多水平模型简介资料

1 4 1 71 1 78 80 90 95 92 100 93 100 1 5 0 71 1 72 75 75 75 82 － 82 － 1 6 1 67 1 80 80 93 85 100 95 － －
二分类多水平模型实例
某省进行了农村贫困居民的家庭卫生
服务调查。先随机抽取乡镇，每个乡 镇分别抽取2个行政村，每个村再随机 抽取一定数量的家庭进行调查。共调 查了30个乡镇，832户贫困家庭户，共 计2369名15岁及以上的居民。
• Strong hierarchies. • Much more variations between
individuals than between occasions within individuals.
A Hypothetical Example - Two measurement occasions
Definition of Multilevel Analysis
Snijders & Bosker (1999):
Multilevel analysis is a methodology for the analysis of data with complex patterns of variability, with a focus on nested sources of variability.
具有这种结构的数据叫独立结构数据
• 当应变量的协方差阵不满足对称条件（∑≠δ2
Ⅰ ） 时 , 大 多 为 系 统 结 构 数 据 （ hierarchical structure data）。
• 多水平统计模型用于研究具有层次结构或嵌套式 结构的数据,此类数据的主要特征是反应变量的 分布在个体间不具备独立性,但存在某些范围内 的聚集性, 如分层抽样或整群抽样的数据。
变量
hosp no time group age gender ess0 adl0 ess adl
变量取值
1~15 1~456 1~3周 试验组＝1，对照组＝0 18~75岁 女性＝0，男性＝1 40～80 (评分高病情轻) 0～95 (评分高病情轻) 0~100 0～100
新药临床试验原始资料格式
schools). 2. Take random sample from sub-population
(e.g. classes). 3. Take random sample from sub-population
(e.g. students).
调查研究
• 某省调查其农村居民的卫生服务
随机抽取30个乡镇，每个乡镇分别抽取2个 行政村，每个村再随机抽取33户（家庭），对 每个家庭前半年内的常住人口进行问卷调查。
医院 患者 编号 编号
组别
年龄
性别
疗前 疗后1周 疗后2周 疗后3周 ESS0 ADL0 ESS1 ADL1 ESS2 ADL2 ESS3 ADL3
1 1 1 60 0 69 50 73 50 86 90 85 100
1 2 0 43 1 76 75 82 75 84 100 90 100
1 3 1 61 1 40 30 42 35 55 35 72 45
– Genetics – Environment – Both
实验研究：如致畸试验
• 层次结构：
孕鼠1
窝别效应 孕鼠2
孕鼠p
子鼠1 子鼠2 。。。子鼠m 子鼠1 子鼠2 。。。子鼠m 子鼠1 子鼠2 。。。子鼠m
Observational Studies
• Multi-stage sampling is cost effective. 1. Take random sample from population (e.g.
多水平模型的不同称谓： 层次线性模型（hierarchical linear model） 混合效应模型（mixed-effects model） 混合模型（mixed model）
这些模型或许在算法或应用领域的普及 程度上有差别，但是都是处理具有层次结构 的数据或非独立数据的。
常规数据的特征: • 相互独立，等方差 • 由yi构成的观测向量服从正态分布
多水平模型主要种类
• 重复测量资料的多水平模型 • 二分类资料的多水平模型 • Poisson分布资料的多水平模型 • 多水平Meta分析模型 • 多水平生存时间的统计模型 • ……
多元重复测量资料的 多水平模型实例
新药临床试验资料数据库变量编码
指标
医院编号 患者编号 观察时间 组别 患者年龄 患者性别 疗前ESS评分 疗前ADL评分 疗后ESS评分 疗后ADL评分
百度文库
。
多元回归数据结构
Data and Examples
Children within families: • Children with same biological parents tend to
be more alike than children chosen at random from the general population. • They are more alike because
多水平统计模型概念
多水平模型（Multilevel Models）又称随 机效应模型（Random Effect Models），它是在 二十世纪八十年代，由英美教育统计学家基于方 差成分分析而提出的统计模型。
多水平模型理论是国外近些年发展起来的处 理系统结构数据的多元统计方法，是将Ⅱ型方差 分析理论与多元统计分析相结合的新技术。
多水平模型简介
公共卫生与家庭医学学院 郭秀花 2011.4.25
传统的统计学分析是建立在个体测量值相 互独立的假设上。如：多元回归模型的估 计方法是建立在个体测量值要相互独立， 当假设不成立时，回归模型中的各参数估 计值的有效性和统计特征均会受到影响， 从而最终的统计推断结论将可能偏倚。估 计值的标准误会有偏差。
• 具有明显的层次结构（乡镇→行政村→ 户→个体）；
• 在经济水平、生活方式、生活习惯上都 具有某种程度上的相似性或聚集性；个 体的数据是非独立的 。
Examples of Hierarchies
Longitudinal Data
Same individuals measured on multiple occasions.