統計学入門−第7章 7. 4 パス解析 (1) パス図 重回帰分析の結果を解釈する時、図7. 4. 1のような パス図(path diagram) を描くと便利です。 パス図では四角形で囲まれたものは変数を表し、変数と変数を結ぶ単方向の矢印「→」は原因と結果という因果関係があることを表し、双方向の矢印「←→」はお互いに影響を及ぼし合っている相関関係を表します。 そして矢印の近くに書かれた数字を パス係数 といい、因果関係の場合は標準偏回帰係数を、相関関係の場合は相関係数を記載します。 回帰誤差は四角形で囲まず、目的変数と単方向の矢印で結びます。 そして回帰誤差のパス係数として残差寄与率の平方根つまり を記載します。 図7. 重回帰分析 パス図 spss. 1は 第2節 で計算した重回帰分析結果をパス図で表現したものです。 このパス図から重症度の大部分はTCとTGに基づいて評価していて、その際、TGよりもTCの方をより重要と考えていること、そしてTCとTGの間には強い相関関係があることがわかります。 パス図は次のようなルールに従って描きます。 ○直接観測された変数を 観測変数 といい、四角形で囲む。 例:臨床検査値、アンケート項目等 ○直接観測されない仮定上の変数を 潜在変数 といい、丸または楕円で囲む。 例:因子分析の因子等 ○分析対象以外の要因を表す変数を 誤差変数 といい、何も囲まないか丸または楕円で囲む。 例:重回帰分析の回帰誤差等 未知の原因 誤差 ○因果関係を表す時は原因変数から結果変数方向に単方向の矢印を描く。 ○相関関係(共変関係)を表す時は変数と変数の間に双方向の矢印を描く。 ○これらの矢印を パス といい、パスの傍らにパス係数を記載する。 パス係数は因果関係の場合は重回帰分析の標準偏回帰係数または偏回帰係数を用い、相関関係の場合は相関係数または偏相関係数を用いる。 パス係数に有意水準を表す有意記号「*」を付ける時もある。 ○ 外生変数 :モデルの中で一度も他の変数の結果にならない変数、つまり単方向の矢印を一度も受け取らない変数。 図7. 1ではTCとTGが外生変数。 誤差変数は必ず外生変数になる。 ○ 内生変数 :モデルの中で少なくとも一度は他の変数の結果になる変数、つまり単方向の矢印を少なくとも一度は受け取る変数。 図7. 1では重症度が内生変数。 ○ 構造変数 :観測変数と潜在変数の総称 構造変数以外の変数は誤差変数である。 ○ 測定方程式 :共通の原因としての潜在変数が、複数個の観測変数に影響を及ぼしている様子を記述するための方程式。 因子分析における因子が各項目に影響を及ぼしている様子を記述する時などに使用する。 ○ 構造方程式 :因果関係を表現するための方程式。 観測変数が別の観測変数の原因になる、といった関係を記述する時などに使用する。 図7.
0 ,二卵性双生児の場合には 0.
919,標準誤差=. 655,p<. 001 SLOPE(傾き):推定値=5. 941,標準誤差=. 503,p<. 001 従って,ある個人の得点を推定する時には… 1年=9. 919+ 0×5. 重回帰分析 パス図 数値. 941 +誤差1 2年=9. 919+ 1×5. 941 +誤差2 3年=9. 919+ 2×5. 941 +誤差3 となる。 また,有意な値ではないので明確に述べることはできないが,切片と傾きの相互相関が r =-. 26と負の値になることから,1年生の時に低い値の人ほど2年以降の傾き(得点の伸び)が大きく,1年生の時に高い値の人ほど2年以降の傾きが小さくなると推測される。 被験者 1年 2年 3年 1 8 14 16 2 11 17 20 3 9 4 7 10 19 5 22 28 6 15 30 25 12 24 21 13 18 23 適合度は…カイ2乗値=1. 13,自由度=1,有意確率=. 288;RMSEA=. 083 心理データ解析トップ 小塩研究室
1が構造方程式の例。 (2) 階層的重回帰分析 表6. 1. 1 のデータに年齢を付け加えたものが表7. 1のようになったとします。 この場合、年齢がTCとTGに影響し、さらにTCとTGを通して間接的に重症度に影響することは大いに考えられます。 つまり年齢がTCとTGの原因であり、さらにTCとTGが重症度の原因であるという2段階の因果関係があることになります。 このような場合は図7. 2のようなパス図を描くことができます。 表7. 1 高脂血症患者の 年齢とTCとTG 患者No. 年齢 TC TG 重症度 1 50 220 110 0 2 45 230 150 1 3 48 240 150 2 4 41 240 250 1 5 50 250 200 3 6 42 260 150 3 7 54 260 250 2 8 51 260 290 1 9 60 270 250 4 10 47 280 290 4 図7. 2のパス係数は次のようにして求めます。 まず最初に年齢を説明変数にしTCを目的変数にした単回帰分析と、年齢を説明変数にしTGを目的変数にした単回帰分析を行います。 そしてその標準偏回帰係数を年齢とTC、年齢とTGのパス係数にします。 ちなみに単回帰分析の標準偏回帰係数は単相関係数と一致するため、この場合のパス係数は標準偏回帰係数であると同時に相関係数でもあります。 次にTCとTGを説明変数にし、重症度を目的変数にした重回帰分析を行います。 これは 第2節 で計算した重回帰分析であり、パス係数は図7. 1と同じになります。 表7. 1のデータについてこれらの計算を行うと次のような結果になります。 ○説明変数x:年齢 目的変数y:TCとした単回帰分析 単回帰式: 標準偏回帰係数=単相関係数=0. 321 ○説明変数x:年齢 目的変数y:TGとした単回帰分析 標準偏回帰係数=単相関係数=0. 280 ○説明変数x 1 :TC、x 2 :TG 目的変数y:重症度とした重回帰分析 重回帰式: TCの標準偏回帰係数=1. 239 TGの標準偏回帰係数=-0. 549 重寄与率:R 2 =0. 814(81. 心理データ解析補足02. 4%) 重相関係数:R=0. 902 残差寄与率の平方根: このように、因果関係の組み合わせに応じて重回帰分析(または単回帰分析)をいくつかの段階に分けて適用する手法を 階層的重回帰分析(hierarchical multiple regression analysis) といいます。 因果関係が図7.
85, p<. 001 学年とテスト: r =. 94, p<. 001 身長とテスト: r =. 80, p<. 001 このデータを用いて実際にAmosで分析を行い,パス図で偏相関係数を表現すると,下の図のようになる。 ここで 偏相関係数(ry1. 2)は,身長(X1)とテスト(Y)に影響を及ぼす学年(X2)では説明できない,誤差(E1, E2)間の相関に相当 する。 誤差間の相関は,SPSSで偏相関係数を算出した場合と同じ,.
929,AGFI=. 815,RMSEA=. 000,AIC=30. 847 [10]高次因子分析 [9]では「対人関係能力」と「知的能力」という2つの因子を設定したが,さらにこれらは「総合能力」という より高次の因子から影響を受けると仮定することも可能 である。 このように,複数の因子をまとめるさらに高次の因子を設定する, 高次因子分析 を行うこともある。 先のデータを用いて高次因子を仮定し,Amosで分析した結果をパス図で表すと以下のようになる。 この分析の場合,「 総合能力 」という「 二次因子 」を仮定しているともいう。 適合度は…GFI=.
26、0. 20、0. 40です。 勝数への影響度が最も強いのは稽古量、次に体重、食事量が続きます。 ・非標準化解の解釈 稽古量と食事量のデータは「多い」「普通」「少ない」の3段階です。稽古量が1段階増えると勝数は5. 73勝増える、食事量が1段階増えると2. 83勝増えることを意味しています。 体重から勝数への係数は0. 31で、食事量が一定であるならば、体重が1kg増えると勝数は0. 31勝増えることを示しています。 ・直接効果と間接効果 食事量から勝数へのパスは2経路あります。 「食事量→勝数」の 直接パス と、「食事量→体重→勝数」の体重を経由する 間接パス です。 直接パスは、体重を経由しない、つまり、体重が一定であるとき、食事量が1段階増えたときの勝数は2. 83勝増えることを意味しています。これを 直接効果 といいます。 間接パスについてみてみます。 食事量から体重への係数は9. 56で、食事量が1段階増えると体重は9. 56kg増えることを示しています。 食事量が1段階増加したときの体重を経由する勝数への効果は 9. 56×0. 31=2. 共分散構造分析（２/７） :: 株式会社アイスタット｜統計分析研究所. 96 と推定できます。これを食事量から勝数への 間接効果 といいます。 この解析から、食事量から勝数への 総合効果 は 直接効果+間接効果=総合効果 で計算できます。 2. 83+2. 96=5. 79 となります。 この式より、食事量の勝数への総合効果は、食事量を1段階増やすと、平均的に見て5. 79勝、増えることが分かります。 ・外生変数と内生変数 パス図のモデルの中で、どこからも影響を受けていない変数のことを 外生変数 といいます。他の変数から一度でも影響を受けている変数のことを 内生変数 といいます。 下記パス図において、食事量は外生変数(灰色)、体重、稽古量、勝数は内生変数(ピンク色)です。 内生変数は矢印で結ばれた変数以外の影響も受けており、その要因を誤差変動として円で示します。したがって、内生変数には必ず円(誤差変動)が付きますが、パス図を描くときは省略しても構いません 適合度指標 パス図における矢印は仮説に基づいて引きますが、仮説が明確でなくても矢印は適当に引くことができます。したがって、引いた矢印の妥当性を調べなければなりません。そこで登場するのがモデルの適合度指標です。 パス係数と相関係数は密接な関係がり、適合度は両者の整合性や近さを把握するためのものです。具体的には、パス係数を掛けあわせ加算して求めた理論的な相関係数と実際の相関係数との近さ(適合度)を計ります。近さを指標で表した値が適合度指標です。 良く使われる適合度の指標は、 GFI 、 AGFI 、 RMSEA 、 カイ2乗値 です。 GFIは重回帰分析における決定係数( R 2 )、AGFIは自由度修正済み決定係数をイメージしてください。GFI、AGFIともに0~1の間の値で、0.
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