下圖被稱為火山圖，因為它看起來像一座火山正在噴發。
這種類型的圖表最初用於遺傳分析領域，用於同時視覺化比較不同組別（例如，性別或基因型）之間多個基因表現水平的差異的大小和顯著性。
然而，它除了用於基因分析外，還可以用於其他用途，例如從大量變數中有效篩選重要變數。例如，在比較改進前後製程資料中的許多參數，並提取影響較大的製程時，此方法非常有效。
火山圖是一種二維圖表，用於顯示統計量，例如差異的大小和顯著性。 JMP 可讓您直接從圖表中深入挖掘數據，從而提高篩選效率。
JMP 19 也新增了與火山圖相關的功能。本文將介紹這些功能以及在 JMP 中使用火山圖進行資料探索的流程。
什麼是火山圖？如何在 JMP 中建立火山圖？
本節說明如何使用 JMP 範例資料集「Drosophila Aging.jmp」建立火山圖。
這些數據是果蠅實驗的結果，針對每種基因型（ORE、SAM）、性別（女性、男性）、年齡（WK1、WK6）和通道（Cy3、Cy5）的組合，測量了 100 個基因的表達量（以 2 為底的對數轉換）。
利用這些數據，我們將比較 100 個基因在不同基因型、性別、年齡和通道之間的表達水平，並檢驗差異較大的組合（在這種情況下，將進行單變量分析）。
即使你不熟悉基因數據，也可以把它想像成比較不同族群之間許多定量值的例子。
操作
選擇[分析] > [篩選] > [反應篩選] ，並將 100 個基因（連續尺度）列指定為 [Y，反應變數]，並將「基因型」、「性別」、「年齡（週）」和「通道」（名目尺度）指定為 [X]。
此外，由於火山圖比較的是平均值差異，因此假設指定的 Y 變數處於同一尺度，所以需要勾選「[Y 變數處於相同尺度]」 。另外，這裡我們將勾選「[在火山圖中套用 FDR]」 ，並使用針對多重檢定進行校正的 p 值（如下所述）。
當顯示「回應篩選」報告時，按一下報告中的「FDR 對數價值差異」標籤以顯示火山圖。
在這個例子中，
- 比較不同基因型間100個基因的表達水平
- 比較兩性間100個基因的表達水平
- 比較不同年齡組間100個基因的表達水平
- 比較不同通道間100個基因的表達水平
因此，總共進行了 400 次比較，圖表上的點對應於這 400 個結果。
如何解讀火山圖
火山圖的橫軸表示差異的大小，縱軸表示差異的顯著性。如果差異很大，則可能只是由於偶然因素或變異性造成的。因此，還需要檢定其統計顯著性。
橫軸：平均差值
橫軸表示各組間平均值的差異。報告底部「平均差異」標籤中顯示的「差異」值用於繪製圖表。
例如，第一行顯示了 log2in_GC6372 的表達水平，計算方法為「平均男性 - 平均女性」。
因此，如果男性的平均表現量較高，則會顯示在右側；如果女性的平均表現量較高，則會顯示在左側。
縱軸：FDR對數效能
由於選取了“在火山圖中應用 FDR”，縱軸繪製的是 FDR 調整後的對數價值。該值是使用以下步驟（①、②、③）計算的。
①計算t檢定的p值
對於每個基因，計算 t 檢定 p 值，以比較各組之間基因表現的差異。
②使用FDR校正多重比較的p值
由於進行了多次比較，我們計算了經多重比較校正後的p值，以防止因偶然因素導致顯著差異。 FDR（錯誤發現率）指的是假陽性率，即被判定為顯著的結果中實際包含不顯著結果（假陽性）的預期比例。
➂FDR對數效能的計算
FDR 對數值是將步驟 2 中獲得的 FDR 校正 p 值轉換為 -log10（FDR 校正 p 值）。這種轉換使得較小的 p 值顯示在較高的位置，從而更容易觀察和檢驗顯著性。
「結果表」中的「FDR 對數價值」是使用上述步驟①、②和③計算的值，該值繪製在縱軸上。
如火山圖右邊的圖例所示，紅色點表示 FDR p 值小於 0.01 的正平均值差異，藍色點表示 FDR p 值小於 0.01 的負平均值差異。
值得關注這些彩色圓點。
使用 JMP 深入挖掘數據
觀察火山圖，右上角的五個紅點值得關注。這些紅點代表平均差異較大且具有高度顯著性的比較結果。
在圖表中選擇這些點，也會在結果表和平均值表中選擇對應的行，以便查看更多詳細資訊。
為了更深入地挖掘，在選定選項後，從報告「回應篩選」左側的紅色三角形按鈕中選擇「所選項目的雙變量關係」 。雙變量關係平台將新增「單向分析」報告。
下圖展示了基因「log2in_CG6372」在兩性間的比較報告。從圖中我們可以直觀地看出，該基因在男性中的表現量遠高於女性。
此外，最新版本 JMP 19 在火山圖右側新增了「選擇 X」和「選擇 Y」這兩個便利功能。透過選擇要分析的 X 和 Y 變量，匯總表中的相應點和行將被高亮顯示。
左下角：點選「基因型」。基因型比較的繪圖點會以高亮顯示，但大多數紅色和藍色點未被選取。
右下角：點選「性別」。性別對比的圖表點已高亮顯示，但許多紅色和藍色點已被選中。
這表明，男女之間存在許多顯著差異的基因。
您也可以同時使用“選擇 X”和“選擇 Y”。下圖展示了一個範例，其中在「選擇 Y」中選擇了前五個基因，然後在按住 Ctrl 鍵的同時，在「選擇 X」中選擇了「基因型」。此時，會選取一個紅點。如果您將滑鼠遊標移到該點附近，懸停標籤會顯示該點是比較不同基因型之間「log2in_TMS1」值的結果。
概括
火山圖是一種透過同時視覺化多個變數差異的大小和顯著性來分析重要因素的方法。在 JMP 中，您可以從火山圖中選擇重要因素，並深入探索這些因素。
最後，這裡有一個視頻，總結了您目前為止執行的 JMP 操作（無音頻）。
作者：Naohiro Masukawa（JMP 日本）
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