lmer mit mehrfach unterstellten Daten

Wie kann ich nach mehrfacher Imputation gepoolte Zufallseffekte für lmer erhalten?

Ich benutze Mäuse, um einen Datenrahmen mehrfach zu unterstellen. Und lme4 für ein gemischtes Modell mit zufälligem Achsenabschnitt und zufälliger Steigung. Das Pooling von lmer ist in Ordnung, außer dass die zufälligen Effekte nicht gepoolt werden. Ich habe viel nach einer Lösung gesucht, ohne Glück. Ich habe das mi-Paket ausprobiert, sehe jedoch nur eine gepoolte Ausgabe für die Schätzung und den Standardfehler. Ich habe versucht, Mäuseobjekte ohne Glück nach spss zu exportieren. Ich habe einige Diskussionen über Zelig gesehen. Ich dachte, das könnte mein Problem lösen. Ich konnte jedoch nicht herausfinden, wie ich das Paket mit unterstellten Daten für lmer verwenden sollte.

Ich weiß, dass das Mäusepaket nur das Pooling der festen Effekte unterstützt. Gibt es eine Lösung?

Mehrfachzuschreibung:

library(mice)
Data <- subset(Data0, select=c(id, faculty, gender, age, age_sqr, occupation, degree, private_sector, overtime, wage))
ini <- mice(Data, maxit=0, pri=F) #get predictor matrix
pred <- ini$pred
    pred[,"id"] <- 0 #don't use id as predictor
    meth <- ini$meth
meth[c("id", "faculty", "gender", "age", "age_sqr", "occupation", "degree", "private_sector", "overtime", "wage")] <- "" #don't impute these variables, use only as predictors.
imp <- mice(Data, m=22, maxit=10, printFlag=TRUE, pred=pred, meth=meth) #impute Data with 22 imputations and 10 iterations. 

Mehrebenenmodell:

library(lme4)
    fm1 <- with(imp, lmer(log(wage) ~ gender + age + age_sqr + occupation + degree + private_sector + overtime + (1+gender|faculty))) #my multilevel model
    summary(est <- pool(fm1)) #pool my results

Update Ergebnisse von gepoolten lmer:

> summary(est <- pool(fm1))
                                est           se            t       df     Pr(>|t|)         lo 95         hi 95 nmis       fmi    lambda
(Intercept)   7,635148e+00 0,1749178710 43,649905006 212,5553 0,000000e+00  7,2903525425  7,9799443672   NA 0,2632782 0,2563786
Gender        -1,094186e-01 0,0286629154 -3,817427078 117,1059 2,171066e-04 -0,1661834550 -0,0526537238   NA 0,3846276 0,3742069
Occupation1   1,125022e-01 0,0250082538  4,498601518 157,6557 1,320753e-05  0,0631077322  0,1618966049   NA 0,3207350 0,3121722
Occupation2   2,753089e-02 0,0176032487  1,563966385 215,6197 1,192919e-01 -0,0071655902  0,0622273689   NA 0,2606725 0,2538465
Occupation3   1,881908e-04 0,0221992053  0,008477365 235,3705 9,932433e-01 -0,0435463305  0,0439227120   NA 0,2449795 0,2385910
Age           1,131147e-02 0,0087366178  1,294719230 187,0021 1,970135e-01 -0,0059235288  0,0285464629    0 0,2871640 0,2795807
Age_sqr       -7,790476e-05 0,0001033263 -0,753968159 185,4630 4,518245e-01 -0,0002817508  0,0001259413    0 0,2887420 0,2811131
Overtime      -2,376501e-03 0,0004065466 -5,845581504 243,3563 1,614693e-08 -0,0031773002 -0,0015757019    9 0,2391179 0,2328903
Private_sector  8,322438e-02 0,0203047665  4,098760934 371,9971 5,102752e-05  0,0432978716  0,1231508962   NA 0,1688478 0,1643912

Diese Informationen fehlen, die ich bekomme, wenn ich lmer ohne mehrfache Imputation laufen lasse:

Random effects:
 Groups   Name        Variance Std.Dev. Corr
 Faculty  (Intercept) 0,008383 0,09156      
          Genderfemale0,002240 0,04732  1,00
 Residual             0,041845 0,20456      
Number of obs: 698, groups:  Faculty, 17

Sie können dies etwas von Hand tun, wenn Sie die lapplyFunktionalität in R und die vom AmeliaMehrfachimputationspaket zurückgegebene Listenstruktur nutzen . Hier ist ein kurzes Beispielskript.

library(Amelia)
library(lme4)
library(merTools)
library(plyr) # for collapsing estimates

Ameliaähnelt dem, micesodass Sie Ihre Variablen einfach aus dem miceAufruf hier ersetzen können - dieses Beispiel stammt aus einem Projekt, an dem ich gearbeitet habe.

 a.out <- amelia(dat[sub1, varIndex], idvars = "SCH_ID", 
            noms = varIndex[!varIndex %in% c("SCH_ID", "math12")], 
            m = 10)

a.outist das Imputationsobjekt, jetzt müssen wir das Modell für jeden imputierten Datensatz ausführen. Dazu verwenden wir die lapplyFunktion in R, um eine Funktion über Listenelementen zu wiederholen. Diese Funktion wendet die Funktion - die Modellspezifikation - auf jeden Datensatz (d) in der Liste an und gibt die Ergebnisse in einer Liste von Modellen zurück.

 mods <- lapply(a.out$imputations,
           function(d) lmer((log(wage) ~ gender + age + age_sqr + 
            occupation + degree + private_sector + overtime + 
             (1+gender|faculty), data = d)

Jetzt erstellen wir aus dieser Liste einen data.frame, indem wir die Werte der festen und zufälligen Effekte mit den Funktionen FEsim und REsim aus dem merTools-Paket simulieren

imputeFEs <- ldply(mods, FEsim, nsims = 1000)
imputeREs <- ldply(mods, REsim, nsims = 1000)

Die obigen data.frames enthalten separate Schätzungen für jedes Dataset. Jetzt müssen wir sie mit einem reduzierten Argument kombinieren

imputeREs <- ddply(imputeREs, .(X1, X2), summarize, mean = mean(mean), 
               median = mean(median), sd = mean(sd), 
               level = level[1])

imputeFEs <- ddply(imputeFEs, .(var), summarize, meanEff = mean(meanEff), 
               medEff = mean(medEff), sdEff = mean(sdEff))

Jetzt können wir auch einige Statistiken zur Varianz / Kovarianz für die zufälligen Effekte über die unterstellten Werte extrahieren. Hier habe ich zwei einfache Extraktionsfunktionen geschrieben, um dies zu tun.

REsdExtract <- function(model){
  out <- unlist(lapply(VarCorr(model), attr, "stddev"))
  return(out)
}

REcorrExtract <- function(model){
  out <- unlist(lapply(VarCorr(model), attr, "corre"))
  return(min(unique(out)))
}

Und jetzt können wir sie auf die Modelle anwenden und als Vektor speichern:

modStats <- cbind(ldply(mods, REsdExtract), ldply(mods, REcorrExtract))

Aktualisieren

Mit den folgenden Funktionen kommen Sie der Ausgabe arm::displaydurch Bearbeiten der Liste lmeroder der glmerObjekte viel näher . Hoffentlich wird dies in merToolsnaher Zukunft in das Paket aufgenommen:

# Functions to extract standard deviation of random effects from model
REsdExtract <- function(model){
  out <- unlist(lapply(VarCorr(model), attr, "stddev"))
  return(out)
}

#slope intercept correlation from model
REcorrExtract <- function(model){
  out <- unlist(lapply(VarCorr(model), attr, "corre"))
  return(min(unique(out)))
}

modelRandEffStats <- function(modList){
  SDs <- ldply(modList, REsdExtract)
  corrs <- ldply(modList, REcorrExtract)
  tmp <- cbind(SDs, corrs)
  names(tmp) <- c("Imp", "Int", "Slope", "id", "Corr")
  out <- data.frame(IntSD_mean = mean(tmp$Int), 
                        SlopeSD_mean = mean(tmp$Slope), 
                    Corr_mean = mean(tmp$Corr), 
                        IntSD_sd = sd(tmp$Int),
                    SlopeSD_sd = sd(tmp$Slope), 
                        Corr_sd = sd(tmp$Corr))
  return(out)
}

modelFixedEff <- function(modList){
  require(broom)
  fixEst <- ldply(modList, tidy, effects = "fixed")
  # Collapse
  out <- ddply(fixEst, .(term), summarize,
               estimate = mean(estimate), 
               std.error = mean(std.error))
  out$statistic <- out$estimate / out$std.error
  return(out)
}

print.merModList <- function(modList, digits = 3){
  len <- length(modList)
  form <- modList[[1]]@call
  print(form)
  cat("\nFixed Effects:\n")
  fedat <- modelFixedEff(modList)
  dimnames(fedat)[[1]] <- fedat$term
  pfround(fedat[-1, -1], digits)
  cat("\nError Terms Random Effect Std. Devs\n")
  cat("and covariances:\n")
  cat("\n")
  ngrps <- length(VarCorr(modmathG[[1]]))
  errorList <- vector(mode = 'list', length = ngrps)
  corrList <- vector(mode = 'list', length = ngrps)
  for(i in 1:ngrps){
    subList <- lapply(modList, function(x) VarCorr(x)[[i]])
    subList <- apply(simplify2array(subList), 1:2, mean)
    errorList[[i]] <- subList
    subList <- lapply(modList, function(x) attr(VarCorr(x)[[i]], "corre"))
    subList <- min(unique(apply(simplify2array(subList), 1:2, function(x) mean(x))))
    corrList[[i]] <- subList
  }
  errorList <- lapply(errorList, function(x) {
    diag(x) <- sqrt(diag(x))
    return(x)
    })

  lapply(errorList, pfround, digits)
  cat("\nError Term Correlations:\n")
  lapply(corrList, pfround, digits)
  residError <- mean(unlist(lapply(modList, function(x) attr(VarCorr(x), "sc"))))
  cat("\nResidual Error =", fround(residError,
                                             digits), "\n")
  cat("\n---Groups\n")
  ngrps <- lapply(modList[[1]]@flist, function(x) length(levels(x)))
  modn <- getME(modList[[1]], "devcomp")$dims["n"]
  cat(sprintf("number of obs: %d, groups: ", modn))
  cat(paste(paste(names(ngrps), ngrps, sep = ", "),
            collapse = "; "))
  cat("\n")
  cat("\nModel Fit Stats")
  mAIC <- mean(unlist(lapply(modList, AIC)))
  cat(sprintf("\nAIC = %g", round(mAIC, 1)))
  moDsigma.hat <- mean(unlist(lapply(modmathG, sigma)))
  cat("\nOverdispersion parameter =", fround(moDsigma.hat,
                                             digits), "\n")
}

Sie können die Funktion testEstimates auch nach der Imputation mit Mäusen verwenden. TestEstimates (as.mitml.result (fm1), var.comp = T) $ var.comp