График Бланда-Альтмана

Визуализация данных

Пример графика Бланда–Альтмана

График Бланда –Альтмана ( диаграмма разностей ) в аналитической химии или биомедицине — это метод построения графиков данных , используемый при анализе соответствия между двумя различными анализами . Он идентичен графику средней разности Тьюки , ^[1] под этим названием он известен в других областях, но был популяризирован в медицинской статистике Дж . Мартином Бландом и Дугласом Г. Альтманом . ^{[2] [3]}

Строительство

Рассмотрим выборку, состоящую из наблюдений (например, объектов неизвестного объема). Оба анализа (например, различные методы измерения объема) выполняются на каждой выборке, что приводит к точкам данных. Затем каждая из выборок представляется на графике путем назначения среднего значения двух измерений в качестве -значения, а разницы между двумя значениями в качестве -значения. ${\displaystyle n}$ ${\displaystyle 2n}$ ${\displaystyle n}$ ${\displaystyle x}$ ${\displaystyle y}$

Декартовы координаты данного образца со значениями и , определенными двумя анализами, равны ${\displaystyle S}$ ${\displaystyle S_{1}}$ ${\displaystyle S_{2}}$

${\displaystyle S(x,y)=\left({\frac {S_{1}+S_{2}}{2}},S_{1}-S_{2}\right).}$

Для сравнения различий между двумя наборами образцов независимо от их средних значений более целесообразно рассмотреть соотношение пар измерений. ^[4] Логарифмическое преобразование (по основанию 2) измерений перед анализом позволит использовать стандартный подход; поэтому график будет задан следующим уравнением:

${\displaystyle S(x,y)=\left({\frac {\log _{2}S_{1}+\log _{2}S_{2}}{2}},\log _{2}S_{1}-\log _{2}S_{2}\right).}$

Эта версия сюжета используется в MA plot .

Приложение

Одним из основных применений графика Бланда–Альтмана является сравнение двух клинических измерений, каждое из которых дало некоторую ошибку в своих измерениях. ^[5] Его также можно использовать для сравнения новой техники или метода измерения с золотым стандартом , поскольку даже золотой стандарт не подразумевает — и не должен — отсутствия ошибок. ^[4] См. Analyse-it , MedCalc , NCSS , GraphPad Prism , R , StatsDirect или JASP для программного обеспечения, предоставляющего графики Бланда–Альтмана.

Графики Бланда–Альтмана широко используются для оценки согласия между двумя различными инструментами или двумя методами измерений. Графики Бланда–Альтмана позволяют идентифицировать любое систематическое различие между измерениями (т. е. фиксированное смещение) или возможные выбросы . Среднее различие является оценочным смещением, а SD различий измеряет случайные колебания вокруг этого среднего. Если среднее значение различия значительно отличается от 0 на основе t-критерия для одной выборки , это указывает на наличие фиксированного смещения. Если имеется последовательное смещение, его можно скорректировать, вычитая среднее различие из нового метода. Обычно вычисляют 95% пределы согласия для каждого сравнения (среднее различие ± 1,96 стандартного отклонения различия), что говорит нам, насколько далеко друг от друга измерения двумя методами, скорее всего, будут для большинства людей. Если различия в пределах среднего ± 1,96 SD не являются клинически важными, два метода могут использоваться взаимозаменяемо. 95% пределов согласия могут быть ненадежными оценками параметров популяции, особенно для небольших размеров выборки, поэтому при сравнении методов или оценке повторяемости важно рассчитать доверительные интервалы для 95% пределов согласия. Это можно сделать с помощью приближенного метода Бланда и Альтмана ^[3] или более точных методов. ^[6]

График Бланда-Альтмана, показывающий вероятное пропорциональное смещение

Графики Бланда–Альтмана также использовались для исследования любой возможной связи расхождений между измерениями и истинным значением (т. е. пропорционального смещения). Наличие пропорционального смещения указывает на то, что методы не согласуются одинаково по всему диапазону измерений (т. е. пределы согласия будут зависеть от фактического измерения). Чтобы формально оценить эту связь, разница между методами должна быть регрессирована на среднее значение двух методов. Когда была выявлена ​​связь между различиями и истинным значением (т. е. значительный наклон линии регрессии), должны быть предоставлены 95% пределы согласия на основе регрессии. ^[4]

Смотрите также

• участок МА
• График Гарднера-Альтмана

Примечания

Похожий метод был предложен в 1981 году Эксборгом. ^[7] Этот метод был основан на регрессии Деминга — методе, введенном Эдкоком в 1878 году.

Статья Бланда и Альтмана в журнале Lancet ^[3] заняла 29-е место в списке 100 самых цитируемых статей всех времен с более чем 23 000 цитирований. ^[8]

Ссылки

1. Cleveland WS (1993). Визуализация данных . Мюррей Хилл, Нью-Джерси: At & T Bell Laboratories. стр. 22–23. ISBN 978-0963488404. OCLC  29456028.
2. Altman DG, Bland JM (1983). «Измерение в медицине: анализ сравнительных исследований методов». The Statistician . 32 (3): 307–317. doi :10.2307/2987937. JSTOR  2987937.
3. Bland JM, Altman DG (1986). "Статистические методы оценки согласия между двумя методами клинических измерений" (PDF) . Lancet . 327 (8476): 307–10. CiteSeerX 10.1.1.587.8931 . doi :10.1016/S0140-6736(86)90837-8. PMID  2868172. S2CID  2844897. 
4. Bland JM, Altman DG (1999). «Измерение согласия в сравнительных исследованиях методов». Статистические методы в медицинских исследованиях . 8 (2): 135–60. doi : 10.1177/096228029900800204 . PMID  10501650. S2CID  9851097.
5. Ханнеман SK (2008). «Дизайн, анализ и интерпретация исследований сравнения методов». AACN Advanced Critical Care . 19 (2): 223–234. doi :10.1097/01.AACN.0000318125.41512.a3. PMC 2944826. PMID  18560291 . 
6. Каркит А (2015). «Точные параметрические доверительные интервалы для пределов согласия Бланда–Альтмана» (PDF) . Оптометрия и наука о зрении . 92 (3): e71–e80. doi :10.1097/OPX.00000000000000513. PMID  25650900. S2CID  11643889.
7. Эксборг С (1981) Оценка данных сравнения методов. Clin Chem 27:1311–1312
8. Van Noorden R, Maher B, Nuzzo R (2014). «100 лучших статей». Nature . 514 (7524): 550–553. Bibcode :2014Natur.514..550V. doi : 10.1038/514550a . ISSN  0028-0836. PMID  25355343.