Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/27065

Type: Tese
Title: A bayesian view on causal inference for observational data
Author(s)/Inventor(s): Nobre, Widemberg da Silva
Advisor: Schmidt, Alexandra Mello
Co-advisor: Moodie, Erica Eleanor Margret
Co-advisor: Stephens, David A.
Abstract: Utilizar o paradigma bayesiano para inferir efeitos causais a partir de dados observacionais é uma tarefa desafiadora. Tipicamente, o paradigma bayesiano combina dados e informações prévias para inferir quantidades de interesse com base em uma única distribuição posterior conjunta. No entanto, quando o objetivo é inferir efeitos causais em estudos observacionais, uma especificação bayesiana conjunta pode levar a uma inferência enviesada (por exemplo, em métodos de escore de propensão). Nesta tese, nosso objetivo é fornecer uma visão bayesiana sobre métodos em que a especificação do modelo leva à inferência baseada em uma verossimilhança conjunta e discutir questões relacionadas a uma abordagem bayesiana coerente. Primeiramente, focamos no uso do escore de propensão para evitar o viés devido a confundimento em uma abordagem de regressão. O confundimento ocorre quando covariáveis afetam simultaneamente as variáveis de exposição e de desfecho. Em tal situação, uma especificação bayesiana conjunta é conhecida por induzir viés devido ao feedback do desfecho no modelo do escore de propensão. Presumindo que não há confundidores não medidos, partimos dos primeiros princípios bayesianos e fornecemos uma especificação totalmente bayesiana na qual o feedback não está presente. Além disso, também fornecemos uma alternativa para estimar em nível populacional. Estendemos essas ideias para o cenário de observações com estrutura multinível e discutimos o uso de uma abordagem multinível para lidar com confundidores não medidos. A motivação para este último é a discussão sobre o efeito causal da terapia observada e dirigida na cura da Tuberculose. Finalmente, também propomos uma alternativa para estimar o efeito de uma intervenção em um ponto específico no tempo na presença de uma variável mediadora. Nossa proposta envolve modelar o mediador e os modelos de desfecho separadamente, levando em conta a evolução temporal. Aplicamos nosso método proposto a dados de hospitalização devido a doenças respiratórias, com a pandemia de coronavírus representando uma intervenção em um ponto específico no tempo.
Abstract: Using the Bayesian paradigm to infer causal effects for observational data is a challenging task. Typically, the Bayesian paradigm follows combining the data and prior information to infer quantities of interest based on a single joint posterior distribution. However, when the goal is to infer causal effects in observational studies, a joint Bayesian specification may lead to a biased inference (e.g. propensity score methods). In this thesis, we aim at providing a Bayesian view on methods at which the model specification leads to inference based on a joint likelihood and discuss issues related to a coherent Bayesian approach. Firstly, we focus on using the propensity score to avoid bias due to confounding into a regression approach. Confounding arises when covariates affect exposure and outcome variables simultaneously. In such a situation, a joint Bayesian specification is well known to induce bias due to feedback of the outcome into the propensity score model. Presuming there is no unmeasured confounder, we start from the Bayesian first principles and provide a fully Bayesian specification wherein the feedback is not present. Additionally, we also provide an alternative to estimate populational-level estimands. We extend these ideas to the scenario of multilevel structured observations and discuss using a multilevel approach to deal with unmeasured confounders. The motivation to the latter is the discussion about the causal effect of the driven observed therapy in the cure of Tuberculosis. Finally, we also propose an alternative to estimate the effect of an intervention at a specific point in time in the presence of a mediator variable. Our proposal involves modelling mediator and outcome models separately by accounting for temporal evolution. We apply our proposed method to hospitalisation data due to respiratory diseases, with the coronavirus pandemic representing an intervention at a specific point in time.
Keywords: Inferência bayesiana
Estudos observacionais
Pontuação de propensão
Bayesian inference
Observational studies
Propensity score
Subject CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::PROBABILIDADE E ESTATISTICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Estatística
Production unit: Instituto de Matemática
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: 2021
Publisher country: Brasil
Language: eng
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Estatística

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