Methoden und Formeln für die Varianzanalyse in Cox-Modell in einem Zählprozessformular anpassen

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Die Varianzanalyse liefert einen Test der statistischen Signifikanz für jeden Prädiktor im Modell.

+ DF

Die Interpretation des Chancenverhältnisses hängt davon ab, ob es sich um einen stetigen oder einen kategorialen Prädiktor handelt. Für einen kategorialen Prädiktor sind die Freiheitsgrade 1 kleiner als die Anzahl der Ebenen, k, im Prädiktor (k – 1). Für einen kontinuierlichen Prädiktor sind die Freiheitsgrade immer 1. Für einen Begriff höherer Ordnung sind die Freiheitsgrade das Produkt der Freiheitsgrade in den zusammengesetzten Termen. Zum Beispiel ist der Freiheitsgrad für die Interaktion zwischen zwei 3-ufigen kategorialen Prädiktoren 2 x 2 = 4

Chi-Quadrat

Die Chi-Quadrat-Statistik bei der Varianzanalyse hängt von der Art des Tests ab. Die Minitab Statistical Software umfasst die folgenden Testtypen:
  • Wald-Test
  • Likelihood-Quotienten-Test
  • Score-Tests

Wenn Cluster im Entwurf vorhanden sind, stellt Minitab die ANOVA-Tabelle basierend auf dem Wald-Test bereit, da die Wahrscheinlichkeitsverhältnis- und Bewertungsmethoden davon ausgehen, dass Beobachtungen innerhalb von Clustern unabhängig sind.

Wenn die Antwortvariable keine gebundenen Antwortzeiten hat, ist der Bewertungstest identisch mit dem bekannten Log-Rank-Test.

Definitionen:

Die Berechnungen für alle 3 Testtypen verwenden die folgenden Definitionen.

Sei sei die Breslow-Teilwahrscheinlichkeitsfunktion oder die Efron-Teilwahrscheinlichkeitsfunktion, die bei β ausgewertet wird.

Sei ein q-Komponentenvektor sein und be a (pq) -Komponentenvektor, so dass die 2 p-Komponenten-Koeffizientenvektoren die folgenden Definitionen haben: und .

Die Varianzanalysetabelle zeigt Ergebnisse für Tests der zusammengesetzten Null- und alternativen Hypothesen:

Sei die (partielle) maximale Wahrscheinlichkeit von nach dem eingeschränkten Modell, wobei . Dann hat die Maximum-Likelihood-Schätzung unter der Nullhypothese die folgende Form:

Dabei gilt: Ist ein q-Komponentenvektor von Nullen und ist die (partielle) maximale Wahrscheinlichkeit von wann .

Lassen Sie die Informationsmatrix die folgende Partition haben:
Dabei gilt: ist das folgende q x q-Matrix:
Die Submatrix ist die folgende pq x pq-Matrix:
Die Submatrizen und ist wie folgt definiert:
Die inverse partitionierte Informationsmatrix ist ebenfalls ein partitioniertes Matix mit der folgenden Form:

Unter der Nullhypothese hat die Teststatistik für jeden der drei Tests (Wald-, Likelihood-Ratio- und Score-Tests) eine asymptotische Chi-Quadrat-Verteilung mit q-Freiheitsgraden. Die asymptotische Verteilung ist gültig, wenn die Anzahl der beobachteten Ereignisse im Vergleich zur Anzahl der Parameter im Modell groß ist. Für kategoriale Prädiktoren muss die Anzahl der Ereignisse in jeder Ebene ebenfalls groß genug sein.

Wald-Test

Für den Wald-Test hat die Teststatistik folgende Form:

Dabei gilt: ist das obere q x q Submatrix von .

Wenn das Design Cluster hat, verwenden die Berechnungen die robuste Varianz von Lin & Wei (1989)1. Sei die Matrix der Score-Residuen sein. Die Varianz-Kovarianz-Matrix hat die folgende Form:

Dabei gilt: und ist die reduzierte Score-Restmatrix. Um die reduzierte Bewertungsrestmatrix zu erhalten, ersetzen Sie jeden Cluster von Bewertungsrestzeilen durch die Summe dieser Restzeilen.

Likelihood-Quotienten-Test

Die Hypothesen für den Likelihood-Quotienten-Test lauten wie folgt:

Dabei gilt: ist die geeignete partielle Log-Likelihood-Funktion des Modells.

Wenn Cluster im Entwurf vorhanden sind, stellt Minitab die ANOVA-Tabelle basierend auf dem Wald-Test bereit, da die Wahrscheinlichkeitsverhältnis- und Bewertungsmethoden davon ausgehen, dass Beobachtungen innerhalb von Clustern unabhängig sind.

Score-Tests

Sei der Vektor partieller Ableitungen der Log-Likelihood-Funktion in Bezug auf . Insbesondere hat dieser q-Komponentenvektor die folgende Form:

Dann hat die Teststatistik für den Score-Test folgende Form:

Wenn Cluster im Entwurf vorhanden sind, stellt Minitab die ANOVA-Tabelle basierend auf dem Wald-Test bereit, da die Wahrscheinlichkeitsverhältnis- und Bewertungsmethoden davon ausgehen, dass Beobachtungen innerhalb von Clustern unabhängig sind.

p-Wert

Der p-Wert hat folgende Form:

Dabei gilt: ist eine Zufallsvariable, die einer Chi-Quadrat-Verteilung folgt mit Freiheitsgraden. ist die Teststatistik.

1 Lin, D.Y. & Wei, L.J. (1989). The robust inference for the Cox proportional hazards model. Journal of the American Statistical Association, 84(408), 1074-1078. https://doi.org/10.1080/01621459.1989.10478874