[論文レビュー] Bracketing in the Comparative Interrupted Time-Series Design to Address Concerns about History Interacting with Group: Evaluating Missouri Handgun Purchaser Law

Raiden B. Hasegawa, Dylan S. Small+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 25, 2019

Healthcare Policy and Management参考文献 29被引用数 5

ひとこと要約

本稿では、歴史が処置群にコントロール群よりも強く影響する場合に、測定されない交絡要因と処置群の相互作用によって引き起こされる比較的中断時系列デザインにおけるバイアスを制限するためのバケツ法を提案する。特に、ミズーリ州の2007年、許可証取得 handgun 法の廃止に適用したところ、火器による殺人件数は17%から27%増加した（95%信頼区間：[11%, 35%]）と推定され、複数のコントロール群およびプラセボ検定においても結果は頑健であった。

ABSTRACT

In the comparative interrupted time series design (also called the method of difference-in-differences), the change in outcome in a group exposed to treatment in the periods before and after the exposure is compared to the change in outcome in a control group not exposed to treatment in either period. The standard difference-in-difference estimator for a comparative interrupted time series design will be biased for estimating the causal effect of the treatment if there is an interaction between history in the after period and the groups; for example, there is a historical event besides the start of the treatment in the after period that benefits the treated group more than the control group. We present a bracketing method for bounding the effect of an interaction between history and the groups that arises from a time-invariant unmeasured confounder having a different effect in the after period than the before period. The method is applied to a study of the effect of the repeal of Missouri's permit-to-purchase handgun law on its firearm homicide rate. We estimate that the effect of the permit-to-purchase repeal on Missouri's firearm homicide rate is bracketed between 0.9 and 1.3 homicides per 100,000 people, corresponding to a percentage increase of 17% to 27% (95% confidence interval: [0.6,1.7] or [11%,35%]). A placebo study provides additional support for the hypothesis that the repeal has a causal effect of increasing the rate of state-wide firearm homicides.

研究の動機と目的

• 処置後期間における測定されない交絡要因が処置群と相互作用する場合に生じる比較的中断時系列デザインにおけるバイアスを是正すること。
• 処置群よりも前処置期間の結果が高く、低くあるコントロール群を用いて、政策介入の真の因果効果の上限と下限を特定するバケツ法を開発すること。
• 測定されない交絡要因や歴史的出来事によって並行トレンド仮定が満たされない可能性がある場合に、差分の差分法の代替として頑健な手法を提供すること。
• ミズーリ州が2007年に許可証取得 handgun 法を廃止したことが火器による殺人率に与える因果的影響を評価すること。
• バケツ法と合成コントロール法を比較し、関数形の仮定が弱い条件下で後者の限界を強調すること。

提案手法

• 処置群よりも前処置期間の結果が低いコントロール群と高いコントロール群の2つを用い、処置効果の上限と下限を設定する。
• 差分の差分推定量をそれぞれのコントロール群に対して別々に適用し、測定されない交絡要因が時間的に不変で単調に効果を及ぼすという仮定の下で、真の因果効果を囲む2つの効果推定値を得る。
• 測定されない交絡要因の効果が時間とともに増加（または減少）するという仮定に依存しており、これは強いパラメトリックモデルではなく、分野の知識によって評価可能である。
• プラセボ研究を用いて推定効果の頑健性を検証し、因果関係の妥当性を強化する。
• 結果を合成コントロール法と比較し、測定されない交絡要因が非線形的または乗法的効果を示す場合には、合成コントロール法がバイアスを生じ得ることを示す。
• ミズーリ州と2つのコントロール群（火器による殺人率が高く、低いもの）のデータを用いて、許可証取得法廃止の効果の境界を計算する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 測定されない交絡要因が処置後期間に処置群と相互作用する場合に、バケツ法は比較的中断時系列デザインにおけるバイアスをどの程度低減できるか。
• RQ2 ミズーリ州が2007年に許可証取得 handgun 法を廃止したことが、州の火器による殺人率に与える因果的影響は何か。
• RQ3 モデル仮定の現実的でない違反が生じる状況下で、バケツ法の結果と合成コントロール法の結果はどのように比較できるか。
• RQ4 従来の並行トレンド仮定が疑わしい場合に、プラセボ研究は因果効果を裏付ける追加的根拠を提供できるか。
• RQ5 時間的に変化する測定されない交絡要因が存在する状況下で、合成コントロール法が不偏推定値を生じない条件は何か。

主な発見

• ミズーリ州の許可証取得 handgun 法廃止が火器による殺人率に与える影響は、10万人あたり0.9～1.3件の追加殺人、つまり17%～27%の増加と推定される。
• 火器による殺人件数の変化率の95%信頼区間は11%～35%であり、統計的に有意な増加を示している。
• 2008–2013年の処置後期間を用いた差分の差分推定では、上位コントロール群の結果は1.0（95%信頼区間：[0.6, 1.4]）であり、22%増加（95%信頼区間：[14%, 31%]）と推定された。
• 下位コントロール群では推定値が0.6（95%信頼区間：[0.2, 1.0]）であり、17%増加（95%信頼区間：[5%, 19%]）と推定された。
• 効果量（10万人あたりの殺人件数）のバケツ区間[0.6, 1.7]は、法改正の因果的影響を支持する。
• プラセボ研究により、法改正が火器による殺人件数の増加を引き起こしたという仮説がさらに裏付けられ、因果推論の信頼性が高まった。