가중치 방법

choyunjeong·2024년 11월 26일

1. 이항 처치일 때 가중치 방법

f(x)f(x)를 모집단 내 공변량 XX의 주변부 밀도로 나타내면 목표 모집단의 밀도는 g(x)=f(x)h(x)g(x)=f(x)h(x)로 표현할 수 있다. 여기서 h(x)h(x)는 미리 지정된 기울기(tilting) 함수로 목표 모집단을 정의합니다. 즉 f(x)f(x)분포에서 환자 특성을 더 임상적으로 관련성이 높거나 통계적으로 최적화된 다른 분포로 재분배하는 역할을 합니다. Z=zZ=z군에서 XX의 밀도를 fz(x)=Pr(X=xZ=z)f_z(x)=Pr(X=x|Z=z)라고 하면 다음을 만족한다.

f1(x)f(x)e(x),f0(x)f(x)(1e(x))f_1(x)\propto f(x)e(x),\quad f_0(x)\propto f(x)(1-e(x))

주어진 h(x)h(x)에 대해 각 처치군의 가중치 wz(x)w_z(x)는 다음과 같이 정의됩니다.

w1(x)f(x)h(x)f(x)e(x)=h(x)e(x),Z=1w1(x)f(x)h(x)f(x)(1e(x))=h(x)1e(x),Z=0w_1(x)\propto\dfrac{f(x)h(x)}{f(x)e(x)}=\dfrac{h(x)}{e(x)},\quad Z=1 \\[10pt] w_1(x)\propto\dfrac{f(x)h(x)}{f(x)(1-e(x))}=\dfrac{h(x)}{1-e(x)},\quad Z=0

이러한 가중치 wz(x)w_z(x)는 처치군과 대조군의 공변량 가중 분포를 균형있게 맞추는 "균형 가중치(balancing weights)"로 정의한다.

f1(x)w1(x)=f0(x)w0(x)=f(x)h(x)f_1(x)w_1(x)=f_0(x)w_0(x)=f(x)h(x)

가중치 함수 h(x)h(x)는 가중치(weights)를 결정하여 목표 모집단(target population)과 추정량(estimands)을 정의한다. h(x)=1h(x)=1일 때 해당 목표 모집단은 f(x)f(x)가 되며 이는 처치군과 대조군을 모두 합한 모집단이 된다.

2. 다중 처치일 때 가중치 방법

Z=jZ=j군에서 XX의 밀도를 fj(x)=Pr(X=xZ=j)f_j(x)=Pr(X=x|Z=j)라고 하면 다음을 만족한다.

fj(x)f(x)ej(x)f_j(x)\propto f(x)e_j(x)
  • ej(x)e_j(x)=jj개의 잠재결과 중 실제 받은 처치의 성향점수

주어진 h(x)h(x)가 주어졌을 때, 특정 처치군 밀도 fj(x)f_j(x)를 목표 모집단으로 가중할 수 있으며 다음과 같이 정의한다.

wj(x)f(x)h(x)f(x)ej(x)=h(x)ej(x),jZw_j(x)\propto\dfrac{f(x)h(x)}{f(x)e_j(x)}=\dfrac{h(x)}{e_j(x)},\quad \forall j \in Z

이러한 가중치 wj(x)w_j(x)는 처치군 간 공변량의 가중 분포를 균형있게 맞추는 "균형 가중치(balancing weights)"로 정의한다.

fj(x)wj(x)=f(x)h(x)f_j(x)w_j(x)=f(x)h(x)

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