개별처치효과(Individual Treatment Effect, ITE)

인과추론에서 '개별처치효과(Individual Treatment Effect, ITE)는 특정 개인에게 특정 처치를 적용했을 때 나타나는 결과와 해당 처치를 적용하지 않았을 때 나타나는 결과 사이의 차이를 의미합니다. 즉, 같은 개인에게 '처치를 받은 경우'와 '받지 않은 경우'의 결과를 비교하는 것인데, 이는 실제로는 불가능한 상황입니다. 왜냐하면 한 개인은 동시에 두 가지 상태(처치 받음/받지 않음)를 경험할 수 없기 때문입니다.(Counterfactual Problem)

개별처치효과의 표현

개별처치효과를 수학적으로 표현하면 다음과 같습니다.

$$  \text{ITE}_i = Y_i(1) - Y_i(0)  $$

• \( \text{ITE}_i \)는 i번째 개인의 개별처치효과입니다.
• \( Y_i(1) \)은 i번째 개인이 처치를 받았을 때의 결과값입니다.
• \( Y_i(0) \)은 i번째 개인이 처치를 받지 않았을 때의 결과값입니다.

개별처치효과 추정

실제로 개별처치효과를 직접 관찰할 수 없기 때문에, 우리는 이를 추정해야 합니다. 추정 방법에는 여러 가지가 있는데, 대표적인 방법으로 경향 점수 매칭(Propensity Score Matching, PSM) 등이 있습니다. 관찰된 데이터를 바탕으로 개별 개체에 대한 처리 효과를 추정하려고 시도합니다.

 

경향점수매칭은 처리군과 대조군을 유사한 특성을 가진 개체들끼리 매칭시키는 방법입니다. 이렇게 하면 마치 무작위 실험처럼 처리의 효과를 비교할 수 있는 '가상의 쌍'을 생성할 수 있습니다. 그러나 이 방법도 완벽하지 않으며, 모든 관찰되지 않은 요인을 통제할 수 없다는 한계가 있습니다.

 

개별처치효과의 추정은 매우 중요합니다. 이는 개인화된 의사결정이나 정책 수립에 있어서 근거를 제공하기 때문입니다. 예를 들어, 의료 분야에서는 어떤 치료가 특정 환자에게 더 효과적일지를 예측하는 데 사용될 수 있습니다.