今年9月,JMP產品更新至最新版本19。
此次更新為 JMP Pro 和 JMP 學生版新增了一個名為「因果處理效應」的平台,讓您可以使用傾向分數配對進行分析。

在本文中,我們將透過一個例子來解釋如何使用這個「因果處理效應」平台進行傾向得分配對。
傾向得分配對範例
為了研究某種醫療方法的有效性,我們收集了 181 名患者的數據。每位患者被分為「接受醫療治療」或「未接受醫療治療」兩類,並評估了治療結果(有效或無效)。
與治療和結果相關的患者特徵將作為協變量,包括性別、年齡、吸煙史、BMI 和嚴重程度評分。
結果(結果) :"Y:結果"(1:有效,0:無效)
處理方式:"T: 處理方式"(1: 處理(治療組),0: 未處理(對照組))
協變數:「X1:Sex」、「X2:Age」、「X3:Smoking」、「X4:BMI」、「X5:Severity Score」

可從本部落格下載此資料(JMP 格式)(PM_example.jmp)。
啟動因果治療效應平台
根據以上數據,執行以下操作:
- 選擇“分析”>“擬合模型”,然後將“模型規格”視窗右上角的方法變更為“因果處理效應” 。
- 如下圖所示,指定與 [Y] 和 [Treatment] 對應的欄位。此外,開啟「處理模型」標籤,並使用「新增」按鈕指定協變數(X1 至 X5)。
- 點擊運行。

注意:如果為 Y 指定名目(或有序)尺度列,則類別數必須為 2。此外,處理變數也必須是具有兩個類別的名目(有序)尺度列。 (不能使用三個或更多類別。)
在出現的“擬合因果處理效應”報告中,展開“其他傾向得分方法”,然後從“傾向得分匹配方法”中選擇“最近鄰”。
然後,您可以如下指定傾向評分法的各種選項:

選項的含義如下所述。
每次觀察的配對數:指定一個治療受試者應配對多少個對照受試者。
預設值“1”表示一對一匹配,“2”表示一對二匹配。
最小和最大傾向分數:設定用於配對的傾向分數的最小值和最大值。由於傾向得分的範圍為 0 到 1,因此預設為使用所有觀測值進行配對。
卡尺:表示待配對觀測值之間「傾向分數的最大允許差異」。實際上,容差的計算方法是將指定的卡尺值乘以「匹配統計量的共同標準差的合併估計值」。例如,如果估計的標準差為 0.1,而卡尺值指定為 0.2,則容差為 0.02(= 0.2 × 0.1)。超出容差範圍的觀測值將被排除在匹配之外。
配對統計:您可以指定「傾向分數的Logit值」(預設)或「傾向分數」。如果您指定“傾向分數的Logit值”,則配對將使用傾向分數的logit轉換值,而不是傾向分數本身。
有放回匹配:如果選取此項,則對照組中的相同觀測值可以重複用於多個處理組的觀測值。如果未選取此項,則已使用過一次的對照組觀測值將不再重複使用。通常,有放回抽樣會增加可配對的樣本數。
目前,請保留預設設置,然後點擊左側的「運行」。
匹配結果
查看報告「傾向評分配對摘要」。
“匹配參數”顯示您剛剛指定的選項的值。
「按治療分組的傾向分數分佈」顯示了每個治療組(=1)和對照組(=0)的傾向分數的logit分佈。藍點表示匹配的觀測值,紅點表示落在卡尺範圍之外的未匹配(排除)觀測值。

同時,系統會輸出一個新的資料表,總結匹配結果。表顯示了匹配樣本的狀態。匹配對顯示為“匹配 ID”。在本例中,治療組和對照組共創建了 68 對配對樣本。

注意:如果在模型報告中選擇“將因果效應列保存到表中”,則顯示估計因果效應的列(包括傾向得分、傾向得分的logit值以及行是否匹配)將保存到原始數據表中。

匹配數據分析
最終報告《匹配數據分析》提供了有關擬合匹配數據的模型的資訊。
本文所使用的模型為邏輯迴歸模型,結果變數為 Y,處理因素為固定效應,配對 ID 為隨機效應。在傾向評分配對中,評分相近的處理組和對照組會被配對,因此同一 ID 內的觀測值不能被視為獨立,這種情況透過將其視為隨機效應來解決。

查看“固定效應的參數估計”,項 Treatment[0-1] 的參數估計值為 -1.663。此項中顯示的 [0-1] 表示“對照組 (=0) 對處理組 (=1) 的影響”,顯示對照組的 logit 值(效應機率)比處理組低 1.663。
估計值 (-1.663) 的 95% 信賴區間為 [-2.554, -0.772],不包含 0,且 p 值很小,為 0.003,因此有顯著差異。
換句話說,可以得出因果推斷,進行醫療手術會顯著增加取得正面結果的機率。
在“二項式”報告左側的紅色三角形按鈕中選擇“[邊際預測圖] > [輪廓圖]”,即可獲得各組的“有效”預測機率。對照組的預測機率為 0.117,治療組的預測機率為 0.411,顯示該治療預計有約 30% 的效果。

如果我們取處理估計值(= -1.663)的符號的倒數,並將該值放在指數的肩部,我們得到
exp(1.663) = 5.28
這顯示了在「存在療效」這一標準下,治療組相對於對照組的優勢比。換句話說,接受治療後,療效的幾率比對照組高出約5.3倍。
即使 Y 是連續變數
到目前為止的例子中,Y 都是二元名義變量,但當Y 是連續變數時,也可以使用類似的操作來執行傾向分數配對。
JMP 範例資料「血壓治療.jmp」是使用連續變數「給藥後收縮壓」作為 Y 的範例。

在這種情況下,假設 Y 服從常態分佈,將線性混合模型擬合到匹配的資料。
作者:Naohiro Masukawa(JMP 日本)
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