論文の概要: A Look into Causal Effects under Entangled Treatment in Graphs:
Investigating the Impact of Contact on MRSA Infection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.08237v1
- Date: Mon, 17 Jul 2023 04:38:51 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-18 14:42:49.305557
- Title: A Look into Causal Effects under Entangled Treatment in Graphs:
Investigating the Impact of Contact on MRSA Infection
- Title(参考訳): グラフの絡み合った治療における因果関係の検討 : MRSA感染に対する接触の影響について
- Authors: Jing Ma, Chen Chen, Anil Vullikanti, Ritwick Mishra, Gregory Madden,
Daniel Borrajo, Jundong Li
- Abstract要約: メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(MRSA)は、特定の抗生物質に耐性を持つ細菌であり、MRSA感染の予防が困難である。
観察データからMRSA感染に対する近接接触(治療)の因果効果を推定するために,多くの研究が提案されている。
処理代入機構は、欠落した反事実のパターンを決定する際に重要な役割を果たす。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 33.08260042598704
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is a type of bacteria
resistant to certain antibiotics, making it difficult to prevent MRSA
infections. Among decades of efforts to conquer infectious diseases caused by
MRSA, many studies have been proposed to estimate the causal effects of close
contact (treatment) on MRSA infection (outcome) from observational data. In
this problem, the treatment assignment mechanism plays a key role as it
determines the patterns of missing counterfactuals -- the fundamental challenge
of causal effect estimation. Most existing observational studies for causal
effect learning assume that the treatment is assigned individually for each
unit. However, on many occasions, the treatments are pairwisely assigned for
units that are connected in graphs, i.e., the treatments of different units are
entangled. Neglecting the entangled treatments can impede the causal effect
estimation. In this paper, we study the problem of causal effect estimation
with treatment entangled in a graph. Despite a few explorations for entangled
treatments, this problem still remains challenging due to the following
challenges: (1) the entanglement brings difficulties in modeling and leveraging
the unknown treatment assignment mechanism; (2) there may exist hidden
confounders which lead to confounding biases in causal effect estimation; (3)
the observational data is often time-varying. To tackle these challenges, we
propose a novel method NEAT, which explicitly leverages the graph structure to
model the treatment assignment mechanism, and mitigates confounding biases
based on the treatment assignment modeling. We also extend our method into a
dynamic setting to handle time-varying observational data. Experiments on both
synthetic datasets and a real-world MRSA dataset validate the effectiveness of
the proposed method, and provide insights for future applications.
- Abstract(参考訳): メチシリン耐性黄色ブドウ球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus、MRSA)は、特定の抗生物質に耐性を持つ細菌の一種であり、MRSA感染の予防が困難である。
MRSAによる感染症の根絶に向けた数十年の努力の中で, MRSA感染(アウトカム)に対する近接接触(治療)の因果効果を観察データから推定する研究が数多く提案されている。
この問題において、治療割当機構は、因果効果推定の基本的な課題である反事実のパターンを決定する上で重要な役割を果たす。
因果効果学習のための既存の観察的研究のほとんどは、治療が各単位ごとに個別に割り当てられていると仮定している。
しかし、多くの場合、処理はグラフに連結された単位に対してペアで割り当てられ、すなわち異なる単位の処理が絡み合っている。
絡み合った治療法の無視は因果効果の推定を妨げうる。
本稿では,グラフに絡み合った治療による因果効果推定の問題について検討する。
絡み合った治療の探索はいくつかあるが,(1) 絡み合いが未知の治療課題のモデル化と活用に困難をもたらすこと,(2) 因果効果推定にバイアスを生じさせる隠れた共同設立者が存在すること,(3) 観測データが時相変化することがしばしばあること,などの課題により,この問題は依然として困難なままである。
これらの課題に取り組むため,我々は,グラフ構造を明示的に活用して治療割当機構をモデル化し,治療割当モデリングに基づく統合バイアスを緩和する新しい手法を提案する。
また,この手法を動的設定に拡張し,時間変動観測データを処理する。
合成データセットと実世界のMRSAデータセットの両方で実験を行い,提案手法の有効性を検証し,今後の応用に向けた洞察を提供する。
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