Estimação de Máxima Verossimilhança Focada em Pesquisa de Saúde
Um método que melhora a estimativa de efeito causal em resultados de saúde por meio de abordagens estatísticas inteligentes.
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Índice
- A Importância das Relações Causais em Pesquisas de Saúde
- Estimadores Causais e Seus Desafios
- Visão Geral da Metodologia TMLE
- O Crescimento do TMLE na Pesquisa
- Contribuições dos Autores para a Literatura TMLE
- Benefícios de Usar TMLE
- Aplicações do TMLE em Diferentes Campos
- Questões e Desafios
- Direções Futuras
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
A Estimação de Máxima Verossimilhança Direcionada (TMLE) é um método usado para tirar insights de pesquisas em saúde. Ajuda os pesquisadores a entenderem os efeitos de tratamentos ou exposições nos resultados de saúde. Esse método combina ideias estatísticas inteligentes com técnicas de aprendizado de máquina para criar uma forma confiável de estimar esses efeitos. Esse artigo discute como o TMLE é usado em saúde pública e epidemiologia, destacando suas vantagens e aplicações.
A Importância das Relações Causais em Pesquisas de Saúde
Em estudos de saúde, entender como certos fatores afetam os resultados dos pacientes é crucial. Por exemplo, os pesquisadores querem saber se um medicamento específico melhora a saúde ou se escolhas de estilo de vida levam a resultados melhores. Ensaios clínicos randomizados (RCTs) são frequentemente considerados a melhor maneira de determinar essas relações causais, pois minimizam o viés ao atribuir tratamentos aleatoriamente aos participantes. No entanto, RCTs podem ser caros, demorados ou antiéticos em certas situações.
Nesses casos, os pesquisadores recorrem a Estudos Observacionais, que analisam dados coletados de situações da vida real. Estudos observacionais podem fornecer informações valiosas, especialmente sobre populações que costumam ser excluídas dos ensaios. Contudo, eles vêm com seu próprio conjunto de desafios, como vieses que podem surgir de como os dados são coletados ou analisados.
Estimadores Causais e Seus Desafios
Tanto em RCTs quanto em estudos observacionais, os pesquisadores tentam estimar efeitos causais, como o efeito médio do tratamento (ATE), que mede o impacto de um tratamento em um resultado. Vários métodos estatísticos, como G-computação e métodos de Pontuação de Propensão (PS), são comumente usados para estimativas causais. Esses métodos costumam se basear em suposições sobre os dados que podem levar a erros se não forem verdadeiras. Isso é conhecido como especificação incorreta do modelo, o que pode resultar em estimativas tendenciosas.
O TMLE oferece uma solução para esse problema. Ele busca reduzir o viés combinando dois modelos: um para o resultado e outro para a atribuição do tratamento. Contanto que pelo menos um desses modelos esteja corretamente especificado, o TMLE pode fornecer estimativas confiáveis.
Visão Geral da Metodologia TMLE
O TMLE foi introduzido para melhorar a forma como os pesquisadores estimam efeitos causais. O processo geralmente segue duas etapas principais.
- A primeira etapa envolve estimar os modelos de resultado e tratamento. Isso geralmente utiliza técnicas de aprendizado de máquina, que ajudam a criar modelos flexíveis que podem se adaptar aos dados sem impor suposições rigorosas.
- A segunda etapa, chamada "direcionamento", usa as estimativas iniciais para produzir uma estimativa final para o efeito de interesse.
Essa abordagem em duas etapas ajuda a equilibrar viés e variabilidade, tornando os resultados mais robustos.
O Crescimento do TMLE na Pesquisa
Desde que foi proposto, o TMLE viu um crescimento enorme em seu uso em várias áreas, especialmente em saúde pública e epidemiologia. Muitos pesquisadores adotaram o TMLE em seus estudos para obter estimativas confiáveis de efeitos do tratamento. Esse aumento de popularidade é atribuído a vários fatores:
- A disponibilidade de pacotes de software amigáveis para implementar o TMLE.
- A publicação de tutoriais que explicam o TMLE de forma mais simples, tornando-o acessível a mais pesquisadores.
- O envolvimento de especialistas metodológicos que orientam sua aplicação em estudos do mundo real.
Contribuições dos Autores para a Literatura TMLE
Uma revisão sistemática da literatura mostra que o TMLE foi incorporado em numerosos estudos. Muitos desses estudos vêm de instituições que foram pioneiras na estrutura do TMLE.
A revisão indica que, no início de 2022, uma parte significativa das aplicações do TMLE ocorreu fora dos Estados Unidos, mostrando seu alcance global. Pesquisadores de vários países e disciplinas estão agora utilizando o TMLE para enfrentar questões complexas de saúde.
Benefícios de Usar TMLE
O TMLE tem várias vantagens que o tornam atraente para os pesquisadores:
- Flexibilidade: O TMLE permite o uso de algoritmos de aprendizado de máquina, que se adaptam bem a conjuntos de dados complexos. Essa flexibilidade ajuda a minimizar os viéses que surgem de especificações incorretas do modelo.
- Dupla Robustez: O TMLE fornece estimativas consistentes desde que um dos dois modelos (resultado ou tratamento) esteja corretamente especificado. Essa propriedade o torna mais confiável em comparação com métodos de robustez única, que podem falhar se o modelo estiver incorreto.
- Eficiência: Ele equilibra viés e variância, levando a intervalos de confiança mais estreitos em torno das estimativas, o que aumenta a precisão dos achados.
Aplicações do TMLE em Diferentes Campos
O TMLE foi aplicado em várias áreas dentro da saúde pública e epidemiologia:
- Doenças Não Transmissíveis: Estudos usaram o TMLE para avaliar o impacto de fatores de estilo de vida em doenças crônicas como diabetes e doenças cardíacas.
- Doenças Infecciosas: O TMLE foi empregado para entender como intervenções afetam a propagação de doenças, como a avaliação de programas de vacinação.
- Epidemiologia Comportamental: Pesquisadores usaram o TMLE para analisar os efeitos de comportamentos, como atividade física ou tabagismo, nos resultados de saúde.
- Farmacoepidemiologia: O TMLE ajuda a avaliar a eficácia e segurança de medicamentos, permitindo que os pesquisadores monitorem os efeitos a longo prazo.
- Economia da Saúde: Alguns estudos examinaram as implicações econômicas de intervenções de saúde usando TMLE.
Questões e Desafios
Embora o TMLE ofereça muitas vantagens, alguns desafios permanecem:
- Validade das Assunções: Os pesquisadores devem considerar cuidadosamente se seus dados atendem às suposições de identificabilidade necessárias para inferência causal.
- Qualidade dos Dados: Dados de boa qualidade são essenciais. Questões como dados ausentes ou erros de medição ainda podem enviesar os resultados.
- Complexidade: Apesar da disponibilidade de tutoriais e software, aplicar o TMLE requer um bom entendimento de estatísticas, o que pode desencorajar alguns pesquisadores.
Direções Futuras
A adoção do TMLE deve crescer ainda mais, especialmente à medida que mais recursos se tornem disponíveis para os pesquisadores. Há uma necessidade de educação contínua e workshops para ajudar a comunidade de pesquisa a navegar suas aplicações de forma eficaz. Além disso, a colaboração contínua entre metodologistas e pesquisadores aplicados pode fomentar mais desenvolvimentos dentro da estrutura do TMLE.
Conclusão
O TMLE representa um método poderoso para estimar efeitos causais em pesquisa de saúde pública e epidemiológica. Sua combinação de rigor estatístico e adaptabilidade de aprendizado de máquina o torna uma ferramenta valiosa para abordar questões desafiadoras em estudos de saúde. À medida que seu uso se expande globalmente e mais pesquisadores adotam seus princípios, o TMLE tem o potencial de melhorar a confiabilidade dos achados de pesquisa em saúde e, em última instância, aprimorar a tomada de decisões em saúde pública.
Título: Application of targeted maximum likelihood estimation in public health and epidemiological studies: a systematic review
Resumo: The Targeted Maximum Likelihood Estimation (TMLE) statistical data analysis framework integrates machine learning, statistical theory, and statistical inference to provide a least biased, efficient and robust strategy for estimation and inference of a variety of statistical and causal parameters. We describe and evaluate the epidemiological applications that have benefited from recent methodological developments. We conducted a systematic literature review in PubMed for articles that applied any form of TMLE in observational studies. We summarised the epidemiological discipline, geographical location, expertise of the authors, and TMLE methods over time. We used the Roadmap of Targeted Learning and Causal Inference to extract key methodological aspects of the publications. We showcase the contributions to the literature of these TMLE results. Of the 81 publications included, 25% originated from the University of California at Berkeley, where the framework was first developed by Professor Mark van der Laan. By the first half of 2022, 70% of the publications originated from outside the United States and explored up to 7 different epidemiological disciplines in 2021-22. Double-robustness, bias reduction and model misspecification were the main motivations that drew researchers towards the TMLE framework. Through time, a wide variety of methodological, tutorial and software-specific articles were cited, owing to the constant growth of methodological developments around TMLE. There is a clear dissemination trend of the TMLE framework to various epidemiological disciplines and to increasing numbers of geographical areas. The availability of R packages, publication of tutorial papers, and involvement of methodological experts in applied publications have contributed to an exponential increase in the number of studies that understood the benefits, and adoption, of TMLE.
Autores: Matthew J. Smith, Rachael V. Phillips, Miguel Angel Luque-Fernandez, Camille Maringe
Última atualização: 2023-03-13 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2303.07329
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.07329
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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