一项关于运动与脉搏的练习贯穿了整份讲义:受试者被随机分到两种饮食(低脂与不限脂)和三种运动类型(静息、悠闲步行、跑步),脉搏在运动的第 1、15、30 分钟各测一次。UCLA 的这份《Repeated Measures Analysis with R》研讨讲义就用这套数据,把重复测量设计里「组间效应、时间效应、交互效应」三种信号的组合讲了一遍。
讲义怎么组织:四个演示 + 三个练习模型
前半部分是四个演示分析,用的都是「抑郁得分、3 个时间点、2 个处理组」的小数据,每个演示对应一种典型形态:组间差异显著但时间效应不显著(两组水平不同、各自走平);组间不显著但时间效应显著(两组同步上升,线是平行的);两组起点差距大、终点接近(交互显著);两组起点相同、一个上升一个下降(交互显著)。讲义把组间检验、组内检验与图形上的「线是否平行」一一对应起来,这是读重复测量输出最容易混的地方。
后半部分回到脉搏数据,依次拟合三个练习模型:模型 1 只看时间与饮食;模型 2 把时间与运动类型放进来;模型 3 再加入交互,并分别用 aov 与 gls 两条路线实现,还给出模型 3 的对比与交互对比(contrasts)写法。
aov 输出怎么读
aov 按误差层(stratum)分组输出:组间层标着 Error: id,里面只有 group 的检验——演示 1 中 group 的 F 值高达 3721(p 约 1.3e-09),对应「两组水平差距大」;组内层标着 Error: Within,里面是 time 与 group:time 的检验——演示 1 中两者的 F 都恰好等于 1(p 约 0.40),对应「两组都不随时间变化」。
判断顺序是先看组内层的交互项:交互不显著,说明两条线平行,时间效应可以整体解读;交互显著,时间效应就要分组解读,这正是演示
3、演示 4 与演示
1、演示 2 的区别。
两条估计路线:aov 与 gls
aov 路线走传统的重复测量方差分析,误差项要按被试分层(Error 内区分组间与组内),输出里能看到 group 的 F 检验与 time、group:time 的组内检验。gls 路线来自 nlme 包,靠指定残差的方差—协方差结构来处理组内相关,同一套数据可以换结构重估。讲义中 lme 也有出现,主要用在缺数据情形的对比讨论。
协方差结构:独立、复合对称、无结构
讲义把三种结构画成半矩阵对比:独立结构等于把数据当组间设计处理(对角线方差、非对角为 0);复合对称假设三个时间点共用一个方差、每对时间点共用一个协方差;无结构则每个方差、每对协方差都各自估计。选哪种结构,决定了时间效应检验的有效性——这也是 aov 结果要满足球对称假设、而 gls 可以放宽的原因。
不等间隔的时间点:把时间当协变量
另一个研究里脉搏的测量间隔不规则:基线在 0 秒,随后约在 120、300、600 秒。等间隔假设不再成立时,讲义的做法是把时间作为协变量直接建模——先线性、再二次、再让二次项与运动类型交互,每一级都给出 R 代码与输出。
引用这份讲义前要留意的几点
「缺数据时 aov 与 lme 的对比」一节在讲义里标注为未完成(under construction),引用时要留意。练习数据 exer 的变量为 id、diet、exertype、pulse、time,跑模型前需要把 id 设为被试因子。gls 与 lme 需要 nlme 包,图形部分用到 lattice;这些包的加载语句在讲义代码里都有。
UCLA 的统计讲义页面按 R/Stata/SPSS 等工具分类,同一主题常有其他工具的平行版本。
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回复后可见:这份讲义的页面地址,以及 UCLA 统计讲义站点里 R 版与数据分析示例页的入口。


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