ggplot2 というグラフをきれいに描画するパッケージを使って、エラーバー付きの平均値の折れ線グラフを描く方法を紹介する。
反復測定したエンドポイントの平均値と、SDとか95％信頼区間とかを描画する方法。
ggplot でエラーバー付き折れ線グラフを書く土台を作る
まずEZRのメニューから、反復測定分散分析を実行する。
以下のデータを修正して、グラフを描くスクリプトの前までで作成される、TempDF3というデータセットを流用する。
TempDF3 の内容を見てみると、ワイド形式だったデータをロング形式に変えたデータであると言える。
最初から、ロング形式、つまり、1 症例複数行のデータになっている場合は、次のステップから始めても大丈夫と思う。
グループ変数（この例は、FCZ）と時点変数（この例では、time2）をご自分のデータの変数名に置き換えることになる。
ggplot でエラーバー付き折れ線グラフを書く前準備をする
グラフ描画の前に、データ処理を便利にしてくれる dplyr パッケージをインストール install.packages(“dplyr”) して、library() で呼び出しておく。
library(dplyr)
次に、グループ FCZ のカテゴリごと、時点 time2 ごとに平均、標準偏差、ｎ、標準誤差を集計する。
group_time_mean_sd <- TempDF3 %>%
group_by(FCZ, time2) %>%
summarize(mean=mean(data, na.rm=T), sd=sd(data, na.rm=T), n=n(), se=sd/sqrt(n))
ちなみに、%>%とか、group_by()とかが、dplyr パッケージの機能・関数である。
集計結果は以下の通りになる。
FCZ グループごと、time2 時点ごとに、平均、標準偏差、サンプルサイズ、標準誤差が集計・計算されている。
ggplot2 を呼び出してエラーバー付き折れ線グラフを描画する
次に、ggplot2 パッケージを呼び出す。
library(ggplot2)
ggplot(), geom_line(), geom_errorbar(), geom_point() でグラフを描く。
ggplot2は、＋（プラス）で関数をつなげていく記法である。
まずは、標準偏差でエラーバーを描く場合。
ggplot(data=group_time_mean_sd, aes(x = time2, y = mean, group = FCZ, color = FCZ)) +
geom_line() +
labs(x = "Weeks", y = "CD ratio") +
geom_errorbar(aes(ymax = mean + sd, ymin = mean - sd), width = 0.2) +
geom_point(aes(color = FCZ, shape = FCZ), size = 4)
実行すると以下のようなグラフが描ける。
エラーバーを95％信頼区間にする場合は以下のスクリプト。
mean + sd のところが、mean + 1.96*se と変わっている。
ggplot(data=group_time_mean_sd, aes(x = time2, y = mean, group = FCZ, color = FCZ)) +
geom_line() +
labs(x = "Weeks", y = "CD ratio") +
geom_errorbar(aes(ymax = mean + 1.96*se, ymin = mean - 1.96*se), width = 0.2) +
geom_point(aes(color = FCZ, shape = FCZ), size = 4)
グラフはこんな感じになる。
点とエラーバーを少しだけずらしたい場合は、position = position_dodge() を使う。
ggplot(data=group_time_mean_sd, aes(x = time2, y = mean, group = FCZ, color = FCZ)) +
geom_line(position = position_dodge(0.2)) +
labs(x = "Weeks", y = "CD ratio") +
geom_errorbar(aes(ymax = mean + 1.96*se, ymin = mean - 1.96*se), width = 0.2, position = position_dodge(0.2)) +
geom_point(aes(color = FCZ, shape = FCZ), size = 4, position = position_dodge(0.2))
こんな感じで少しだけずれて、見やすくなる。
学術雑誌等へ投稿する場合に、白黒で表現したければ、以下のように書く。
ggplot()の中の、aes()内のlinetype=が線を実線、破線、点線などを指定している。
theme_classic()が白黒でシンプルな見た目にする関数である。
#for academic presentation and article
ggplot(data=group_time_mean_sd, aes(x = time2, y = mean, group = FCZ, linetype = FCZ)) +
geom_line() +
labs(x = "Weeks", y = "CD ratio") +
geom_errorbar(aes(ymax = mean + sd, ymin = mean - sd), width = 0.2) +
geom_point(aes(shape = FCZ), size = 4) +
theme_classic()
グラフはこんな感じになる。
95％信頼区間で描画するとこんな感じ。
ggplot(data=group_time_mean_sd, aes(x = time2, y = mean, group = FCZ, linetype = FCZ)) +
geom_line() +
labs(x = "Weeks", y = "CD ratio") +
geom_errorbar(aes(ymax = mean + 1.96*se, ymin = mean - 1.96*se), width = 0.2) +
geom_point(aes(shape = FCZ), size = 4) +
theme_classic()
まとめ
以上、統計ソフトＲの ggplot2 パッケージで、きれいなエラーバー付き平均値の折れ線グラフを描く方法を紹介した。
EZRのメニューを流用して、途中からスクリプトを書くという方法で、簡単にきれいなグラフが描ける。
参考になれば。
参考サイト
ggplot2を使ったグラフ作成（折れ線、時系列、エラーバー） : 干からびたウェット教授の独習でアール R
【R】ggplot2でエラーバーを付ける｜ドクターフント(Dr. Hund)
参考書籍
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[…] EZR と R の ggplot でエラーバー付きの平均値折れ線グラフを書く方法 ggplot2 […]