预测模型开发样本量(Riley 准则 / pmsampsize)

定义

预测模型开发(developing a clinical prediction model)的样本量目标与「检验一个效应」不同:目标是让模型参数估计足够精确,而不是让模型「显著」。Riley et al. 给出的准则按结局类型分两套123:

结局类型 准则数 具体内容
二分类 / 生存 3 条 ① 收缩:预测效应被高估不超过 10%(shrinkage ≥ 0.90);② 乐观度:apparent 与 adjusted 的 Nagelkerke R² 之差 ≤ 0.05;③ 精度:关键时点平均风险的估计误差 ≤ ±0.05
连续 4 条 ① 收缩同;② apparent 与 adjusted R² 之差 ≤ 0.05;③ 残差标准差估准;④ 平均结局值估准

资料陈述:上述三/四条准则的文字来自 pmsampsize 包文档的 Details 段(该段由 Riley 团队审读),Crossref 可核的书目为 Riley et al. 2018 Part II(二分类与生存,Stat Med 38(7):1276–1296)与 Riley et al. 2020 综述(BMJ 368:m441)123。

⚠️ 本页旧表述更正(EPV 不是准则):本页早先曾把「EPV ≥ 10」列为 Riley 准则之一,与上述文档不符。EPV(输出列 EPP,events per predictor parameter)是 pmsampsize 算出的结果指标,用来对照旧惯例,而不是三条准则之一。这一点与本库博客《别再迷信每个变量10个事件》的立论一致,两处此前相互矛盾,现以包文档为准统一。

主流 R 实现

包 定位 典型入口 独特能力
pmsampsize 开发样本量(唯一) pmsampsize(type="b", csrsquared=0.288, parameters=24, prevalence=0.174) 二分类/生存/连续;cstatistic 或 csrsquared 任一输入
psfmi 多重插补后建模(稳健性检验) psfmi_lr() 配合 pmsampsize 做敏感性
PredictABEL 预测模型评估(校准/区分度) predperf() 评估端,非样本量

pmsampsize 的参数(已实跑确认)

参数 含义 注意
type "b" 二分类 / "c" 连续 / "s" 生存 —
parameters 候选预测变量数 —
prevalence 事件发生率(二分类) —
csrsquared Cox-Snell R²(现有模型的) 与 cstatistic 二选一
cstatistic C 统计量(现有模型的) 与 csrsquared 二选一
shrinkage 保留 shrinkage(默认 0.90) —
corr 预测变量间平均相关 旧版参数,已移除
ORperSD — 旧版参数,已移除

实跑示例(本库 R 实跑记录,原始脚本未随页发布)

library(pmsampsize)
pmsampsize::pmsampsize(type="b", cstatistic=0.89, parameters=24, prevalence=0.174)
# 输出:总样本 661(含 116 个事件,EPP=4.79),三个准则分别 617/661/221

pmsampsize::pmsampsize(type="b", csrsquared=0.288, parameters=24, prevalence=0.174)

关键文献

主张 核心文献 书目(Crossref 核实)
连续结局开发样本量 Riley et al. 2018 Part I Stat Med. 2018;38(7):1262–1275. DOI 10.1002/sim.7993
二分类与生存结局开发样本量 Riley et al. 2018 Part II Stat Med. 2018;38(7):1276–1296. DOI 10.1002/sim.7992
综述与应用指南 Riley et al. 2020 BMJ. 2020;368:m441. DOI 10.1136/bmj.m441
EPV 不是绝对下限 Vittinghoff & McCulloch 2007 Am J Epidemiol. 2007;165(6):710–718. DOI 10.1093/aje/kwk052

书目更正(本页旧版):本页早先将 Riley 2018 写作「Stat Med 37:2601–2623」,Crossref 无此条目;正确为 38(7),Part I 1262–1275、Part II 1276–1296。另:生存结局的一手方法学文献是 Part II(2018)(其标题即「binary and time-to-event outcomes」),BMJ 2020 为应用综述,旧版把生存准则单归于 BMJ 2020 不准确。

相关

参考文献

上述四条书目均经 Crossref 逐条核对;准则文字取自 pmsampsize 1.1.3 包文档(Details 段),非本库推断。


  1. Riley RD, Snell KIE, Ensor J, Burke DL, Harrell FE Jr, Moons KGM, Collins GS. Minimum sample size for developing a multivariable prediction model: Part I – Continuous outcomes. Statistics in Medicine. 2018;38(7):1262–1275. DOI: 10.1002/sim.7993. ↩︎ ↩︎

  2. Riley RD, Snell KIE, Ensor J, Burke DL, Harrell FE Jr, Moons KGM, Collins GS. Minimum sample size for developing a multivariable prediction model: Part II – Binary and time-to-event outcomes. Statistics in Medicine. 2018;38(7):1276–1296. DOI: 10.1002/sim.7992. ↩︎ ↩︎

  3. Riley RD, Ensor J, Snell KIE, Harrell FE Jr, Martin GP, Reitsma JB, Moons KGM, Collins GS, van Smeden M. Calculating the sample size required for developing a clinical prediction model. BMJ. 2020;368:m441. DOI: 10.1136/bmj.m441. ↩︎ ↩︎