因子实验的相同条件下如何处理重复测量?

机器算法验证 方差分析 重复测量 实验设计 lme4-nlme
2022-03-24 23:08:13

我在心理学领域,并试图探索混合建模在析因实验中分析我的重复测量数据的效用。使用混合模型的主要原因是我想避免对在相同实验条件下收集的数据进行平均的常见做法。我的理解是,重复测量方差分析通常需要每个受试者每个条件只有一个观察值。如果您对同一主题有多个相同条件的复制怎么办?

更具体地说,我有两个条件,一个主体间因素 A(2 个级别)和一个主体内因素 B(3 个级别)。每个 B 级别有 4 次重复,每个受试者总共 12 次随机顺序试验。通常,我会简单地对这 4 项进行平均,以估计受试者在该条件下的表现,然后运行,但似乎这样我就抛出了有关可变性的有价值信息。如何使用 R 中的混合建模来处理此类数据(我一直在使用 lmer 函数)。也许包括试用号作为另一个变量会起作用?我尝试将试验#作为随机因素与主题一起包括在内,但与错误和主题相比,它的估计方差非常低。

2个回答

我认为您不必将试验作为随机因素包括在内(除非它有任何意义,但您说它们只是随机顺序的重复)。您只需将主题声明为随机因素,R就会检测到每个主题*B 单元格有 4 个观察值。df入输出(如果您使用nlme)进行确认。在经典的 ANOVA 设计环境中,这将允许评估 B* 受试者交互作用[即,如果受试者之间的因子内效应差异足够大]。

我认为完整的模型将是 m1 = lmer(DV ~ A * B + (B|Subject), data=data)(如果使用lmer)或m1 = lme(DV ~ A * B), random= ~B|Subject, data=data(如果使用nlme

多级模型(又名混合模型等)旨在处理您对一个人进行多项测量的情况。

在典型的 2x2 设计(重复测量)中,您在每个单元格中有多个观察值,但这些观察值是针对不同且不相关的主题(人或其他),因此,它们是独立的,并且 ANOVA 或回归(两者都是一般线性模型)很好(只要满足其他假设)。

如果您对每个主题都进行了重复测量,则这些数据不是独立的。有多种方法可以解决这个问题。一种方法是平均每个人的数据,但这不是一个很好的方法。更好的方法是多级模型或一般估计方程(GEE)。

不幸的是,这里的术语会变得非常混乱。最好写方程。

一般线性模型(正则方差分析或回归):

Y=Xβ+ϵ

其中 Y 是因变量的向量,X 是自变量矩阵,β要估计的参数向量和ϵ是错误。这假设

ϵiid N(0,σ)

多层次:

Y=Xβ+Zγ+ϵ

其中 Z 是(已知的)设计矩阵,并且γ是随机效应参数的向量。假设γN(0,σ)并且之间的协方差γϵ为 0。