×

一种隐马尔可夫建模方法,结合客观活动测量和主观自我报告睡眠测量来估计睡眠周期。 (英语) Zbl 07831702号

总结:描述青少年的睡眠-觉醒周期是更好地理解异常睡眠模式与随后的临床和行为结果之间关系的重要先决条件。本研究的目的是开发隐马尔可夫模型(HMM),该模型结合了客观(活动图)和主观(睡眠日志)测量,以使用NEXT纵向研究(一项基于大规模人群的队列研究)的数据估计睡眠周期。该模型采用活动计数(1分钟时段)的负二项分布进行估算,以说明相对于泊松过程的过度分散。此外,自我报告的测量值被分为两半(每间隔一分钟),并且容易被错误分类。我们假设,未观察到的睡眠-睡眠周期遵循两状态马尔可夫链,其过渡概率随昼夜节律变化。使用前向算法进行最大似然估计,以逐对象拟合纵向数据。该算法用于根据自报告的睡眠和活动数据序列重建睡眠-睡眠周期。此外,我们还进行了模拟,以检验该方法在不同观测模式下的特性,包括对每个个体的完全观测和部分观测。

理学硕士:

62至XX 统计
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Adam,T.、Langrock,R.和Weiß,C.H.,计数时间序列的灵活隐马尔可夫模型的惩罚估计,METRON77(2019),第87-104页·Zbl 1427.62091号
[2] Albert,P.S.,癫痫发作计数时间序列的两状态马尔可夫混合模型,《生物统计学》47(1991),第1371-1381页。
[3] Albert,P.S.、McFarland,H.F.、Smith,M.E.和Frank,J.A.,《复发缓解性疾病建模计数的时间序列:应用于多发性硬化症疾病活动建模》,《Stat.Med.13》(1994年),第453-466页。
[4] Altman,R.M.和Petkau,A.J.,《隐马尔可夫模型在多发性硬化病变计数数据中的应用》,《Stat.Med.24》(2005),第2335-2344页。
[5] Bacci,S.、Pandolfi,S.和Pennoni,F.,纵向数据潜在马尔可夫模型中状态选择标准的比较,高级数据。分析。Classif.8(2014),第125-145页·Zbl 1459.62103号
[6] Bartolucci,F.、Farcomeni,A.和Pennoni,F.,《纵向数据的潜在马尔可夫模型》,查普曼和霍尔/CRC出版社,博卡拉顿,2013年·Zbl 1341.62002号
[7] Bartolucci,F.、Pandolfi,S.和Pennoni,F.,LMest:纵向分类数据的潜在马尔可夫模型的R包,J.Stat.Softw.81(2017),第1-38页。
[8] Bartolucci,F.和Solis-Trapala,I.,《儿童早期抑制控制和注意力灵活性发展研究中的多维潜在马尔可夫模型》,《心理测量学》75(2010),第725-743页·Zbl 1208.62179号
[9] Baum,L.、Petrie,T.、Soules,G.和Weiss,N.,《马尔可夫链概率函数统计分析中出现的最大化技术》,《数学年鉴》。《统计》41(1970),第164-171页·Zbl 0188.49603号
[10] Beebe,D.W.,儿童和青少年睡眠不足的认知、行为和功能后果,儿科。临床。N.Am.58(2011),第649-665页。
[11] Bulla,J.和Berzel,A.,平稳隐马尔可夫模型参数估计中的计算问题,计算。《统计》第23卷(2008年),第1-18页。
[12] Carskadon,M.A.,Acebo,C.,和Jenni,O.G.,《青少年睡眠的调节:对行为的影响》,纽约科学院。Sci.1021(2004),第276-291页。
[13] Diack,C.、Ackaert,O.、Ploeger,B.A.、van der Graaf,P.H.、Gurrell,R.、Ivarsson,M.和Fairman,D.,评估遥测大鼠药物诱导睡眠碎片的隐马尔可夫模型。《药代动力学杂志》。Pharmacodyn.38(2011),第697-711页。
[14] Gregory,A.M.和Sadeh,A.,《儿童和青少年的睡眠、情绪和行为困难》。《睡眠医学》,第16版(2012年),第129-136页。
[15] Huang,Q.,Cohen,D.,Komarzynski,S.,Li,X.M.,Innominato,P.,Lévi,F.和Finkenstädt,B.,监测遥测活动数据中昼夜节律的隐马尔可夫模型,J.R Soc.Interface15(2018),20170885。
[16] Ip,E.H.、Zhang,Q.、Schwartz,R.、Tooze,J.、Leng,X.、Han,H.和Williamson,D.A.,《儿童肥胖干预研究中情绪、饮食摄入和体力活动的多变量隐马尔可夫模型》,《Stat.Med.32》(2013),第3314-331页。
[17] Krogh,A.,《提高HMM性能的两种方法及其在基因发现中的应用》,载于《第五届分子生物学智能系统国际会议论文集》,T.Gaasterland,P.Karp,K.Karplus,C.Ouzounis,C.Sander,A.Valencia编辑,AAAI出版社,加利福尼亚州门洛帕克,1997年,第179-186页;A.Krogh,《生物序列隐马尔可夫模型简介》,载于《分子生物学计算方法》第4章,S.L.Salzberg,D.B.Searls,S.Kasif,eds.,Elsevier,Amsterdam,The Netherlands,1998a,pp.45-63;A.Krogh,《基因发现:将各部分组合在一起》,M.J.Bishop编辑,《人类基因组计算指南》,第11章,学术出版社,加利福尼亚州圣地亚哥,1998年b,第261-274页。
[18] Kushida,C.A.,Chang,A.,Gadkary,C.,Guilleminault,C.,Carrillo,O.,and Dement,W.C.,《睡眠障碍患者睡眠参数的活动描记法、多导睡眠描记法和主观评估比较》,《睡眠医学》2(2001),第389-396页。
[19] Landhuis,C.E.、Poulton,R.、Welch,D.和Hancox,R.J.,《儿童睡眠时间与肥胖长期风险:一项32年前瞻性出生队列研究》,《儿科学》122(2008),第955-960页。
[20] Leroux,B.G.,隐马尔可夫模型的最大似然估计,斯托克。过程。他们的。应用40(1992),第127-143页·Zbl 0738.62081号
[21] Leroux,B.G.和Puterman,M.L.,独立和Markov依赖混合模型的最大惩罚似然估计,《生物统计学》48(1992),第545-558页。
[22] Little,R.J.A.和Rubin,D.B.,《缺失数据的统计分析》,John Wiley&Sons,Inc.,纽约,2002年·Zbl 1011.62004号
[23] Lund,H.G.、Reider,B.D.、Whiting,A.B.和Prichard,J.R.,《大量大学生的睡眠模式和睡眠障碍预测》,J.Adolesc。《健康》46(2010),第124-132页。
[24] 麦克唐纳,I.L.,《可能性的数值最大化:EM?的一个被忽视的替代方案》?,《国际统计》第82版(2014年),第296-308页·Zbl 1416.62152号
[25] 麦克唐纳,I.L.,EM在这里真的必要吗?不使用EM似乎更简单的示例,AStA Adv.Stat.Anal.105(2021),第629-647页·Zbl 1478.62061号
[26] McKnight-Ely,L.R.、Eaton,D.K.、Lowry,R.、Croft,J.B.、Presley-Cantell,L.和Perry,G.S.,《美国青少年学生睡眠时间与健康风险行为之间的关系》,Prev。Med.53(2011),第271-273页。
[27] Rabiner,L.R.,语音识别中隐藏马尔可夫模型和选定应用教程,Proc。IEEE77(1989),第257-286页。
[28] Shirley,K.E.、Small,D.S.、Lynch,K.G.、Maisto,S.A.和Oslin,D.W.,酒精治疗试验数据的隐马尔可夫模型,Ann.Appl。Stat.4(2010),第366-395页·Zbl 1189.62176号
[29] Turner,R.,隐马尔可夫模型可能性的直接最大化,计算。统计数据。分析52(2008),第4147-4160页·Zbl 1452.62606号
[30] 维特比,A.J.,卷积码的误差界和渐近最优解码算法,IEEE Trans。《神学参考》13(1967),第260-269页·Zbl 0148.40501号
[31] Williams,J.A.、Zimmerman,F.J.和Bell,J.F.,《美国儿童和青少年睡眠时间的标准和趋势》,Arch。儿科。阿道莱斯克。Med.167(2013),第56-60页。
[32] Willson,L.J.、Folks,J.L.和Young,J.H.,负二项式参数k的多阶段估计与固定样本大小估计的比较,生物统计学40(1984),第109-117页。
[33] Wulff,K.、Gatti,S.、Wettstein,J.G.和Foster,R.G.,《精神病和神经退行性疾病中的睡眠和昼夜节律紊乱》,《国家神经科学评论》11(2010),第589-599页。
[34] Zucchini,W.和MacDonald,I.L.,《时间序列的隐马尔可夫模型:使用R的简介》,CRC出版社,Taylor&Francis Group,博卡拉顿,2009年·Zbl 1180.62130号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。