Exploring methodological challenges in network meta-analysis models and developing methodology for outlier detection
Authors: Πετροπούλου Μαρία 
Published: September 2021

Οι συστηματικές ανασκοπήσεις και μετα-αναλύσεις έχουν καθιερωθεί ως αναπόσπαστο κομμάτι της έρευνας για τη σχετική αποτελεσματικότητα μεταξύ παρεμβάσεων. Σήμερα, η λήψη αποφάσεων και η ιεράρχηση μεταξύ ανταγωνιστικών παρεμβάσεων σε πολλούς τομείς, βασίζονται στην ανάπτυξη του μετα-ανάλυσης δικτύων (ΜΑΔ). Ο ολοένα αυξανόμενος αριθμός διαφορετικών εκπαιδευτικών και ψυχολογικών παρεμβάσεων στο εκπαιδευτικό σύστημα οδηγεί στην ανάγκη σύγκρισης τους με στόχο την εύρεση της καταλληλότερης παρέμβασης. Η μετα-ανάλυση δικτύων συνθέτει τόσο άμεσες όσο και έμμεσες πληροφορίες έτσι ώστε να παρέχει πιο ισχυρά αποτελέσματα και εκτιμήσεις με αυξημένη ακρίβεια σε σχέση με τις εκτιμήσεις ανά ζεύγη. Η ΜΑΔ έχει γίνει ένα δημοφιλές στατιστικό εργαλείο στη σύνθεση στοιχείων. Βάσει μιας συλλογής δεδομένων με δημοσιευμένες ΜΑΔ από την αρχή έως τις 14 Απριλίου 2015, η τάση δείχνει τον αυξανόμενο αριθμό δημοσιευμένων της ΜΑΔ και της εφαρμογής ολοένα και καταλληλότερων μεθοδολογιών. Επιπλέον, η επισκόπηση των χαρακτηριστικών των δημοσιευμένων ΜΑΔ είναι μια χρήσιμη πηγή πληροφόρησης γιαερευνητές που στοχεύουν να αναβαθμίσουν την υπάρχουσα γνώση σχετικά με την αξιολόγηση των μεθόδων ΜΑΔ. Αυτή η συλλογή από 456 δημοσιευμένων ΜΑΔ υποδεικνύει ότι πολλές ΜΑΔ παρέχουν σημαντικούς μεθοδολογικούς περιορισμούς, αλλά η εκτεταμένη χρήση των κατάλληλων μεθοδολογιών και της πληρότητας των εκθέσεων (όπως η περιγραφή των χρησιμοποιούμενων στατιστικών μεθόδων) έχει βελτιωθεί με την πάροδο των ετών. Για παράδειγμα, ένας αυξανόμενος αριθμός ΜΑΔ χρησιμοποίησε κατάλληλες μεθόδους για να ελέγξει την αξιοπιστία της υπόθεσης της συνέπειας και τα τελευταία χρόνια γύρω στο 90% των άρθρων ανέφερε σαφώς αν χρησιμοποιήθηκε το μοντέλο τυχαίων ή σταθερών επιδράσεων. Παρόλο που η βιβλιογραφική μελέτη έδειξε βελτιωμένη στατιστική μεθοδολογία, εξακολουθούν να υπάρχουν μεθοδολογικές πτυχές στα μοντέλα μετα-αναλύσεων δικτύων που χρειάζονται ακόμα περαιτέρω ανάπτυξη. Ένα κοινό πρόβλημα στη σύνθεση των μελετών είναι η ύπαρξη ακραίων και / ή επηρεάζουσων μελετών. Παρόλο που οι ακραίες και οι επηρεάζουσες μελέτες ενδέχεται να οδηγήσουν σε μεροληπτικά αποτελέσματα, ελάχιστη ερευνητική δουλειά έχει πραγματοποιηθεί για τη διερεύνηση τέτοιων μελετών στη ΜΑΔ. Για το λόγο αυτό, η παρούσα διδακτορική διατριβή επικεντρώνεται στην ανάπτυξη μεθοδολογίας για τη διερεύνηση ακραίων και επηρεάζουσων μελετών. Η ετερογένεια και η ασυνέπεια μπορούν να θεωρηθούν ως διαφορές στους τροποποιητές του αποτελέσματος σε ένα δίκτυο παρεμβάσεων. Μια πιθανή πηγή ετερογένειας και ασυνέπειας αποτελεί η ύπαρξη ακραίων ήεπηρεάζουσων μελετών. Ως ακραία ορίζεται η μελέτη που απέχει πολύ από τα υπόλοιπα δεδομένα και δεν προβλέπεται ικανοποιητικά από το μοντέλο που έχουμε υποθέσει, ενώ ως επηρεάζουσα η μελέτη που επηρεάζει τις παραμέτρους του μοντέλου, δηλαδή τις εκτιμήσεις του δικτύου και την ετερογένεια. Αρκετές μεθοδολογίες για την εύρεση ακραίων και επηρεάζουσων μελετών έχουν αναπτυχθεί στη μετα-ανάλυση δύο παρεμβάσεων, μεθοδολογίες που θεωρούν την είσοδο ή έξοδο μελετών, μεθοδολογίες που στηρίζονται στη συνάρτηση πιθανοφάνειας ή μεθοδολογίες που βασίζονται στη λήψη εναλλακτικών κατανομών για ετερογένεια. Στη παρούσα διδακτορική διατριβή παρουσιάζονται πολλά απλά μέτρα εύρεσης ακραίων και επηρεάζουσων μελετών. Μέτρα θεωρώντας τη διαγραφή μελέτης για την εύρεση ακραίων και επηρεάζουσων μελετών επεκτάθηκαν στο μοντέλο ΜΑΔ. Ο προς τα εμπρός αλγόριθμος αναζήτησης αναπτύχθηκε πρόσφατα στη μετα-παλινδρόμηση. Οαλγόριθμος βασίζεται στη σταδιακή προσθήκη των μελετών, ξεκινά με ένα υποσύνολο μελετών που θεωρείται απαλλαγμένο από ακραίες μελέτες και προσθέτει σταδιακά τις μελέτες μέχρι να εισέλθουν όλες οι μελέτες. Οι έντονες αλλαγές των μέτρων παρακολούθησης κατά τη διάρκεια της αναζήτησης αποτελεί ένδειξη για πιθανές ακραίες ή / και επηρεάζουσες μελέτες. Στην διδακτορική διατριβή, η μεθοδολογία με τον προς τα εμπρός αλγόριθμο αναζήτησης για τη διερεύνηση ακραίων ή/και επηρεάζουσων μελετών αναπτύχθηκε στο μοντέλο ΜΑΔ από το μοντέλο της μετα-παλινδρόμησης. Επιπλέον, επέκτεινα ένα νέο μοντέλο τυχαίων επιδράσεων με τη μετατόπιση της διακύμανσης, λαμβάνοντας υπόψη τις ακραίες μελέτες από το μοντέλο της απλής μετα-ανάλυσης δύο παρεμβάσεων στο μοντέλο της ΜΑΔ. Το πλεονέκτημα του μοντέλου τυχαίων επιδράσεων με τη μετατόπιση της διακύμανσης είναι ότι προσφέρει την ικανότητα μείωσης του βάρους των ακραίων μελετών και συνεπώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ανάλυση ευαισθησίας. Τα διάφορα μέτρα και οι δύο προτεινόμενες μεθοδολογίες στη ΜΑΔ για διερεύνηση των ακραίων και επηρεάζουσων μελετών, με τον προς τα εμπρός αλγόριθμο αναζήτησης και το μοντέλο τυχαίων επιδράσεων με μετατόπιση της διακύμανσης, εφαρμόστηκαν σε δημοσιευμένα δίκτυα μετα-αναλύσεων και σε προσομοιωμένα δεδομένα. Τα αποτελέσματα από τι εφαρμογές υποδεικνύουν την εύρεση ακραίων και επηρεάζουσων μελετών στα δεδομένα. Οι προτεινόμενες μεθοδολογίες αποτελούν καλά υποσχόμενα εργαλεία για τον εντοπισμό ακραίων και επηρεάζουσων μελετών και την εύρεση πηγών δημιουργίας υψηλής ετερογένειας και / ή ασυνέπειας. Για την υλοποίηση των διάφορων μέτρων εύρεσης ακραίωνκαι επηρεάζουσων μελετών αλλά και των δύο προτεινόμενων μεθοδολογιών σε ένα ευέλικτο και φιλικό προς το χρήστη λογισμικό, αναπτύχθηκε το στατιστικό πακέτο NMAoutlier στην R που περιγράφεται στη παρούσα διδακτορική διατριβή παρέχοντας λεπτομέρειες και οδηγίες για τον τρόπο χρήσης του πακέτου μέσω της εφαρμογής του σε πραγματικά δεδομένα.