分享自:

使用自回归积分移动平均模型进行中断时间序列分析的指南

期刊:BMC Medical Research MethodologyDOI:10.1186/s12874-021-01235-8

这篇文档属于类型a,即报告了一项原创性研究。以下是对该研究的学术报告:

主要作者及机构

该研究的主要作者包括Andrea L. Schaffer、Timothy A. Dobbins和Sallie-Anne Pearson。研究机构包括澳大利亚新南威尔士大学(UNSW Sydney)的健康大数据研究中心、公共卫生与社区医学院,以及悉尼大学的Menzies健康政策中心。该研究于2021年发表在《BMC Medical Research Methodology》期刊上。

学术背景

该研究的科学领域是公共卫生干预评估,特别是大规模健康政策的效果评估。研究背景在于,中断时间序列分析(Interrupted Time Series, ITS)越来越多地用于评估大规模健康干预的影响。虽然分段回归(segmented regression)是常用的方法,但在存在季节性和自相关性的情况下,分段回归并不总是适用。自回归积分滑动平均模型(Autoregressive Integrated Moving Average, ARIMA)是一种替代方法,能够处理这些问题。因此,研究旨在介绍ARIMA模型的理论基础,并展示其如何用于评估大规模健康干预的效果。

研究流程

研究的主要流程包括以下几个步骤:

  1. 数据准备与背景分析:研究使用了澳大利亚药物配发数据,特别是抗精神病药物喹硫平(quetiapine)的配发数据。2014年1月,澳大利亚政府取消了喹硫平25mg片剂的处方续配,以减少其在不适应症中的使用。研究分析了2011年1月至2014年12月共48个月的喹硫平配发数据。

  2. 数据可视化与预处理:研究首先对数据进行了可视化,以了解其趋势和季节性。由于数据存在年度季节性(例如年末配发量增加),研究进行了季节性差分处理。此外,研究还进行了首次差分以消除趋势。

  3. 模型选择与拟合:研究使用ARIMA模型来拟合数据。通过自相关函数(ACF)和偏自相关函数(PACF)图,研究确定了模型的参数。最终,研究选择了ARIMA(2,1,0)(0,1,1)12模型,该模型包括一阶差分和季节性差分,以消除趋势和季节性。

  4. 模型验证与残差分析:研究对模型进行了残差分析,确保残差是白噪声(即无自相关性)。通过Ljung-Box检验,研究确认了模型的拟合效果良好。

  5. 干预效果评估:研究使用ARIMA模型估计了政策干预的效果。结果显示,政策实施后,喹硫平25mg片剂的配发量立即减少了3285次,并且每月进一步减少1397次。

主要结果

研究的主要结果包括:

  1. 干预效果:政策实施后,喹硫平25mg片剂的配发量立即减少了3285次(95%置信区间:-4465至-2104),并且每月进一步减少1397次(95%置信区间:-1606至-1188)。这意味着政策实施后,喹硫平的配发量显著下降。

  2. 模型拟合:ARIMA(2,1,0)(0,1,1)12模型能够很好地拟合数据,残差分析显示模型拟合效果良好,残差无显著自相关性。

结论

研究表明,ARIMA模型是评估大规模健康干预效果的有力工具,特别是在存在趋势、季节性和自相关性的情况下。与分段回归相比,ARIMA模型能够更灵活地处理复杂的时间序列数据,并提供更准确的干预效果估计。该研究为公共卫生政策评估提供了一种新的方法,具有重要的科学和应用价值。

研究亮点

  1. 创新性方法:研究首次将ARIMA模型应用于评估大规模健康干预的效果,展示了其在处理复杂时间序列数据中的优势。
  2. 实际应用价值:研究通过实际案例展示了ARIMA模型在公共卫生政策评估中的应用,为政策制定者提供了科学依据。
  3. 详细的方法学指导:研究详细介绍了ARIMA模型的理论基础、模型选择、拟合和验证过程,为其他研究者提供了实用的方法学指导。

其他有价值的内容

研究还提供了R和SAS代码,供其他研究者复现结果。此外,研究强调了在公共卫生干预评估中控制趋势、季节性和自相关性的重要性,并建议在未来的研究中结合控制序列以提高因果推断的准确性。

总体而言,该研究为公共卫生干预评估提供了一种新的方法,具有重要的科学和应用价值。

上述解读依据用户上传的学术文献,如有不准确或可能侵权之处请联系本站站长:admin@fmread.com