The weakest assumption required to obtain this common likelihood is that the censoring of an observation should not provide any information regarding the prospects of survival of that particular unit beyond the cen-soring time.In fact,the basic assumption that we will make is simply this: all we know for an observation censored at duration t is that the lifetime exceeds t.7.2.2The Likelihood Function for Censored DataSuppose then that we have n units with lifetimes governed by a survivor function S(t)with associated density f(t)and hazardλ(t).Suppose unit i is observed for a time t i.If the unit died at t i,its contribution to the likelihood function is the density at that duration,which can be written as the product of the survivor and hazard functionsL i=f(t i)=S(t i)λ(t i).7.2.CENSORING AND THE LIKELIHOOD FUNCTION7 If the unit is still alive at t i,all we know under non-informative censoring is that the lifetime exceeds t i.The probability of this event isL i=S(t i),which becomes the contribution of a censored observation to the likelihood.Note that both types of contribution share the survivor function S(t i), because in both cases the unit lived up to time t i.A death multiplies this contribution by the hazardλ(t i),but a censored observation does not.We can write the two contributions in a single expression.To this end,let d i be a death indicator,taking the value one if unit i died and the value zero otherwise.Then the likelihood function may be written as followsL=ni=1L i=iλ(t i)d i S(t i).Taking logs,and recalling the expression linking the survival function S(t) to the cumulative hazard functionΛ(t),we obtain the log-likelihood function for censored survival datalog L=ni=1{d i logλ(t i)−Λ(t i)}.(7.7)We now consider an example to reinforce these ideas.Example:Suppose we have a sample of n censored observations from an exponential distribution.Let t i be the observation time and d i the death indicator for unit i.In the exponential distributionλ(t)=λfor all t.The cumulative risk turns out to be the integral of a constant and is thereforeΛ(t)=λing these two results on Equation7.7gives the log-likelihood functionlog L={d i logλ−λt i}.Let D= di denote the total number of deaths,and let T=ti denote thetotal observation(or exposure)time.Then we can rewrite the log-likelihood as a function of these totals to obtainlog L=D logλ−λT.(7.8) Differentiating this expression with respect toλwe obtain the score functionu(λ)=Dλ−T,8CHAPTER7.SURVIVAL MODELS and setting the score to zero gives the maximum likelihood estimator of the hazardˆλ=DT,(7.9) the total number of deaths divided by the total exposure time.Demogra-phers will recognize this expression as the general definition of a death rate. Note that the estimator is optimal(in a maximum likelihood sense)only if the risk is constant and does not depend on age.We can also calculate the observed information by taking minus the sec-ond derivative of the score,which isI(λ)=D λ2.To obtain the expected information we need to calculate the expected num-ber of deaths,but this depends on the censoring scheme.For example under Type I censoring withfixed durationτ,one would expect n(1−S(τ))deaths. Under Type II censoring the number of deaths would have beenfixed in ad-vance.Under some schemes calculation of the expectation may be fairly complicated if not impossible.A simpler alternative is to use the observed information,estimated using the m.l.e.ofλgiven in ing this approach,the large sample variance of the m.l.e.of the hazard rate may be estimated asˆvar(ˆλ)=D T,a result that leads to large-sample tests of hypotheses and confidence inter-vals forλ.If there are no censored cases,so that d i=1for all i and D=n,then the results obtained here reduce to standard maximum likelihood estimation for the exponential distribution,and the m.l.e.ofλturns out to be the reciprocal of the sample mean.It may be interesting to note in passing that the log-likelihood for cen-sored exponential data given in Equation7.8coincides exactly(except for constants)with the log-likelihood that would be obtained by treating D as a Poisson random variable with meanλT.To see this point,you should write the Poisson log-likelihood when D∼P(λT),and note that it differs from Equation7.8only in the presence of a term D log(T),which is a constant depending on the data but not on the parameterλ.Thus,treating the deaths as Poisson conditional on exposure time leads to exactly the same estimates(and standard errors)as treating the exposure7.3.APPROACHES TO SURVIVAL MODELING9 times as censored observations from an exponential distribution.This result will be exploited below to link survival models to generalized linear models with Poisson error structure.7.3Approaches to Survival ModelingUp to this point we have been concerned with a homogeneous population, where the lifetimes of all units are governed by the same survival function S(t).We now introduce the third distinguishing characteristic of survival models—the presence of a vector of covariates or explanatory variables that may affect survival time—and consider the general problem of modeling these effects.7.3.1Accelerated Life Models*Let T i be a random variable representing the(possibly unobserved)survival time of the i-th unit.Since T i must be non-negative,we might consider modeling its logarithm using a conventional linear model,saylog T i=x iβ+ i,where i is a suitable error term,with a distribution to be specified.This model specifies the distribution of log-survival for the i-th unit as a simple shift of a standard or baseline distribution represented by the error term.Exponentiating this equation,we obtain a model for the survival time itselfT i=exp{x iβ}T0i,where we have written T0i for the exponentiated error term.It will also be convenient to useγi as shorthand for the multiplicative effect exp{x iβ}of the covariates.Interpretation of the parameters follows along standard lines.Consider, for example,a model with a constant and a dummy variable x representing a factor with two levels,say groups one and zero.Suppose the corresponding multiplicative effect isγ=2,so the coefficient of x isβ=log(2)=0.6931. Then we would conclude that people in group one live twice as long as people in group zero.There is an interesting alternative interpretation that explains the name ‘accelerated life’used for this model.Let S0(t)denote the survivor function in group zero,which will serve as a reference group,and let S1(t)denote the10CHAPTER7.SURVIVAL MODELS survivor function in group one.Under this model,S1(t)=S0(t/γ).In words,the probability that a member of group one will be alive at age t is exactly the same as the probability that a member of group zero will be alive at age t/γ.Forγ=2,this would be half the age,so the probability that a member of group one would be alive at age40(or60)would be the same as the probability that a member of group zero would be alive at age 20(or30).Thus,we may think ofγas affecting the passage of time.In our example,people in group zero age‘twice as fast’.For the record,the corresponding hazard functions are related byλ1(t)=λ0(t/γ)/γ,so ifγ=2,at any given age people in group one would be exposed to half the risk of people in group zero half their age.The name‘accelerated life’stems from industrial applications where items are put to test under substantially worse conditions than they are likely to encounter in real life,so that tests can be completed in a shorter time.Different kinds of parametric models are obtained by assuming different distributions for the error term.If the i are normally distributed,then we obtain a log-normal model for the T i.Estimation of this model for censored data by maximum likelihood is known in the econometric literature as a Tobit model.Alternatively,if the i have an extreme value distribution with p.d.f.f( )=exp{ −exp{ }},then T0i has an exponential distribution,and we obtain the exponential regression model,where T i is exponential with hazardλi satisfying the log-linear modellogλi=x iβ.An example of a demographic model that belongs to the family of accelerated life models is the Coale-McNeil model offirst marriage frequencies,where the proportion ever married at age a in a given population is written asF(a)=cF0(a−a0k),7.3.APPROACHES TO SURVIVAL MODELING11 where F0is a model schedule of proportions married by age,among women who will ever marry,based on historical data from Sweden;c is the propor-tion who will eventually marry,a0is the age at which marriage starts,and k is the pace at which marriage proceeds relative to the Swedish standard.Accelerated life models are essentially standard regression models applied to the log of survival time,and except for the fact that observations are censored,pose no new estimation problems.Once the distribution of the error term is chosen,estimation proceeds by maximizing the log-likelihood for censored data described in the previous subsection.For further details, see Kalbfleish and Prentice(1980).7.3.2Proportional Hazard ModelsA large family of models introduced by Cox(1972)focuses directly on the hazard function.The simplest member of the family is the proportional hazards model,where the hazard at time t for an individual with covariates x i(not including a constant)is assumed to beλi(t|x i)=λ0(t)exp{x iβ}.(7.10) In this modelλ0(t)is a baseline hazard function that describes the risk for individuals with x i=0,who serve as a reference cell or pivot,and exp{x iβ} is the relative risk,a proportionate increase or reduction in risk,associated with the set of characteristics x i.Note that the increase or reduction in risk is the same at all durations t.Tofix ideas consider a two-sample problem where we have a dummy variable x which serves to identify groups one and zero.Then the model isλi(t|x)=λ0(t)if x=0,λ0(t)eβif x=1..Thus,λ0(t)represents the risk at time t in group zero,andγ=exp{β} represents the ratio of the risk in group one relative to group zero at any time t.Ifγ=1(orβ=0)then the risks are the same in the two groups.If γ=2(orβ=0.6931),then the risk for an individual in group one at any given age is twice the risk of a member of group zero who has the same age.Note that the model separates clearly the effect of time from the effect of the covariates.Taking logs,wefind that the proportional hazards model is a simple additive model for the log of the hazard,withlogλi(t|x i)=α0(t)+x iβ,12CHAPTER7.SURVIVAL MODELS whereα0(t)=logλ0(t)is the log of the baseline hazard.As in all additive models,we assume that the effect of the covariates x is the same at all times or ages t.The similarity between this expression and a standard analysis of covariance model with parallel lines should not go unnoticed.Returning to Equation7.10,we can integrate both sides from0to t to obtain the cumulative hazardsΛi(t|x i)=Λ0(t)exp{x iβ},which are also proportional.Changing signs and exponentiating we obtain the survivor functionsS i(t|x i)=S0(t)exp{x iβ},(7.11) where S0(t)=exp{−Λ0(t)}is a baseline survival function.Thus,the effect of the covariate values x i on the survivor function is to raise it to a power given by the relative risk exp{x iβ}.In our two-group example with a relative risk ofγ=2,the probability that a member of group one will be alive at any given age t is the square of the probability that a member of group zero would be alive at the same age.7.3.3The Exponential and Weibull ModelsDifferent kinds of proportional hazard models may be obtained by making different assumptions about the baseline survival function,or equivalently, the baseline hazard function.For example if the baseline risk is constant over time,soλ0(t)=λ0,say,we obtain the exponential regression model, whereλi(t,x i)=λ0exp{x iβ}.Interestingly,the exponential regression model belongs to both the propor-tional hazards and the accelerated life families.If the baseline risk is a constant and you double or triple the risk,the new risk is still constant (just higher).Perhaps less obviously,if the baseline risk is constant and you imagine timeflowing twice or three times as fast,the new risk is doubled or tripled but is still constant over time,so we remain in the exponential family.You may be wondering whether there are other cases where the two models coincide.The answer is yes,but not many.In fact,there is only one distribution where they do,and it includes the exponential as a special case.7.3.APPROACHES TO SURVIVAL MODELING13 The one case where the two families coincide is the Weibull distribution, which has survival functionS(t)=exp{−(λt)p}and hazard functionλ(t)=pλ(λt)p−1,for parametersλ>0and p>0.If p=1,this model reduces to the exponential and has constant risk over time.If p>1,then the risk increases over time.If p<1,then the risk decreases over time.In fact,taking logs in the expression for the hazard function,we see that the log of the Weibull risk is a linear function of log time with slope p−1.If we pick the Weibull as a baseline risk and then multiply the hazard by a constantγin a proportional hazards framework,the resulting distribution turns out to be still a Weibull,so the family is closed under proportionality of hazards.If we pick the Weibull as a baseline survival and then speed up the passage of time in an accelerated life framework,dividing time by a constantγ,the resulting distribution is still a Weibull,so the family is closed under acceleration of time.For further details on this distribution see Cox and Oakes(1984)or Kalbfleish and Prentice(1980),who prove the equivalence of the two Weibull models.7.3.4Time-varying CovariatesSo far we have considered explicitly only covariates that arefixed over time. The local nature of the proportional hazards model,however,lends itself easily to extensions that allows for covariates that change over time.Let us consider a few examples.Suppose we are interested in the analysis of birth spacing,and study the interval from the birth of one child to the birth of the next.One of the possible predictors of interest is the mother’s education,which in most cases can be taken to befixed over time.Suppose,however,that we want to introduce breastfeeding status of the child that begins the interval.Assuming the child is breastfed,this variable would take the value one(‘yes’)from birth until the child is weaned,at which time it would take the value zero(‘no’).This is a simple example of a predictor that can change value only once.A more elaborate analysis could rely on frequency of breastfeeding in a24-hour period.This variable could change values from day to day.For example a sequence of values for one woman could be4,6,5,6,5,4,...14CHAPTER7.SURVIVAL MODELS Let x i(t)denote the value of a vector of covariates for individual i at time or duration t.Then the proportional hazards model may be generalized toλi(t,x i(t))=λ0(t)exp{x i(t) β}.(7.12) The separation of duration and covariate effects is not so clear now,and on occasion it may be difficult to identify effects that are highly collinear with time.If all children were weaned when they are around six months old,for example,it would be difficult to identify effects of breastfeeding from general duration effects without additional information.In such cases one might still prefer a time-varying covariate,however,as a more meaningful predictor of risk than the mere passage of time.Calculation of survival functions when we have time-varying covariates is a little bit more complicated,because we need to specify a path or trajectory for each variable.In the birth intervals example one could calculate a survival function for women who breastfeed for six months and then wean.This would be done by using the hazard corresponding to x(t)=0for months0 to6and then the hazard corresponding to x(t)=1for months6onwards. Unfortunately,the simplicity of Equation7.11is lost;we can no longer simply raise the baseline survival function to a power.Time-varying covariates can be introduced in the context of accelerated life models,but this is not so simple and has rarely been done in applications. See Cox and Oakes(1984,p.66)for more information.7.3.5Time-dependent EffectsThe model may also be generalized to allow for effects that vary over time, and therefore are no longer proportional.It is quite possible,for example, that certain social characteristics might have a large impact on the hazard for children shortly after birth,but may have a relatively small impact later in life.To accommodate such models we may writeλi(t,x i)=λ0(t)exp{x iβ(t)},where the parameterβ(t)is now a function of time.This model allows for great generality.In the two-sample case,for ex-ample,the model may be written asλi(t|x)=λ0(t)if x=0λ0(t)eβ(t)if x=1,which basically allows for two arbitrary hazard functions,one for each group. Thus,this is a form of saturated model.。

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