什么是 倾向得分(Propensity Score)?

倾向得分(Propensity Score)是给定 Treatment 前观测协变量后接受 Treatment 的条件概率 `e(X)=P(A=1|X)`,也称倾向评分,用于设计或分析观察性比较的 Balancing Score。

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规范文档官方规范

工作原理

依据 Treatment 前因果知识构建 Score

应纳入控制 Measured Confounding 所需变量及有依据的强 Outcome Predictor,并排除 Treatment Consequence。很高的 Treatment-classification AUC 不是目标。Rosenbaum 与 Rubin 的原始论文定义了 Propensity Score、Balancing Property,以及因果调整依赖的 Strong Ignorability 条件。

让变换方式匹配 Estimand

Matching 通常构造接近 Treated Population 的比较人群,并常以 ATT 为目标;ATE Weighting 对 Treated 使用 1/e(X),对 Control 使用 1/(1-e(X));Overlap Weighting 强调两组都有合理 Assignment Probability 的 Unit。Trimming、Caliper、Replacement 与 Normalization 都会改变 Target Population 或有限样本行为,必须披露。

评估 Balance 与 Overlap,而不是 Classification Accuracy

Austin 的 Propensity Method 综述强调设计后检查 Balance。应审计 Standardized Difference、Score Distribution、Extreme Weight、Effective Sample Size 与关键切片。良好的 Measured Balance 不能解决 Unmeasured Confounding、错误 Outcome Timing、隐藏 Treatment Version 或 Interference。

主要特点

  • 等于给定观测 Baseline Covariate 后的 Treatment Probability
  • 真实 Score 条件下可以平衡已测量协变量分布
  • 不是 Outcome Probability 或 Treatment-effect Estimate
  • 支持 Matching、Stratification、Weighting 与设计诊断
  • 因果使用要求 Overlap 与 No-unmeasured-confounding Assumption
  • 必须用设计后的 Balance 而非 Predictive AUC 评价

常见用途

  1. 为 Treated User 匹配可比 Untreated User
  2. 构造 ATE 或 ATT 的 Inverse-probability Weight
  3. 观察性 Effect Estimation 前检查 Common Support
  4. 设计不查看 Outcome 的观察性比较
  5. 诊断仍然不平衡的 Covariate Slice

示例

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常见问题

Propensity Score 预测的是什么?

它根据观测到的 Treatment 前协变量预测 Treatment Assignment,不预测 Outcome、Treatment Benefit 或 Success Probability;后面这些量需要 Outcome Data 或 Causal Estimand。

Propensity Score 与 IPS 有什么区别?

Propensity Score 是条件 Treatment Probability;Inverse Propensity Scoring 或 Weighting 按声明的 Estimand 把该概率转换为权重。得分也可以支持 Matching 或 Stratification,而不一定使用逆权重。

Propensity Score Model 应该追求最高 AUC 吗?

不应该。它的设计目标是让 Matched 或 Weighted Sample 达到 Covariate Balance。过强的 Treatment Discrimination 反而可能表示 Overlap 很弱并产生 Extreme Weight;应在应用设计后检查 Standardized Difference 与 Support。

Propensity Score Matching 能消除所有 Confounding 吗?

不能。它只能平衡由合适 Score 表达的观测协变量,无法平衡未测量 Common Cause、修复 Measurement Error、校正 Treatment 或 Outcome Timing,也不能在不存在 Support 时创造可比 Control。

Propensity Score Analysis 应报告哪些信息?

应报告 Causal Estimand、Treatment 与 Time Zero、Covariate 选择依据、Score Model、Overlap、Matching 或 Weighting Rule、Trimming 与 Normalization、设计前后 Balance、保留人群、Effective Sample Size、不确定性方法和隐藏混杂敏感性。

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