Метод Мантеля-Хензеля и стратифицированный анализ

Стратифицированный анализ позволяет контролировать влияние категориальной переменной-конфаундера путем разделения данных на страты, определяемые этой переменной, анализа связи между воздействием и исходом внутри каждой страты, а затем объединения страт в единую сводную оценку. Метод Мантеля-Хензеля является классической процедурой для выполнения этой задачи с использованием серии таблиц 2×2: он обеспечивает как объединенный тест ассоциации, так и взвешенную сводную оценку отношения шансов или отношения рисков, скорректированную по стратифицирующей переменной.

Definition

Стратифицированный анализ Мантеля-Хензеля объединяет ряд таблиц 2×2 — по одной для каждого уровня стратифицирующей (смешивающей) переменной — в единую взвешенную сводную меру ассоциации и соответствующий тест, давая оценку эффекта воздействия-исхода, скорректированную по стратифицирующей переменной.

Scope

Эта статья охватывает вопросы о том, почему стратификация контролирует смешивающие факторы, как сводная оценка Мантеля-Хензеля взвешивает таблицы для каждой страты, сопутствующий критерий хи-квадрат для проверки ассоциации между стратами, стандартную оценку дисперсии, используемую для доверительных интервалов, и как стратификация выявляет модификацию эффекта, когда оценки для отдельных страт различаются. Она рассматривает эти методы как инструменты анализа данных, а не как клинические рекомендации.

Core questions

• Как разделение данных на страты устраняет влияние смешивающей переменной?
• Как отдельные таблицы для каждой страты взвешиваются и объединяются в одно сводное отношение шансов или отношение рисков?
• Как проверяется объединенная ассоциация и как получается доверительный интервал?
• Когда страты не следует объединять, потому что эффект различается между ними (модификация эффекта)?

Key concepts

• Стратификация для контроля смешивающих факторов
• Таблицы 2×2 для каждой страты
• Взвешенная объединенная (сводная) оценка
• Тест ассоциации Мантеля-Хензеля
• Оценка дисперсии для сводной оценки
• Однородность эффекта по стратам
• Модификация эффекта (взаимодействие)
• Грубая против скорректированной оценки

Mechanisms

Данные делятся на страты, определяемые уровнями потенциального конфаундера, что дает одну таблицу 2×2 для воздействия против исхода на каждую страту. Внутри каждой страты ассоциация свободна от смешивающего влияния этой переменной, поскольку переменная поддерживается постоянной. Сводное отношение шансов Мантеля-Хензеля представляет собой взвешенное среднее перекрестных произведений для каждой страты, причем веса придают большее влияние более крупным и информативным стратам; аналогичная оценка существует для отношения рисков. Единый критерий хи-квадрат суммирует наблюдаемые минус ожидаемые случаи воздействия по стратам для проверки объединенной ассоциации, сохраняя при этом стратификацию. Доверительные интервалы используют оценку дисперсии, которая действительна как при наличии множества небольших страт (разреженные данные), так и при наличии нескольких больших страт, свойство двойной согласованности, установленное Робинсом, Бреслоу и Гринлендом; Гринленд и Робинс представили связанные результаты для разреженных данных последующего наблюдения. Если оценки для отдельных страт схожи, объединение уместно, и сводная оценка является скорректированным по смешивающим факторам эффектом; если они существенно различаются, стратифицирующая переменная является модификатором эффекта, и одно объединенное число может быть вводящим в заблуждение.

Clinical relevance

Скорректированные ассоциации в обсервационных исследованиях в области здравоохранения часто получают или проверяют с помощью стратифицированного анализа Мантеля-Хензеля, прозрачного немодельного предшественника регрессионной корректировки, поэтому понимание его проясняет, как обрабатывается смешивание и как грубая оценка становится скорректированной. Это метод анализа и интерпретации доказательств, а не основа для индивидуальных диагностических или лечебных решений.

Epidemiology

Методы Мантеля-Хензеля являются основным инструментом эпидемиологического анализа когортных исследований и исследований случай-контроль, а также лежат в основе метода Мантеля-Хензеля с фиксированным эффектом, широко используемого для объединения таблиц 2×2 в метаанализе. Они остаются канонической иллюстрацией контроля смешивающих факторов до или наряду с логистической и пуассоновской регрессией.

History

Мантель и Хензель представили свой стратифицированный тест и сводную оценку в 1959 году в контексте ретроспективных (случай-контроль) исследований заболеваний, и метод быстро стал центральным в эпидемиологии хронических заболеваний, кодифицированный в монографии Бреслоу и Дэй 1980 года. Оценки дисперсии, необходимые для достоверных доверительных интервалов как в условиях разреженных, так и в условиях больших страт, были предоставлены Гринлендом и Робинсом (1985) и Робинсом, Бреслоу и Гринлендом (1986), завершив выводную основу.

Debates

Объединение против сообщения о модификации эффекта

Когда оценки для отдельных страт расходятся, единая сводная оценка Мантеля-Хензеля может скрывать реальное взаимодействие; аналитики должны решить, достаточно ли однородны страты для объединения или следует сообщать об эффектах для отдельных страт.

Key figures

• Nathan Mantel
• William Haenszel
• Sander Greenland
• James Robins
• Norman Breslow
• Kenneth Rothman

Seminal works

• mantel-haenszel-1959
• greenland-robins-1985
• robins-breslow-greenland-1986

Frequently asked questions

Что контролирует метод Мантеля-Хензеля?

Он контролирует смешивающую категориальную переменную путем анализа связи между воздействием и исходом внутри страт этой переменной, а затем объединения страт, так что сводная оценка корректируется по стратифицирующей переменной.

Что, если отношение шансов различается по стратам?

Заметно различающиеся оценки для отдельных страт указывают на модификацию эффекта, что означает, что ассоциация действительно варьируется в зависимости от стратифицирующей переменной; в этом случае единая объединенная сводка может быть вводящей в заблуждение, и следует сообщать результаты для отдельных страт.