Klassisk ANOVA/ lineær modell



Like dokumenter
Anvendt medisinsk statistikk, vår Repeterte målinger, del II

Repeterte målinger. Repeterte målinger. Eirik Skogvoll

Repeterte målinger. Repeterte målinger. Eirik Skogvoll. Gjentatte observasjoner på samme individ:

Lineære modeller i praksis

MASTER I IDRETTSVITENSKAP 2018/2020. Individuell skriftlig eksamen. STA 400- Statistikk. Mandag 18. mars 2019 kl

Generelle lineære modeller i praksis

Bakgrunn. KLMED 8006 Anvendt medisinsk statistikk - Vår 2008 Repeterte målinger. Overvekt: løp for livet

Prøveeksamen i STK3100/4100 høsten 2011.

KLMED 8006 Anvendt medisinsk statistikk - Vår 2009 Repeterte målinger

Forelesning 13 Regresjonsanalyse

Sammenlikninger av gjennomsnitt. SOS1120 Kvantitativ metode. Kan besvare to spørsmål: Sammenlikning av to gjennomsnitt

MASTER I IDRETTSVITENSKAP 2014/2016. Individuell skriftlig eksamen. STA 400- Statistikk. Fredag 13. mars 2015 kl

Datamatrisen: observasjoner, variabler og verdier. Variablers målenivå: Nominal Ordinal Intervall Forholdstall (ratio)

Eksamen i : STA-1002 Statistikk og. Eksamensdato : 26. september Sted : Administrasjonsbygget. Tillatte hjelpemidler : - Godkjent kalkulator

Eksamensoppgave i ST3001

Multisample Inference del 2 (Rosner ) Øyvind Salvesen

Oppgave 1. og t α/2,n 1 = 2.262, så er et 95% konfidensintervall for µ D (se kap 9.9 i læreboka): = ( 0.12, 3.32).

Eksamensoppgave i PSY2017/PSYPRO4317. Statistikk og kvantitative forskningsmetoder. Psykologisk institutt

Analyse av kontinuerlige data. Intro til hypotesetesting. 21. april Seksjon for medisinsk statistikk, UIO. Tron Anders Moger

MOT310 Statistiske metoder 1, høsten 2010 Løsninger til regneøving nr. 11 (s. 1) der

Repeated Measures Anova.

MASTER I IDRETTSVITENSKAP 2014/2016. Utsatt individuell skriftlig eksamen. STA 400- Statistikk. Mandag 24. august 2015 kl

Forelesning 8 STK3100/4100

HØGSKOLEN I STAVANGER

EKSAMEN I PSY3100 FORSKNINGSMETODE KVANTITATIV HØSTEN 2012

ESTIMATION OF PREANALYTICAL UNCERTAINTY IN CLINICAL CHEMISTRY

Høye skårer indikerer høye nivåer av selvkontroll.

Eksamensoppgave i PSY3100 forskningsmetoder kvantitativ

Eksamensoppgave i PSY3100 Forskningsmetode kvantitativ

7. november 2011 Geir Storvik

MASTER I IDRETTSVITENSKAP 2013/2015 MASTER I IDRETTSFYSIOTERAPI 2013/2015. Utsatt individuell skriftlig eksamen. STA 400- Statistikk

Variansanalyse. Uke Variansanalyse. ANOVA=ANalysis Of Variance

Multippel lineær regresjon

EKSAMENSOPPGAVER STAT100 Vår 2011

Eksamensoppgave i PSY3100 Forskningsmetode - kvantitativ

Fordelinger, mer om sentralmål og variasjonsmål. Tron Anders Moger

Oppgave 1. T = 9 Hypotesetest for å teste om kolesterolnivået har endret seg etter dietten: T observert =

Er det enklere å anslå timelønna hvis vi vet utdanningslengden? Forelesning 14 Regresjonsanalyse

Eksamensoppgave i PSY2017/PSYPRO4317 Statistikk og kvantitative forskningsmetoder

Løsningsforslag øving 9, ST1301

SOS 301 og SOS31/ SOS311 MULTIVARIAT ANALYSE

Eksamensoppgave i PSY2017/PSYPRO4317 Statistikk og kvantitative forskningsmetoder

MOT310 Statistiske metoder 1, høsten 2006 Løsninger til regneøving nr. 8 (s. 1) Oppgaver fra boka:

MOT310 Statistiske metoder 1, høsten 2006 Løsninger til regneøving nr. 7 (s. 1) Oppgaver fra boka: n + (x 0 x) 2 σ2

MASTER I IDRETTSVITENSKAP 2013/2015 MASTER I IDRETTSFYSIOTERAPI 2013/2015. Individuell skriftlig eksamen. STA 400- Statistikk

Kp. 13. Enveis ANOVA

Oppgave 1. X 1 B(n 1, p 1 ) X 2. Vi er interessert i forskjellen i andeler p 1 p 2, som vi estimerer med. p 1 p 2 = X 1. n 1 n 2.

Tillatte hjelpemidler: C3: alle typer kalkulator, alle andre hjelpemidler

Medisinsk statistikk Del I høsten 2009:

Multisample Inference del 2 (Rosner )

UNIVERSITETET I OSLO

SOS 31 MULTIVARIAT ANALYSE

EKSAMEN I TMA4255 ANVENDT STATISTIKK

EKSAMEN I FAG TMA4255 ANVENDT STATISTIKK

PSY2012 Forskningsmetodologi III: Statistisk analyse, design og måling Eksamen vår 2014

Løsningsforslag eksamen STAT100 Høst 2010

Eksamensoppgave i PSY3100 Forskningsmetode - Kvantitativ

Forelesning 13 Analyser av gjennomsnittsverdier. Er inntektsfordelingen for kvinner og menn i EU-undersøkelsen lik?

Innhold. Multisample inference - del 2 (Rosner, ) Data Effect of Lead Exposure (Eks. i Rosner Kap mm)

Løsningsforslag eksamen 25. november 2003

SOS1120 Kvantitativ metode. Regresjonsanalyse. Lineær sammenheng II. Lineær sammenheng I. Forelesningsnotater 11. forelesning høsten 2005

HØGSKOLEN I STAVANGER

Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet Fakultet for samfunnsvitenskap og teknologiledelse Pedagogisk institutt

Fra krysstabell til regresjon

ST0202 Statistikk for samfunnsvitere Kapittel 9: Inferens om én populasjon

Forelesning 11 STK3100/4100

EKSAMEN I TMA4255 ANVENDT STATISTIKK

UNIVERSITETET I OSLO

Statistikk er begripelig

UNIVERSITETET I OSLO

Oppgave 1. Kilde SS df M S F Legering Feil Total

Påvirker fastlegene sykefraværet? Arild Aakvik, UiB Tor Helge Holmås, Rokkansenteret Kamrul Islam, UiB

Til bruk i metodeundervisningen ved Høyskolen i Oslo

1 Section 7-2: Estimere populasjonsandelen. 2 Section 7-4: Estimere µ når σ er ukjent

Statistisk analyse av data fra planlagte forsøk

MOT310 Statistiske metoder 1, høsten 2011 Løsninger til regneøving nr. 7 (s. 1) Oppgaver fra boka: n + (x 0 x) 2 1. n + (x 0 x) 1 2 ) = 1 γ

Eksamensoppgave i PSY2017/PSYPRO4317. Statistikk og kvantitative forskningsmetoder. Målform/språk: Bokmål Antall sider: 10. Psykologisk institutt

Fra boka: 10.32, 10.33, 10.34, 10.35, 10.3 og (alle er basert på samme datasett).

2. Hva er en sampelfordeling? Nevn tre eksempler på sampelfordelinger.

Statistikk 1. Nico Keilman. ECON 2130 Vår 2014

Std. Error. ANOVA b. Sum of Squares df Square F Sig , , ,600, , , ,

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

UNIVERSITETET I OSLO Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Oppgave N(0, 1) under H 0. S t n 3

UNIVERSITETET I OSLO

Krysstabellanalyse (forts.) SOS1120 Kvantitativ metode. 4. Statistisk generalisering. Forelesningsnotater 9. forelesning høsten 2005.

Kategoriske data, del I: Kategoriske data - del 2 (Rosner, ) Kategoriske data, del II: 2x2 tabell, parede data (Mc Nemar s test)

TMA4240 Statistikk Høst 2012

Løsningsforslag eksamen 27. februar 2004

Oppgave 1. Det oppgis at dersom y ij er observasjon nummer j fra laboratorium i så er SSA = (y ij ȳ i ) 2 =

EXAMINATION PAPER. Exam in: STA-3300 Applied statistics 2 Date: Wednesday, November 25th 2015 Time: Kl 09:00 13:00 Place: Teorifagb.

Kort overblikk over kurset sålangt

ST0202 Statistikk for samfunnsvitere Kapittel 13: Lineær regresjon og korrelasjon

Eksamen i : STA-1002 Statistikk og. Eksamensdato : 3. juni Sted : Administrasjonsbygget. Tillatte hjelpemidler : - Godkjent kalkulator

Eksamensoppgave i TMA4255 Anvendt statistikk

Casio. Et oppdatert Casio Manual som tar av seg litt av faget MA-155. En basis guide for bruk av Casio. Denne manualen er skrevet av «EFN»

Forelesning 9 STK3100/4100

Medisinsk statistikk Del I høsten 2008:

Institutt for økonomi og administrasjon

Oppgave 1 (25 %) Resultater fra QM: a) Maximin = 0 ved ikke å lansere. b) Maximax = for produkt 2.

Transkript:

Anvendt medisinsk statistikk, vår 008: - Varianskomponenter - Sammensatt lineær modell med faste og tilfeldige effekter - Evt. faktoriell design Eirik Skogvoll Overlege, Klinikk for anestesi og akuttmedisin 1. amanuensis, Enhet for anvendt klinisk forskning (med bidrag fra Harald Johnsen) 1 Klassisk ANOVA/ lineær modell Utgangspunkt: grupperte observasjoner av kontinuerlig, tilfeldig variabel Problemstilling: er gruppenes forventningsverdi lik? H 0 testes med F-test Hvilke grupper skiller seg ut? Post-hoc tester avhengig av problemstilling (onferroni, Tukey, Sidak m.fl.) Målet er å generalisere fra en fast effekt/faktor til populasjonen. 1

Varianskomponenter Utgangspunkt: gjentatte observasjoner av kontinuerlig, tilfeldig variabel Nøkkelbegreper: Repeterbarhet (eng. repeatability ) Samme analyse under så like forhold som overhodet mulig. Uttrykker den grunnleggende, usystematiske feil. Reproduserbarhet (eng. reproducibility ) Samme analyse under skiftende forhold, for eksempel dag/natt, type utstyr, operatør. Uttrykker den realistiske feil fra mange kilder 3 Varianskomponenter Eks. Reproduserbarhet av plasma østradiol (Rosner table 1.0), analysert på log-skala Plott Problemstilling: er variasjonen mellom pasientene større enn variasjonen av gjentatte analyser av samme pasient? Ingen egentlig interesse av den enkelte pasient sitt nivå! vanlig ANOVA uinteressant Variansen til den enkelte måling oppfattes som er sum av to uavhengige komponenter: etween subjects Within subjects 4

Varianskomponenter Generell modell: y = μ+ b + e b N(0, σ ), e N(0, σ ), uavh av b. ij i ij i ij i Altså er y N( μσ, + σ ) ij i = 1,..., k (gruppe, klasse el. individ) j = 1,,..., n (observasjoner innen hver gruppe el. klasse) i N! α i i Rosner Eq. 1.9 kalles b i her. 5 Variasjonskoeffsient CV Eks. I σ CV (målt i %) = 100i μ Estimeres fra ANOVA som 100i SD( y) eller 100i y MSE y Ekspl. Rosner 6.ed, tabell 1.0 (obs log-skala, han anbefaler en annen metode ift. originalskala!!) 0.030 ˆ σ = MSE = 0.030, ˆ σ = 0.317, y =.57, gir CV = 100i = 6.74%.57 Ekspl. Rosner 6.ed, tabell.17 0.051 ˆ σ = MSE = 0.051, ˆ σ = 0.309, y =.95, gir CV = 100i = 7.66%.95 6 3

Intra-klasse korrelasjon ICC Eks. I ICC [0,1] Et mål på reproduserbarhet: I hvor stor grad er gruppene likere seg selv enn andre σ ICC = σ + σ Eks. Rosner tabell 1.0 (log østradiol) ˆ σ 0.317 ICC = = = 0.91 ˆ σ ˆ 0.317+0.03 + σ Ekspl. Rosner 6.ed, tabell.17 ˆ σ 0.309 ICC = = = 0.86 ˆ σ ˆ 0.309+0.051 + σ 7 Lineær, sammensatt modell Eng: linear mixed effects model åde faste ( fixed ) og tilfeldige ( random ) faktorer/ effekter Utgangspunkt: grupperte observasjoner av kontinuerlig, tilfeldig variabel Gruppene er likere seg selv enn andre : avhangighet (korrelasjon) mellom observasjoner fra samme gruppe Gruppene er trukket tilfeldig fra populasjonen av tilsvarende grupper Målet er å generalisere til denne populasjonen Eksempler: Gjentatte observasjoner på samme individ Observasjoner fra forskjellige skoler, sykehus, byer, land 8 4

Lineær, sammensatt modell Problemstilling: bidrar gruppene til økt varians? Hvor mye? Ingen egentlig interesse av å estimere den enkelte gruppe sitt nivå! vanlig ANOVA uinteressant Målet er å estimere bidrag til variansen fra gruppestrukturen. Eksplisitt modellering av avhengighet (korrelasjon) i datamaterialet. 9 Lineær, sammensatt modell y = β + β x + β x +... + b + e b N(0, σ ), e N(0, σ ), uavh av b. ij 0 1 1 i ij i ij i Altså er E( Y) = β + β x + β x +... 0 1 1 i = 1,..., k (gruppe, klasse el. individ) j = 1,,..., n (observasjoner innen hver gruppe el. klasse) i 10 5

Eksempel II: intramural ph vs. P a CO obs id ph pco 1 1 6.68 3.97 1 6.53 4.1 3 1 6.43 4.09 4 1 6.33 3.97 5 6.85 5.7 6 7.06 5.37 7 7.13 5.41 8 7.17 5.44 9 3 7.40 5.67 10 3 7.4 3.64 11 3 7.41 4.3 1 3 7.37 4.73 13 3 7.34 4.96 14 3 7.35 5.04 15 3 7.8 5. 16 3 7.30 4.8 17 3 7.34 5.07 obs id ph pco 18 4 7.36 5.67 19 4 7.33 5.10 0 4 7.9 5.53 1 4 7.30 4.75 4 7.35 5.51 3 5 7.35 4.8 4 5 7.30 4.44 5 5 7.30 4.3 6 5 7.37 3.3 7 5 7.7 4.46 8 5 7.8 4.7 9 5 7.3 4.75 30 5 7.3 4.99 31 6 7.38 4.78 3 6 7.30 4.73 33 6 7.9 5.1 34 6 7.33 4.93 35 6 7.31 5.03 36 6 7.33 4.93 obs id ph pco 37 7 6.86 6.85 38 7 6.94 6.44 39 7 6.9 6.5 40 8 7.19 5.8 41 8 7.9 4.56 4 8 7.1 4.34 43 8 7.5 4.3 44 8 7.0 4.41 45 8 7.19 3.69 46 8 6.77 6.09 47 8 6.8 5.58 11 ph 6.4 6.6 6.8 7.0 7. 7.4 r = -0.065, p = 0.66 4 5 6 pco 1 6

Eksempel II: intramural ph vs. P a CO y = β + β x + b + e b N(0, σ ), e N(0, σ ), uavh av b. ij 0 1 1 i ij i ij i Altså er E( Y) = β + β x 0 1 1 i = 1,,...,15 (individ, id) j = 1,,..., n (observasjoner innen hver gruppe) i ph = β + β ipco + b + e ij 0 1 i ij Altså er E( ph ) = β + β PCO 0 1 i = 1,,...,15 (individ, id) j = 1,,..., n (observasjoner innen hver gruppe) i 13 Eksempel II: intramural ph vs. P a CO SPSS: Analyze Mixed models Linear Parameter Intercept pco Estimates of Fixed Effects a 95% Confidence Interval Estimate Std. Error df t Sig. Lower ound Upper ound 7,631356,184785 31,901 41,99,000 7,54915 8,007797 -,10371,09354 40,565-3,518,001 -,1657 -,043971 a. Dependent Variable: ph. Estimates of Covariance Parameters a Parameter Residual Intercept [subject = id] Variance a. Dependent Variable: ph. Estimate Std. Error,008785,00016,097099,053187 ˆ β = 7.63 ˆ β = 0.10 0 1 ˆ σ =0.009 ˆ σ =0.097 ˆ σ 0.097 σ + σ ICC = = = 0.9 ˆ ˆ 0.097+0.009 14 7

Estimert stigningskoeffisient (β) fra enkel lineær regresjon for hvert individ ph 6.4 6.6 6.8 7.0 7. 7.4 ph = 7.63-0.10*pCO, p < 0.01 3 4 5 6 7 PCO 15 Eksempel III: mobilisering etter hjertekirurgi Observasjonsstudie ved St. Elisabeth landet venøs oksygenmetning målt på samme pasient ved tidspunktene T1-T6: Hvilende, i seng T1 Sittende i stol T Stå/gå ved senga T3 Sittende i stol T4 Stå/gå ved senga T5 Hvilende, i seng T6 16 8

Gjentatte observasjoner på samme individ: S v O % 80 Day 1 Day 60 40 0 Median S v O : 0 56 47 37 47 36 54 57 49 37 47 35 58 T1 T T3 T4 T5 T6 T1 T T3 T4 T5 T6 Time points during mobilization on postoperative day 1 and 17 Eksempel III: mobilisering etter hjertekirurgi. y = β + b + e b N(0, σ ), e N(0, σ ), uavh av b. ij j i ij i ij i Altså er E( Y ) = β j i = 1,,...,15 (individ, id) j = 1,,...,6 (fast ["fixed"] faktor; tidspunkt for mobilisering, kun en observasjon for hver situasjon) 18 9

Eksempel III: mobilisering etter hjertekirurgi. SPSS: Analyze Mixed models Linear Parameter [Index1=1] [Index1=] [Index1=3] [Index1=4] [Index1=5] [Index1=6] Estimates of Fixed Effects a 95% Confidence Interval Estimate Std. Error df t Sig. Lower ound Upper ound 58,533333,0048 4,517 8,948,000 54,364685 6,70198 47,866667,0048 4,517 3,67,000 43,698018 5,035315 35,933333,0048 4,517 17,771,000 31,764685 40,10198 48,000000,0048 4,517 3,738,000 43,83135 5,168648 35,533333,0048 4,517 17,573,000 31,364685 39,70198 57,400000,0048 4,517 8,387,000 53,3135 61,568648 a. Dependent Variable: SVO Day 1 premob, oxymetri. Estimates of Covariance Parameters a Parameter Residual Intercept [subject = id] Variance Estimate Std. Error 18,60854 3,145369 4,71905 17,37504 a. Dependent Variable: SVO Day 1 premob, oxymetri. ˆ β = 58.5, 47.8,...,57.4 1..6 ˆ σ =18.6 ˆ σ =4.7 ˆ σ 4.7 σ + σ ICC = = = 0.70 ˆ ˆ 4.7+18.6 19 10