[论文解读] 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 5

一句话总结

本文提出了一种夹定法，以缓解比较型中断时间序列设计中因未测量混杂因素与处理组交互作用而引起的偏差，尤其在历史因素对处理组的影响大于对照组时。该方法应用于密苏里州2007年持枪许可证购买法的废除，估计枪支谋杀率增加17%至27%（95%置信区间：[11%，35%]），且在多个对照组和虚假检验中结果稳健。

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.

研究动机与目标

• 解决未测量混杂因素在事后期间与处理组交互作用导致的比较型中断时间序列设计中的偏差。
• 开发一种夹定方法，利用事前结果较低和较高的对照组来界定政策干预的真实因果效应的上下界。
• 为差分法提供一种稳健替代方案，尤其当平行趋势假设可能因未测量混杂或历史事件而被违反时。
• 评估密苏里州2007年废除持枪许可证购买法对枪支谋杀率的因果影响。
• 将夹定法与合成控制法进行比较，突出后者在功能形式假设较弱时的局限性。

提出的方法

• 使用两个对照组：一个事前结果低于处理组，另一个事前结果高于处理组，以构建处理效应的上下界。
• 分别对每个对照组应用差分法估计器，产生两个估计值，从而在假设未测量混杂因素的影响随时间以时间不变且单调的方式变化时，框定出真实因果效应。
• 依赖于假设未测量混杂因素的影响随时间增加（或减少），该假设可通过领域知识评估，而无需强参数模型。
• 采用虚假研究检验估计效应的稳健性，进一步支持因果关系的合理性。
• 将结果与合成控制法进行比较，表明当未测量混杂因素具有非线性或非因子效应时，合成控制法可能产生偏差。
• 使用密苏里州及两个对照组（枪支谋杀率较高和较低）的数据，计算持枪许可证购买法废除效应的边界。

实验结果

研究问题

• RQ1 当未测量混杂因素在事后期间与处理组交互作用时，夹定法在多大程度上能减少比较型中断时间序列设计中的偏差？
• RQ2 密苏里州2007年废除持枪许可证购买法对本州枪支谋杀率的因果效应是什么？
• RQ3 在模型假设出现现实违反的情况下，夹定法的结果与合成控制法的结果相比如何？
• RQ4 当传统平行趋势假设存疑时，虚假研究能否为因果效应提供额外支持？
• RQ5 在存在时变未测量混杂因素的情况下，合成控制法在何种条件下无法产生无偏估计？

主要发现

• 密苏里州持枪许可证购买法废除对枪支谋杀率的影响估计为每10万人增加0.9至1.3起，相当于增加17%至27%。
• 枪支谋杀率百分比变化的95%置信区间为11%至35%，表明增加具有统计显著性。
• 使用2008–2013年作为事后期间，较高对照组的差分法估计值为1.0（95%置信区间：[0.6, 1.4]），即增加22%（95%置信区间：[14%, 31%]）。
• 对于较低对照组，估计值为0.6（95%置信区间：[0.2, 1.0]），对应增加17%（95%置信区间：[5%, 19%]）。
• 效应大小（每10万人）的夹定区间[0.6, 1.7]支持对废除政策影响的因果解释。
• 虚假研究进一步支持废除导致枪支谋杀率上升的假设，强化了因果推断。