Estimating heterogeneous treatment effects (HTEs) is crucial for precision medicine. While multiple studies can improve the generalizability of results, leveraging them for estimation is statistically challenging. Existing approaches often assume identical HTEs across studies, but this may be violated due to various sources of between-study heterogeneity, including differences in study design, study populations, and data collection protocols, among others. To this end, we propose a framework for multi-study HTE estimation that accounts for between-study heterogeneity in the nuisance functions and treatment effects. Our approach, the multi-study R-learner, extends the R-learner to obtain principled statistical estimation with machine learning (ML) in the multi-study setting. It involves a data-adaptive objective function that links study-specific treatment effects with nuisance functions through membership probabilities, which enable information to be borrowed across potentially heterogeneous studies. The multi-study R-learner framework can combine data from randomized controlled trials, observational studies, or a combination of both. It's easy to implement and flexible in its ability to incorporate ML for estimating HTEs, nuisance functions, and membership probabilities. In the series estimation framework, we show that the multi-study R-learner is asymptotically normal and more efficient than the R-learner when there is between-study heterogeneity in the propensity score model under homoscedasticity. We illustrate using cancer data that the proposed method performs favorably compared to existing approaches in the presence of between-study heterogeneity.


翻译:异质性治疗效果(HTE)的估计对精准医学至关重要。尽管多项研究可提升结果的泛化性,但利用多项研究进行估计在统计上具有挑战性。现有方法常假设研究间HTE相同,然而这一假设可能因研究设计、研究人群及数据收集方案等多种研究间异质性来源而被违背。为此,我们提出一个多研究HTE估计框架,该框架能够处理干扰函数与治疗效果中的研究间异质性。我们的方法——多研究R学习器——扩展了R学习器,以在多研究场景中利用机器学习(ML)实现具有理论依据的统计估计。该方法通过数据自适应目标函数,将特定研究的治疗效果与干扰函数通过隶属概率相关联,从而实现潜在异质性研究间的信息借取。多研究R学习器框架可整合随机对照试验、观察性研究或两者结合的数据。该框架易于实现,且能灵活融入ML进行HTE、干扰函数及隶属概率的估计。在级数估计框架下,我们证明当倾向评分模型存在研究间异质性且方差齐性时,多研究R学习器具有渐近正态性且比R学习器更高效。通过癌症数据的分析表明,在存在研究间异质性的情况下,所提方法优于现有方法。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
《基于深度强化学习的反无人机技术研究》178页
专知会员服务
1+阅读 · 今天16:06
“史诗怒火”行动与“AI中心战”模式的浮现
专知会员服务
1+阅读 · 今天15:31
【CVPR2026教程】扩散模型的解析理解
专知会员服务
0+阅读 · 今天14:49
马赛克战:俄乌战场透析
专知会员服务
13+阅读 · 今天4:12
《利用人工智能增强军事决策》
专知会员服务
4+阅读 · 今天4:09
《自动机器学习在军事数据耕耘法中的应用》
专知会员服务
6+阅读 · 今天4:02
为何指挥所生存能力要求范式转变
专知会员服务
5+阅读 · 今天3:54
打造“新蛛网”模式与高科技动员
专知会员服务
4+阅读 · 今天3:33
“蛛网”行动一周年:远程无人机战争
专知会员服务
3+阅读 · 今天3:23
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
7+阅读 · 6月9日
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员