使用SAS 9.2 繪製ROC曲線和比較

在2008年4月的時候，曾經寫過一篇繪製ROC曲線和比較兩條ROC曲線下面積的小文章，這篇是以MACRO來畫圖和比較，而在新版的SAS 9.2中已經可以於PROC LOGISTICS直接繪製高品質的ROC曲線(Receiver Operating Characteristic Curves, ROC Curves)。

在SAS 9.2中ODS GRAPHICS支援的程序增加許多，其中也包括PROC LOGISTICS。

先產生一筆虛擬的資料 data Age_data;
input disease age bw@@;
datalines;
0 50 65  0 39 61  0 21 70  0 61 67
0 30 55  0 35 63  0 25 52  0 41 66
0 43 52  0 36 54  0 37 46  0 25 61
0 41 53  0 62 55  0 28 70  0 33 68
1 52 45  1 49 61  1 47 42  1 62 31
1 55 67  1 70 61  1 75 55  1 77 52
1 81 68  1 64 53  1 62 41  1 39 57
1 61 51  1 61 55  1 57 49  1 79 67
;
run;

接下來就直接套用繪製的ROC曲線的語法 ods graphics on;
proc logistic data=age_data plots(only)=(roc) rocoptions(id=prob) ;
model disease (event='1')=age;
run;
ods graphics off;

ods graphics on：為宣告要繪製ods graphics的圖，而ods graphics off宣告結束，幾乎ods系列的語法都是類似的語法。
plots(only)=(roc)：在proc logistic程序中，新增了幾個選項，plots為宣告要繪製統計圖，括號中的only為要求SAS只要畫出所需的圖就好，而在後面的【 (roc) 】和SAS說我們需要的圖為ROC曲線。
rocoptions(id=prob)：表示在圖形上的點要放哪些資訊，目前有兩種可以選擇，【prob】為predicted probability ，而【obs】為observation number。
這幾個簡單的指令便可畫出高品質的ROC曲線。 而且還順便秀出AUC（Area Under Curve）的值。

 

如果在model後面多放一個變項（BW），則畫出此模型（age和bw的模型）的ROC曲線。 ods graphics on;
proc logistic data=age_data plots(only)=(roc) rocoptions( id=prob) ;
model disease (event='1')=age bw;
run;
ods graphics off;

此模型的ROC曲線為下圖：

不過也許大家比較想看到的是，單圖age或bw的圖，或是一張圖裡面同時有age和bw「個別」的ROC曲線，而不是模型的結果。

ods graphics on;
proc logistic data=age_data plots(only)=(roc) rocoptions( id=prob) ;
model disease (event='1')=age bw;
roc '年齡' age;
roc '體重' bw;
run;
ods graphics off;

roc：個別宣告要繪製哪些變項的圖形，這裡我想個別看age及bw的ROC曲線。有單引號包住的文字，為宣告此圖形中變項的名稱，分別為「年齡」及「體重」。不過如果只使用這個語法的話，SAS同時還會多給一張model的圖，和age+bw+model的圖。

上面這張圖，雖然多了一個model的曲線，但這不一定是每次都想見到的，我的經驗，大多臨床工作者，都不太瞭解model這條曲線的意義，即使解釋了很久都還是不會用，因此單純的age和bw的比較也許就很足夠了。這個時候將程式修改成下面的寫法即可。

ods graphics on;
proc logistic data=age_data plots(only)=(roc) rocoptions( id=prob) ;
model disease (event='1')=age bw/nofit;
roc '年齡' age;
roc '體重' bw;
run;
ods graphics off;

其實就只是多了一【nofit】，這會讓SAS不要做整個model估計，只分別對age和bw做兩個logisitc regression，此時Log視窗也會提醒，「NOTE: The NOFIT option is specified.  No parameters are estimated and all other MODEL statement options (except FIRTH ,LINK= ,NOINT ,OFFSET= ,ROC ,and TECHNIQUE=) are ignored.」。結果如下圖：

最後就是比較age和bw的AUC有無統計上的差異了。

ods graphics on;
proc logistic data=age_data plots(only)=(roc) rocoptions( id=prob  ) ;
model disease (event='1')=age bw/nofit;
roc '年齡' age;
roc '體重' bw;
roccontrast  reference('體重')/ estimate e;
run;
ods graphics off;

roccontrast：比較ROC曲線。結果如下：

SAS 9.2此項新功能，我自己覺得使用上比MACRO直覺許多！