Evaluating the causal health effects of multivariate, continuous exposures, such as air pollution mixtures, is a critical public health challenge. A primary obstacle is the frequent violation of the positivity assumption, which renders the effects of standard deterministic interventions unidentified or heavily reliant on unreliable model extrapolation. In this paper, we develop a novel causal inference framework to address this challenge. We extend exponential tilting to multivariate exposures and address the critical question of how to compare different intervention directions fairly. This establishes a systematic framework for defining and evaluating various policy-relevant causal estimands, allowing researchers to address diverse scientific questions. We develop numerous methodological advancements, including efficient one-step estimation strategies, a Riemannian BFGS algorithm to solve a constrained manifold optimization problem, semiparametric efficiency bounds for causal estimands, minimax rates for estimators, and establishing asymptotic normality. We demonstrate our framework's utility by applying it to a nationwide environmental health dataset to identify the optimal strategy for reducing adverse health outcomes associated with a PM$_{2.5}$ chemical mixture.


翻译:评估多元连续暴露(如空气污染混合物)的因果健康效应是一项关键的公共卫生挑战。主要障碍在于正向假设的频繁违反,这使得标准确定性处理的效应无法识别,或严重依赖不可靠的模型外推。本文提出了一种新的因果推断框架来应对这一挑战。我们将指数倾斜方法扩展到多元暴露,并解决了如何公平比较不同干预方向的关键问题。这为定义和评估各种政策相关因果估计量建立了系统框架,使研究人员能够解决多样化的科学问题。我们开发了多项方法学创新,包括高效的一步估计策略、用于求解约束流形优化问题的黎曼BFGS算法、因果估计量的半参数效率界、估计量的极小化极大速率,并建立了渐近正态性。通过将我们的框架应用于一个全国性环境健康数据集,我们展示了其实用性,以确定减少与PM$_{2.5}$化学混合物相关不良健康结局的最优策略。

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健康是指一个人在身体、精神和社会等方面都处于良好的状态。 健康包括两个方面的内容:

一是主要脏器无疾病,身体形态发育良好,体形均匀,人体各系统具有良好的生理功能,有较强的身体活动能力和劳动能力,这是对健康最基本的要求;

二是对疾病的抵抗能力较强,能够适应环境变化,各种生理刺激以及致病因素对身体的作用。传统的健康观是“无病即健康”,现代人的健康观是整体健康,世界卫生组织提出“健康不仅是躯体没有疾病,还要具备心理健康、社会适应良好和有道德”。因此,现代人的健康内容包括:躯体健康、心理健康、心灵健康、社会健康、智力健康、道德健康、环境健康等。健康是人的基本权利。健康是人生的第一财富。
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