論文の概要: Efficient Subgroup Analysis via Optimal Trees with Global Parameter Fusion
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.04077v1
- Date: Tue, 03 Feb 2026 23:26:19 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-02-05 19:45:11.308282
- Title: Efficient Subgroup Analysis via Optimal Trees with Global Parameter Fusion
- Title（参考訳）: 大域的パラメータ融合を用いた最適木による効率的な部分群解析
- Authors: Zhongming Xie, Joseph Giorgio, Jingshen Wang,
- Abstract要約: サブグループ分析により、治療が特に有益または保護的な集団を特定できる。
混合整数最適化 (MIO) を利用して, 正確な部分群同定を容易にする, 融合最適因果木法を提案する。
我々は,サンプルリスク境界から厳密に確立し,古典木に基づく手法と比較することによって理論的保証を提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.874780144224057
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Identifying and making statistical inferences on differential treatment effects (commonly known as subgroup analysis in clinical research) is central to precision health. Subgroup analysis allows practitioners to pinpoint populations for whom a treatment is especially beneficial or protective, thereby advancing targeted interventions. Tree based recursive partitioning methods are widely used for subgroup analysis due to their interpretability. Nevertheless, these approaches encounter significant limitations, including suboptimal partitions induced by greedy heuristics and overfitting from locally estimated splits, especially under limited sample sizes. To address these limitations, we propose a fused optimal causal tree method that leverages mixed integer optimization (MIO) to facilitate precise subgroup identification. Our approach ensures globally optimal partitions and introduces a parameter fusion constraint to facilitate information sharing across related subgroups. This design substantially improves subgroup discovery accuracy and enhances statistical efficiency. We provide theoretical guarantees by rigorously establishing out of sample risk bounds and comparing them with those of classical tree based methods. Empirically, our method consistently outperforms popular baselines in simulations. Finally, we demonstrate its practical utility through a case study on the Health and Aging Brain Study Health Disparities (HABS-HD) dataset, where our approach yields clinically meaningful insights.
- Abstract（参考訳）: 鑑別治療効果の統計的推測(一般に臨床研究ではサブグループ分析と呼ばれる)は、精度の高い健康に欠かせない。
サブグループ分析により、治療が特に有益または保護的な集団を特定でき、それによって標的の介入を促進することができる。
木に基づく再帰的分割法は,その解釈可能性から部分群解析に広く用いられている。
しかしながら、これらのアプローチは、強欲なヒューリスティックスによって誘導される最適下分割や、特に限られたサンプルサイズで、局所的に推定された分割から過度に適合するなど、重大な制限に直面する。
これらの制約に対処するために、混合整数最適化(MIO)を利用して正確な部分群同定を容易にする、融合最適因果木法を提案する。
提案手法は,グローバルな最適分割を保証し,関連するサブグループ間での情報共有を容易にするパラメータ融合制約を導入する。
この設計により、サブグループの発見精度が大幅に向上し、統計効率が向上する。
我々は,サンプルリスク境界から厳密に確立し,古典木に基づく手法と比較することによって理論的保証を提供する。
実験により,本手法はシミュレーションにおいて人気ベースラインを一貫して上回っている。
最後に,HBS-HD(Health and Aging Brain Study Health Disparities)データセットのケーススタディを通じて,その実用性を実証した。
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