Development of exact statistical methods corresponding to causal inference methodology

Research Project

Project/Area Number	19K11871
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 60030:Statistical science-related
Research Institution	Kindai University
Principal Investigator	Chiba Yasutaka 近畿大学, 大学病院, 准教授 (80362474)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000) Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords	因果推論 / 生存時間解析 / 平均ハザード
Outline of Research at the Start	研究データ解析の主目的の1つは、原因の結果への因果効果を推定することである。通常用いられている統計解析手法では、点推定に加えて区間推定を行う。一方で、因果推論の方法論を用いることで、因果効果が存在可能な範囲を導き出すことができる。区間推定の方法と因果効果が存在可能な範囲の推定法は独立に発展してきたものであり、対応はない。そのため、観察データから推定された区間推定値が因果効果の存在範囲の外の値として推定されることがある。本研究では、因果効果の存在範囲に対応する統計解析手法を開発する。
Outline of Final Research Achievements	In clinical trials where the time to event is the endpoint, hazard ratios calculated by the Cox regression model are commonly applied. However, it is generally difficult to give an appropriate interpretation to the calculated hazard ratio. In this research, based on the concept of response type used in causal inference, I developed a method to explore prognostic and predictive factors when the restricted mean survival time is used as the measure to evaluate the endpoint. Furthermore, I showed that it is more natural to interpret the average hazard, which includes the restricted mean survival time in the denominator, as a harmonic mean rather than a weighted arithmetic mean, and the average hazard should be estimated using only the times at which the event is observed.
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本研究で提示した方法を用いることにより、因果的に解釈可能な予後・予測因子の探索を行うことができる。また、平均ハザードを適切に解釈可能な形で正しく推定することができる。本研究で提示した方法を実際の臨床試験などで用いるには、まだ詳細を詰めなければならないところがある。しかし、本研究で提示した方法に基づく方法を使用することにより、従来のCox回帰モデルが持つ解釈困難性の問題を回避でき、より適切に因果的解釈を与えることが可能になるはずである。