Расширенные двухэтапные дизайны для экологических исследований

Введение: Двухэтапный дизайн стал стандартным инструментом экологической эпидемиологии для моделирования данных из нескольких территорий. Однако его стандартная форма недостаточно гибка и существенно ограничивает моделирование сложных рисков, связанных с воздействием факторов окружающей среды. В настоящей работе представлены несколько расширений классического двухэтапного метода, объединённых в единой аналитической структуре.

Методы: Стандартные двухэтапные метааналитические модели были расширены по аналогии с линейными моделями со смешанными эффектами: оценки для отдельных территорий можно объединять с использованием гибких структур фиксированных и случайных эффектов. Это позволяет анализировать ассоциации, характеризующиеся сочетанием многомерных исходов, иерархической структурой географических данных, повторными измерениями и/или продольным дизайном. Аналитическая структура и процедуры статистического вывода реализованы в пакете R mixmeta.

Результаты: Расширения дизайна проиллюстрированы на примерах с использованием многогородских данных временных рядов, собранных в рамках Национального исследования заболеваемости, смертности и загрязнения воздуха (NMMAPS). В частности, в четырёх клинических примерах продемонстрировано моделирование сложных ассоциаций с загрязнением воздуха и температурой, включая нелинейные зависимости «экспозиция–ответ», эффекты, кластеризованные на нескольких географических уровнях, различия рисков в зависимости от возраста и модификацию эффекта наличием кондиционирования воздуха в продольном анализе.

Выводы: Определение нескольких расширений классического двухэтапного дизайна в рамках единой структуры и их реализация в свободно распространяемом программном обеспечении предоставят исследователям гибкий инструмент для изучения новых вопросов при двухэтапном анализе экологических рисков для здоровья.