促肾上腺皮质激素和皮质醇在压力调节和睡眠-觉醒周期中起着关键作用。大多数研究都集中在这两种荷尔蒙如何在短期内相互调节。关于这两种激素之间的昼夜节律关系以及正常组和异常组之间的差异的研究很少。昼夜节律模式很难建模为参数函数。直接扩展单变量函数混合效应模型将导致大维问题和具有挑战性的非参数推断。在本文中，我们提出了一个半参数双变量层次状态空间模型，其中每个激素谱都由一个具有非参数人口平均数和主题特定成分的层次状态空间建模。通过连接由设计矩阵指定的两个潜在的独立主题特定随机函数来构建二元关系，从而对相关性进行参数推断。我们提出了一种用于估计和推理的计算效率高的状态空间EM算法。我们将所提出的方法应用于慢性疲劳综合征和纤维肌痛的研究，发现患者组的调节模式不稳定，而对照组的昼夜节律调节模式符合昼夜周期。