คู่มือออปชันทั้งหมด
สร้างแบบจำลองว่าเหตุการณ์เกิดเมื่อใด ไม่ใช่แค่ว่าเกิดหรือไม่อ่าน 18 นาที

Survival Analysis, Hazard Rates และ Hazard Ratios

ทำความเข้าใจฟังก์ชัน survival, hazard, เส้นโค้ง Kaplan–Meier, Cox regression, proportional hazards และการใช้งาน time-to-event ในสินเชื่อและตลาดการเงิน

จัดทำโดย Mark · แหล่งข้อมูลหลักอยู่ด้านล่าง

คำตอบโดยตรง

Survival analysis ศึกษาเวลาตั้งแต่จุดเริ่มต้นที่กำหนดจนถึงเหตุการณ์หนึ่ง โดยยังเก็บการสังเกตที่ทราบเวลาเกิดเหตุการณ์เพียงบางส่วนไว้ ฟังก์ชัน survival คือความน่าจะเป็นที่จะยังไม่เกิดเหตุการณ์เกินช่วงเวลาหนึ่ง ส่วน hazard คืออัตราเกิดเหตุการณ์ฉับพลันในหน่วยที่ยังอยู่ในความเสี่ยง ไม่ใช่ความน่าจะเป็นทั่วไป Kaplan–Meier ประมาณเส้นโค้ง survival ที่ยังไม่ปรับปัจจัย ขณะที่ Cox regression เชื่อม covariates กับ hazard ผ่าน hazard ratio การตีความทุกอย่างขึ้นอยู่กับจุดเริ่มต้นของเวลา นิยามเหตุการณ์ กระบวนการ censoring และสมมติฐาน proportional hazards

เวลาและเหตุการณ์ต้องกำหนดร่วมกัน

ผลลัพธ์แบบ binary บันทึกว่าการผิดนัดเกิดขึ้นหรือไม่ ข้อมูล time-to-event ยังบันทึกว่าเกิดขึ้นเมื่อใดและสังเกตสินเชื่อที่ยังไม่ผิดนัดอยู่นานเท่าใด

นาฬิกาอาจเริ่มที่การเปิดสินเชื่อ การจดทะเบียน การใช้นโยบาย หรือการเข้าพอร์ต การเปลี่ยนจุดเริ่มต้นจะเปลี่ยน risk set และคำถามที่กำลังตอบ

กำหนดเหตุการณ์ สเกลเวลา ช่วงสังเกต delayed entry และเหตุการณ์ซ้ำก่อนเลือก estimator นาฬิกาที่กำกวมให้คำตอบที่แม่นยำต่อคำถามที่ไม่ชัดเจน

Survival และ hazard อธิบายคนละวัตถุ

ฟังก์ชัน survival S(t) คือความน่าจะเป็นที่เวลาเกิดเหตุการณ์ T มากกว่า t มันลดลงจากหนึ่งเมื่อเหตุการณ์สะสม และรองรับความน่าจะเป็นการรอดในช่วงเวลาที่เฉพาะเจาะจง

Hazard h(t) คืออัตราแบบฉับพลันที่มีเงื่อนไขว่าหน่วยยังไม่เกิดเหตุการณ์จนถึง t มันมากกว่าหนึ่งได้ เพราะเป็นอัตรา ไม่ใช่ความน่าจะเป็นตลอดช่วงเวลาที่มีขอบเขต

Survival สะท้อน hazard ที่สะสมตามเวลา hazard สูงช่วงสั้นกับ hazard ปานกลางที่คงอยู่ อาจให้เส้นโค้งต่างกันแม้มีค่า ณ ขณะหนึ่งเท่ากัน

Kaplan–Meier สร้างเส้นโค้งจาก risk set

ในแต่ละเวลาที่เกิดเหตุการณ์ estimator ของ Kaplan–Meier คูณค่าประมาณ survival เดิมด้วยสัดส่วนของ risk set ที่รอดจากเวลานั้น

หน่วยที่ถูก right-censor มีส่วนร่วมขณะที่ยังสังเกตได้ และออกจาก risk set เมื่อถูก censor ไม่ได้นับเป็นเหตุการณ์หรือถูกสมมติว่าจะรอดตลอดไป

ค่าประมาณช่วงท้ายอาจอาศัยหน่วยที่เหลือเพียงไม่กี่หน่วย แสดงจำนวนที่อยู่ในความเสี่ยงและแถบความเชื่อมั่น เพื่อไม่ให้หางกราฟยาวถูกเข้าใจว่าเป็นหลักฐานแข็งแรง

เปรียบเทียบเส้นโค้งได้หลายวิธี

Median survival คือเวลาครั้งแรกที่เส้นโค้งถึงหนึ่งในสอง แต่จะไม่กำหนดได้เมื่อหน่วยน้อยกว่าครึ่งเกิดเหตุการณ์

Restricted mean survival time คือการอินทิเกรตเส้นโค้งถึงช่วงเวลาที่เลือก และแสดงเวลาที่คาดว่าจะปลอดเหตุการณ์ภายในหน้าต่างนั้น

การทดสอบ log-rank เปรียบเทียบเหตุการณ์ที่สังเกตกับเหตุการณ์ที่คาดใน risk set ภายใต้สมมติฐานศูนย์ว่าเส้นโค้งเท่ากัน แต่ค่า p เพียงค่าเดียวไม่ได้อธิบายขนาดหรือเวลาของผล

Cox regression สร้างแบบจำลอง relative hazard

Cox model เขียน hazard ของหน่วยหนึ่งเป็น baseline hazard ที่ไม่กำหนดรูป คูณด้วยผลของ covariate แบบ exponential Partial likelihood ประมาณผลสัมพัทธ์โดยไม่ต้องกำหนดรูปร่าง baseline

Hazard ratio 1.5 หมายถึงอัตราเกิดเหตุการณ์ฉับพลันที่ประมาณได้สูงขึ้น 50% ในแต่ละเวลาที่เปรียบเทียบ ภายใต้ proportional hazards และ covariates คงที่

นี่ไม่ใช่การเพิ่มขึ้น 50% ของความน่าจะเป็นเหตุการณ์สะสม ไม่ใช่ข้อความเกี่ยวกับ median time และไม่ใช่ส่วนต่างความเสี่ยงสัมบูรณ์คงที่ ความเสี่ยงพื้นฐานยังมีความสำคัญ

Proportional hazards เป็นข้อจำกัดที่มีสาระ

ค่าสัมประสิทธิ์ของ Cox มาตรฐานสมมติว่า hazard ratio คงที่ตามเวลา เส้นโค้ง survival ที่ตัดกันหรือผลที่เปลี่ยนอาจขัดแย้งกับบทสรุปนี้

รูปแบบของ Schoenfeld residual และปฏิสัมพันธ์กับเวลาใช้วินิจฉัย nonproportionality ได้ แต่การทดสอบที่ไม่มีนัยสำคัญไม่ได้พิสูจน์สมมติฐาน

ใช้สัมประสิทธิ์ที่เปลี่ยนตามเวลา stratification แบบจำลองพาราเมตริกยืดหยุ่น หรือความแตกต่างเฉพาะช่วงเวลาเมื่ออัตราส่วนคงที่เดียวบดบังกระบวนการ

การใช้งานทางการเงินต้องควบคุม risk set

การผิดนัดสินเชื่อ การละเมิด covenant การปิดกองทุน การเลิกใช้ของลูกค้า และเวลาจนเข้าซื้อกิจการเป็นผลลัพธ์ตามเวลาที่เกิดเหตุการณ์ตามธรรมชาติและมีการติดตามไม่ครบ

ภาวะเศรษฐกิจมหภาคและตัวแปรบัญชีอาจเปลี่ยนตามเวลา การใช้ข้อมูลอนาคตเป็น covariate ตั้งต้นสร้าง look-ahead bias

การถูกถอดออกจากตลาด การรีไฟแนนซ์ และการชำระก่อนกำหนดอาจเป็น competing events ไม่ใช่ censoring ที่ไม่มีผล การปฏิบัติต่อสิ่งเหล่านี้ควรสอดคล้องกับคำถามทางธุรกิจ

รายงานผลสัมบูรณ์และสัมพัทธ์ร่วมกัน

ระบุนาฬิกา เหตุการณ์ กฎ censoring กฎการเข้าตัวอย่าง ช่วงเวลา จังหวะของ covariate และวิธีจัดการ ties หรือเหตุการณ์ซ้ำ

ให้ตารางความเสี่ยง ความน่าจะเป็น survival ในช่วงเวลาที่มีประโยชน์ median หรือ restricted mean hazard ratios พร้อมช่วง และการวินิจฉัยสมมติฐาน

ข้อสรุปที่มีประโยชน์ที่สุดรวมความสัมพันธ์สัมพัทธ์กับความน่าจะเป็นของเหตุการณ์สัมบูรณ์สำหรับประชากรและช่วงเวลาที่ระบุ โดยไม่เรียกอย่างใดอย่างหนึ่งว่าเป็นการรับประกันการพยากรณ์

คำถามที่พบบ่อย

Hazard rate มากกว่าหนึ่งได้หรือไม่?

ได้ Hazard เป็นอัตราฉับพลันต่อหน่วยเวลา ไม่ใช่ความน่าจะเป็นที่มีขอบเขตในช่วงเวลาคงที่

Hazard ratio 2 เหมือนกับความน่าจะเป็นของเหตุการณ์เป็นสองเท่าหรือไม่?

ไม่ มันเปรียบเทียบอัตราฉับพลันในผู้ที่ยังรอด ณ เวลานั้น ส่วนความน่าจะเป็นสะสมยังขึ้นอยู่กับ hazard พื้นฐานและเวลา

จะทำอย่างไรเมื่อยังไม่ถึง median survival?

รายงาน survival ในช่วงเวลาที่เกี่ยวข้องหรือ restricted mean survival time แทนการ extrapolate median ที่ไม่มีหลักฐานรองรับ

Kaplan–Meier ปรับด้วย covariates หรือไม่?

Estimator พื้นฐานไม่ปรับ Stratified curves ใช้เปรียบเทียบกลุ่ม ส่วนวิธี regression ใช้สร้างแบบจำลองความสัมพันธ์ของ covariates

แหล่งข้อมูลและการอ่านเพิ่มเติม

คู่มือที่เกี่ยวข้อง