泊松回归

时间 2019-12-20

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泊松回归介绍

泊松回归适用于在给定时间内响应变量为事件发生数目的状况，它假设 Y 服从泊松分布，线性模型的拟合形式为

其中

是 Y 的均值（也等于方差）。此时，链接函数为

，几率分布为泊松分布，拟合泊松回归模型以下

glm(Y ~ X1 + X2 + X3, family=poisson(link="log"),data=mydata)

 
glm(Y ~ X1 + X2 + X3, family=poisson(link="log"),data=mydata)

例

使用robust包中的breslow（癫痫数据）数据

响应变量为sumy（随机化后八周内癫痫发病数），预测变量为治疗条件（Trt）、年龄（Age）、前八周的基础癫痫发病数（Base）

观看基础的癫痫发病数和年龄，对响应变量的潜在影响，最后看下药物治疗可否减小癫痫的发病数

> data(breslow.dat,package = "robust") #导入robust包中的breslow数据
> names(breslow.dat)                   #变量名称
 [1] "ID"    "Y1"    "Y2"    "Y3"    "Y4"    "Base"  "Age"   "Trt"   "Ysum"  "sumY"  "Age10"
[12] "Base4"
> summary(breslow.dat[c(6,7,8,10)]) #得到六、七、八、10的变量数据等同于 breslow.dat[,c(6,7,8,10)]
      Base             Age               Trt          sumY       
 Min.   :  6.00   Min.   :18.00   placebo  :28   Min.   :  0.00  
 1st Qu.: 12.00   1st Qu.:23.00   progabide:31   1st Qu.: 11.50  
 Median : 22.00   Median :28.00                  Median : 16.00  
 Mean   : 31.22   Mean   :28.34                  Mean   : 33.05  
 3rd Qu.: 41.00   3rd Qu.:32.00                  3rd Qu.: 36.00  
 Max.   :151.00   Max.   :42.00                  Max.   :302.00  

#绘制图形观察基本的状况
> opar <- par(no.readonly = TRUE)  #复制一份图形设置
> par(mfrow = c(1,2))              #修改参数
> attach(breslow.dat)

> hist(sumY,breaks = 20,xlab="Seizure Count",
+      main="Distribution of Seizure")
> boxplot(sumY~Trt,xlab ="Treatment",main="Group Comparisons")
> par(opar)                        #还原原来的设置

 
     
   

             
         
> data(breslow.dat,package = "robust") #导入robust包中的breslow数据
> names(breslow.dat)                   #变量名称
 [1] "ID"    "Y1"    "Y2"    "Y3"    "Y4"    "Base"  "Age"   "Trt"   "Ysum"  "sumY"  "Age10"
[12] "Base4"
> summary(breslow.dat[c(6,7,8,10)]) #得到六、七、八、10的变量数据等同于 breslow.dat[,c(6,7,8,10)]
      Base             Age               Trt          sumY       
 Min.   :  6.00   Min.   :18.00   placebo :28   Min.   :  0.00  
 1st Qu.: 12.00   1st Qu.:23.00   progabide:31   1st Qu.: 11.50  
 Median : 22.00   Median :28.00                  Median : 16.00  
 Mean   : 31.22   Mean   :28.34                  Mean   : 33.05  
 3rd Qu.: 41.00   3rd Qu.:32.00                  3rd Qu.: 36.00  
 Max.   :151.00   Max.   :42.00                  Max.   :302.00  
#绘制图形观察基本的状况
> opar <- par(no.readonly = TRUE)  #复制一份图形设置
> par(mfrow = c(1,2))              #修改参数
> attach(breslow.dat)
> hist(sumY,breaks = 20,xlab="Seizure Count",
+      main="Distribution of Seizure")
> boxplot(sumY~Trt,xlab ="Treatment",main="Group Comparisons")
> par(opar)                        #还原原来的设置

因变量的偏倚特性以及可能的离群点，初看图形时，药物治疗下癫痫发病数彷佛变小，且方差也变小了（泊松分布中，较小的方差伴随着较小的均值）。与标准最小二乘法回归不一样，泊松回归并不关注方差别质性

#拟合泊松回归
> fit <- glm(sumY ~ Base + Age + Trt, data=breslow.dat, family=poisson())  # family = poisson()
> summary(fit)

Call:
glm(formula = sumY ~ Base + Age + Trt, family = poisson(), data = breslow.dat)

Deviance Residuals: 
    Min       1Q   Median       3Q      Max  
-6.0569  -2.0433  -0.9397   0.7929  11.0061  

Coefficients:
               Estimate Std. Error z value Pr(>|z|)    
(Intercept)   1.9488259  0.1356191  14.370  < 2e-16 ***
Base          0.0226517  0.0005093  44.476  < 2e-16 ***
Age           0.0227401  0.0040240   5.651 1.59e-08 ***
Trtprogabide -0.1527009  0.0478051  -3.194   0.0014 ** 
---
Signif. codes:  0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1

(Dispersion parameter for poisson family taken to be 1)

    Null deviance: 2122.73  on 58  degrees of freedom
Residual deviance:  559.44  on 55  degrees of freedom
AIC: 850.71

Number of Fisher Scoring iterations: 5

 
     
   
x

             
         
#拟合泊松回归
> fit <- glm(sumY ~ Base + Age + Trt, data=breslow.dat, family=poisson())  # family = poisson()
> summary(fit)
Call:
glm(formula = sumY ~ Base + Age + Trt, family = poisson(), data = breslow.dat)
Deviance Residuals: 
    Min       1Q   Median       3Q      Max  
-6.0569  -2.0433  -0.9397   0.7929  11.0061  
Coefficients:
               Estimate Std. Error z value Pr(>|z|)    
(Intercept)   1.9488259  0.1356191  14.370  < 2e-16 ***
Base          0.0226517  0.0005093  44.476  < 2e-16 ***
Age           0.0227401  0.0040240   5.651 1.59e-08 ***
Trtprogabide -0.1527009  0.0478051  -3.194   0.0014 ** 
---
Signif. codes:  0 ‘***’ 0.001 ‘**’ 0.01 ‘*’ 0.05 ‘.’ 0.1 ‘ ’ 1
(Dispersion parameter for poisson family taken to be 1)
    Null deviance: 2122.73  on 58  degrees of freedom
Residual deviance:  559.44  on 55  degrees of freedom
AIC: 850.71
Number of Fisher Scoring iterations: 5

发现 age，base，Trtprogabide都是显著的，须要进行过分离势检测