潜变量增长模型——基于Mplus软件的实现方法

文摘   2024-05-24 21:31   湖南  
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在心理统计领域,交叉滞后模型和潜变量增长模型是处理向数据最常用的方法,也是最近几年发展迅速的方法,我们经常能在最新的期刊论文中见到它们(在护理期刊上,这种情况也是越来越多)。
关于交叉滞后模型,我们公众号前面已经做了较为系统的介绍。但是,对于基础的潜变量增长模型,仅仅介绍了它的R实现方法(忙忘了),考虑到心理统计领域更多的老师和同学是用Mplus软件来做数据分析的,所以这期补上此方面的内容。按照惯例,为了让初次接触这个方面的老师和同学也能无痛学习,在分享实操之前做个简单的介绍。
一、潜变量增长模型概述
潜变量增长模型(Latent Growth Modeling,LGM)是一种统计模型,用于分析随时间变化的变量,尤其是在纵向数据(longitudinal data)分析中。它允许研究者探索和量化变量随时间变化的模式。
LGM通常包括两个或更多的测量时间点(最好是3个以上,否则看不出来变化趋势),通过这些时间点上的数据来估计潜在的增长轨迹。
时至今日,LGM有了不少扩展,常见的有线性LGM(或者说潜变量线性增长模型)、非线性LGM、多阶段LGM以及增长混合模型。其中,潜变量线性增长模型又可以被分为无协变量(或者说无条件潜变量线性增长模型、有变量潜变量线性增长模型、平行加工潜变量线性增长模型。这些模型是一步步发展而来的,下面的图展示了变量潜变量线性增长模型的基本结构(来自statmodel)。

模型中通常包含两个主要的潜变量:截距i(intercept)和斜率s(slope)。截距i代表基线水平,即时间序列开始时的值;斜率s代表变化速度,即变量随时间的增长或下降趋势。y11~y14是在4个时间点分别测量得到的指标,可以是连续变量、分类变量、计数、删失变量……注意,这里的i和s都是变量(可以通过均值和方差描述),且是潜变量,所以它们可以反映个体的不同变化趋势。

初次接触的同学可能觉得有些抽象,举个简单的护理研究例子:一项研究测量了200名患4个时间点的焦虑水平,LGM结果显示,μ_i=4,var_i=1.2(p<0.05),则说明这些患者的初始水平为4,且患者之间的初始水平有显著的差异。斜率s也可以用这套方法来解释,比如μ_s=1.5,var_s=1.1(p<0.05),说明平均每年变化率为1.5,但个体有显著差异。

潜变量增长模型的常见应用场景
1. 心理学研究:分析个体心理特质的发展,如焦虑、抑郁或智力的发展。
2. 教育研究:评估教育干预措施对学生学业成绩的影响,以及成绩随时间的变化。
3. 医学研究:追踪疾病的发展过程,如病情的恶化或恢复情况。
4. 社会科学:研究社会现象随时间的变化,例如社会态度或行为模式的演变。
5. 组织行为学:分析员工的工作满意度、工作绩效等随时间的变化趋势。
目前看,LGM这类模型在护理研究领域也越来越常见了,举个中华的例子:

张欣,尹卫,刘巧艳,等.妊娠期糖尿病患者家庭支持与血糖管理决策行为的纵向研究[J].中华护理杂志,2024,59(06):669-676.
潜变量增长模型Mplus做法
无协变量的线性LGM:
TITLE:     连续变量的无协变量线性LGM
DATA: FILE IS ex6.1.dat;
VARIABLE: NAMES ARE y11-y14 x1 x2 x31-x34;
USEVARIABLES ARE y11-y14;
MODEL: i s | y11@0 y12@1 y13@2 y14@3;
数据来自statmodel,只用到了y11-y14。可以看到,模型是非常简单的,解读方法在概述部分也介绍了,大家可以自己尝试下解读结果。
在文章末尾,附上R实现步骤:这瓜保熟!纵向研究之潜增长模型的实操演示
后面,计划补上潜变量增长模型的扩展——增长混合模型的相关内容。此外,现实研究中我们几乎都会在模型中加入协变量,来控制一些混杂因素,或者加入远端结局变量。问题是怎么加呢?这个问题不难,也不简单(对于某些特定模型)。大家不妨思考一下。

参考资料:

[1]方杰、温忠麟.中介效应和调节效应模型进阶[M].北京:教育科学出版社,2023.

[2]www.statmodel.com

[3]张欣,尹卫,刘巧艳,等.妊娠期糖尿病患者家庭支持与血糖管理决策行为的纵向研究[J].中华护理杂志,2024,59(06):669-676.

封面是实景拍摄。

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