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症状网络与网络精神病学09 / 20

抽样不确定性:边权准确性与中心性稳定性

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症状网络通常基于几百人的样本,估计不确定性很大。Epskamp, Borsboom & Fried(2018, Behavior Research Methods)提出了一套检验流程,实现于 R 包 bootnet(详见Epskamp 2018 的精读):

  1. 边权准确性:非参数 bootstrap(有放回重抽样被试,重复估计网络)得到每条边的置信区间。如果大部分边的区间重叠很多,就不应对边的大小排序做强结论。
  2. 中心性稳定性:病例删除 bootstrap(case-dropping),逐步删去 10%、20%……的被试,看中心性排序与全样本的相关是否仍然很高。相关稳定性系数(CS 系数)定义为:在 95% 的重抽样中,中心性与原始排序相关仍 ≥ 0.7 时,最多可删去的样本比例。建议 CS 不低于 0.25,最好高于 0.5。
  3. 差异检验:bootstrap 差异检验比较两条边或两个节点的中心性是否显著不同。

代码示例中的简化版病例删除 bootstrap 显示:同一个真实网络,n=300n=300 时强度的 CS 约为 0.5,n=100n=100 时约为 0.1——后者的中心性排序不宜解读。

边的“出现频率”

除了区间,bootnet 还报告每条边在 bootstrap 样本中非零的比例。对正则化网络,这比置信区间更好解释:一条边在 95% 的 bootstrap 网络中都被选中,说明它的存在相当稳健;只在 40% 中出现的边,网络图上画出来也只能算“可能存在”。

报告规范

Burger 等(2023, Psychological Methods)整理了截面心理网络分析的报告标准,要求说明的内容包括:变量的选择理由与条目内容重叠检查、数据类型与输入相关矩阵、缺失数据处理、估计方法与全部调参(如 γ\gamma)、边权准确性与中心性稳定性结果、所用软件版本,以及公开数据或代码的方式。这与可复现分析的一般要求一致。

算法细节,以及为什么 LASSO 边权的 bootstrap 区间不是严格意义上的置信区间,见数学推导与算法。