<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Archiving and Interchange DTD v2.3 20070202//EN" "archivearticle.dtd">
<article xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="methods-article">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Appl. Math. Stat.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Applied Mathematics and Statistics</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Appl. Math. Stat.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2297-4687</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fams.2025.1650059</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Applied Mathematics and Statistics</subject>
<subj-group>
<subject>Methods</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Estimating and testing blip effects of treatments in sequence via standardized point effects of treatments</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Liao</surname> <given-names>Yaqin</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1"><sup>1</sup></xref>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/3108961/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-review-editing/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Lan</surname> <given-names>Yihong</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2"><sup>2</sup></xref>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-review-editing/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/validation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Yin</surname> <given-names>Li</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff3"><sup>3</sup></xref>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-review-editing/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/resources/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/software/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name><surname>Wang</surname> <given-names>Xiaoqin</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff4"><sup>4</sup></xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001"><sup>&#x0002A;</sup></xref>
<xref ref-type="author-notes" rid="fn001"><sup>&#x02020;</sup></xref>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/3105369/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/supervision/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/funding-acquisition/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-review-editing/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/validation/"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1"><sup>1</sup><institution>Xiamen University</institution>, <addr-line>Xiamen</addr-line>, <country>China</country></aff>
<aff id="aff2"><sup>2</sup><institution>Suntar Research Institute</institution>, <addr-line>Singapore</addr-line>, <country>Singapore</country></aff>
<aff id="aff3"><sup>3</sup><institution>Karolinska Institutet</institution>, <addr-line>Stockholm</addr-line>, <country>Sweden</country></aff>
<aff id="aff4"><sup>4</sup><institution>University of G&#x000E4;vle</institution>, <addr-line>G&#x000E4;vle</addr-line>, <country>Sweden</country></aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by"><p>Edited by: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2212112/overview">Joseph Malinzi</ext-link>, University of Eswatini, Eswatini</p></fn>
<fn fn-type="edited-by"><p>Reviewed by: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2182607/overview">Hongsheng Dai</ext-link>, University of Essex, United Kingdom</p>
<p><ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/3172020/overview">Muhammad Zohaib</ext-link>, Federal Directorate of Education Islamabad, Pakistan</p></fn>
<corresp id="c001">&#x0002A;Correspondence: Xiaoqin Wang <email>xwg&#x00040;hig.se</email></corresp>
<fn fn-type="other" id="fn001"><p>&#x02020;ORCID: Xiaoqin Wang <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://orcid.org/0000-0003-1897-5730">orcid.org/0000-0003-1897-5730</ext-link></p></fn></author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>21</day>
<month>10</month>
<year>2025</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2025</year>
</pub-date>
<volume>11</volume>
<elocation-id>1650059</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>19</day>
<month>06</month>
<year>2025</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>15</day>
<month>09</month>
<year>2025</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#x000A9; 2025 Liao, Lan, Yin and Wang.</copyright-statement>
<copyright-year>2025</copyright-year>
<copyright-holder>Liao, Lan, Yin and Wang</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/"><p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p></license>
</permissions>
<abstract>
<p>In longitudinal studies, treatments are often assigned in the form of a sequence to achieve a certain outcome of interest. The blip effect of treatment in sequence is the net effect of treatment on the outcome. In this article, we introduce a method of estimating and testing the blip effects via the standardized point effects of treatments in sequence. First, we apply available methods to estimate the point effects referring to single-point treatments. Then we standardize the point effects to a small number of strata of relevance to the blip effects of interest. Finally, we use the standardized point effects to estimate and test the blip effects. Our method addresses two issues in complex longitudinal studies: a dimension reduction without strict treatment assignment conditions and a targeted analysis of the blip effects of interest across different times. The simulation study shows that our method achieves unbiased estimates of the blip effect, maintains nominal coverage probability, and demonstrates high power for hypothesis testing. A medical example illustrates the application of our method in observational studies.</p></abstract>
<kwd-group>
<kwd>blip effect</kwd>
<kwd>targeted causal inference</kwd>
<kwd>point effect</kwd>
<kwd>standardized point effect</kwd>
<kwd>structural nested mean model</kwd>
</kwd-group>
<contract-sponsor id="cn001">Vetenskapsr&#x000E5;det<named-content content-type="fundref-id">https://doi.org/10.13039/501100004359</named-content></contract-sponsor>
<counts>
<fig-count count="1"/>
<table-count count="5"/>
<equation-count count="40"/>
<ref-count count="22"/>
<page-count count="15"/>
<word-count count="9282"/>
</counts>
<custom-meta-wrap>
<custom-meta>
<meta-name>section-at-acceptance</meta-name>
<meta-value>Statistics and Probability</meta-value>
</custom-meta>
</custom-meta-wrap>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec sec-type="intro" id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>In many medical practices, treatments are assigned in the form of a sequence to achieve a certain outcome of interest. Besides stationary covariates, there are often time-dependent covariates between treatments, which may have influences from the earlier treatments and on the subsequent treatments. From the observed treatments, covariates, and outcome, one wishes to estimate the causal effect of a specified regime of treatments on the outcome. A special type of such causal effects is the blip effect of treatment in sequence, which is the causal effect of treatment given all the previous treatments and covariates, while the subsequent treatments are set at controls [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>]. The blip effect describes the net effect of treatment on the outcome [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>] and its modification by covariates, including the time-dependent ones [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>]. Furthermore, the blip effects of treatments are the determining factors for the causal effect of any regimes of treatment [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>]. In this article, we focus on the blip effects.</p>
<p>Under a certain identifying condition, Robins expressed the blip effect of treatment in terms of the standard parameters, that is, the conditional means of the outcome given all the treatments and covariates [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]. Based on the expression, Taubman et al. introduced a parametric method of estimating the blip effect [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>], in which the difficulty is to model the standard parameter in the presence of the time-dependent covariates [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>]. Alternatively, Almirall et al. expressed the standard parameter in terms of the blip effects of treatments and the effects of covariates, including the time-dependent ones [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]. With the expression, they introduced a parametric method of estimating the blip effect, where the difficulty is in modeling the effects of time-dependent covariates. See also other parametric methods (e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>]).</p>
<p>Due to the modeling difficulties arising from the time-dependent covariates, the current literature focuses on semi-parametric methods of estimating the blip effect [<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>]. One class of semi-parametric methods is the marginal structural model based on the inverse probability of treatment weighting [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>], the doubly robust version [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>], and other extensions. Another class of semi-parametric methods is the <italic>G</italic>-estimation based on the structural nested mean model (SNMM) describing a pattern of blip effects [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>] and the extensions such as the dynamic weighted ordinary least squares [<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>]. Regardless of whether they are semi-parametric or parametric, these methods typically have difficulties in estimating and testing a pattern of blip effects over time.</p>
<p>In the framework of causal inference for single-point treatments (e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>]), every treatment in sequence has a point effect, which is well studied and can be estimated by available methods. Under the same identifying condition as Robins [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>], Wang and Yin [<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>] expressed the point effect of treatment in terms of the blip effects of treatments and demonstrated that the blip effects can be estimated via the point effects, where treatment assignment conditions are needed to reduce the dimensionality of the point effects. In contrast, in observational studies for single-point treatments in epidemiology, a common procedure for estimating the point effect in a certain subpopulation of interest is to standardize the point effect to that subpopulation. Furthermore, standardization is of practical significance if one aims at the treatment effect within a given subpopulation in the case of heterogeneous treatment effects. It should be more significant in the context of a sequence of treatments, where the treatment effects are far more heterogeneous. In this article, we will extend this epidemiological tool to a sequence of treatments to estimate and test the blip effects of treatments in sequence in observational studies.</p>
<p>In Section 2, we describe the relationship between the blip effect, the point effect, and the standardized point effect of treatment in sequence in terms of potential variables. In Section 3, we present the framework for estimating and testing the blip effect via the standardized point effects. With our method, we may achieve (1) no need for treatment assignment conditions, (2) a reduction of the dimension of point effects, (3) a targeted analysis of blip effects of interest, and (4) an accommodation of SNMMs across different times. In Section 4, we illustrate by simulation the finite-sample properties of our method and compare our method with available ones in terms of the modeling conditions. In Section 5, we show how to implement our method by conducting an observational study for the influence of early cancer diagnosis on 1-year survival and its modification by age. In Section 6, we conclude the article with discussions.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2 The blip effects, point effects, and standardized point effects of treatments in sequence</title>
<sec>
<title>2.1 Treatment regime, potential variables and the blip effect of treatment</title>
<p>Let <italic>D</italic><sub><italic>t</italic></sub> (<italic>t</italic> &#x0003D; 1, &#x02026;, <italic>T</italic>) be a treatment plan, which would deterministically assign treatments <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub> to each unit of the population, although possibly contrary to fact. A treatment regime is a sequence of such treatment plans, <inline-formula><mml:math id="M1"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Prior to <italic>D</italic><sub>1</sub>, there exists a stationary covariate vector <bold>X</bold><sub>1</sub>. Under <inline-formula><mml:math id="M2"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, each unit could have a potential time-dependent covariate vector <inline-formula><mml:math id="M3"><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> between <italic>D</italic><sub><italic>t</italic>&#x02212;1</sub> and <italic>D</italic><sub><italic>t</italic></sub> (<italic>t</italic> &#x0003D; 2, &#x02026;, <italic>T</italic>) and a potential outcome <inline-formula><mml:math id="M4"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of interest, which is assumed to occur after the last treatment plan <italic>D</italic><sub><italic>T</italic></sub> without loss of generality. The stochastic process is illustrated by</p>
<disp-formula id="E1"><mml:math id="M5"><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>These potential variables are denoted by <inline-formula><mml:math id="M6"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula>. Their realizations are <inline-formula><mml:math id="M7"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>x</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>x</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>x</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>x</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula> Let <inline-formula><mml:math id="M8"><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>H</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the history of potential covariates and treatment plans before treatment plan <italic>D</italic><sub><italic>t</italic></sub>. Its realization is <inline-formula><mml:math id="M9"><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>x</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Given <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>, we document the (sub) regime in stratum <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub> as <inline-formula><mml:math id="M10"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, the potential covariate vector between <italic>D</italic><sub><italic>s</italic>&#x02212;1</sub> and <italic>D</italic><sub><italic>s</italic></sub> as <inline-formula><mml:math id="M11"><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<italic>s</italic> &#x0003D; <italic>t</italic> &#x0002B; 1, &#x02026;, <italic>T</italic>), and the potential outcome as <inline-formula><mml:math id="M12"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Without loss of generality, we take <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub> &#x0003D; 0 as the control treatment and <inline-formula><mml:math id="M13"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> the control regime. Given <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>, consider two regimes <inline-formula><mml:math id="M14"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and {0, <bold>0</bold>} in stratum <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>. We have the potential outcomes <italic>Y</italic>(<italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>, <bold>0</bold>) and <italic>Y</italic>(0, <bold>0</bold>). According to Robins [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>] and Hernan and Robins [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>], the blip effect of treatment <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub> in stratum <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub> is defined as</p>
<disp-formula id="E2"><mml:math id="M15"><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>where the (conditional) expectations are with respect to the conditional distributions P{<italic>Y</italic>(<italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>, <bold>0</bold>)&#x02223;<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>} and P{<italic>Y</italic>(0, <bold>0</bold>)&#x02223;<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>}. Clearly, &#x003D5;(<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>; 0) &#x0003D; 0. The blip effect describes the net effect of treatment in sequence [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>] and its effect modification by the previous covariates and treatments [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>]. Furthermore, the blip effects of treatments are the determining factors for the causal effect of any regime of treatments according to Robins [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>] and Hernan and Robins [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>].</p>
</sec>
<sec>
<title>2.2 Observable variables, identifying condition and the point effect</title>
<p>Corresponding to the potential variables, we have a sequence of observable treatment variables <inline-formula><mml:math id="M16"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>Z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, a sequence of observable covariate vectors <inline-formula><mml:math id="M17"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and the observable outcome <italic>Y</italic>. The stochastic process is illustrated by</p>
<disp-formula id="E3"><mml:math id="M18"><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02192;</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>Suppose that the observable variables <inline-formula><mml:math id="M19"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>Z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> have the same support as the potential variables <inline-formula><mml:math id="M20"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, that is, the observable variables take the same values as the potential variables. Like the realizations of the potential variables, the observed values of the observable variables are denoted by <inline-formula><mml:math id="M21"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>x</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Let <inline-formula><mml:math id="M22"><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>H</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the history of covariates and treatment variables before treatment variable <italic>Z</italic><sub><italic>t</italic></sub>. Its realization is <inline-formula><mml:math id="M23"><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>x</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. In the following, we will use P(.) to denote the probability distribution of discrete variables or the density distribution of continuous variables. The joint distribution of <inline-formula><mml:math id="M24"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>Z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> factorizes into</p>
<disp-formula id="E4"><mml:math id="M25"><mml:mtable columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>Z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x022EF;</mml:mo><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>To identify the blip effect by the observable variables <inline-formula><mml:math id="M26"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>Z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, Robins introduced <bold>the identifying condition</bold> [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]: <italic>(a) The consistency assumption: if the observed treatments</italic> <inline-formula><mml:math id="M27"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> <italic>are equal to the realizations of</italic> <inline-formula><mml:math id="M28"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula><italic>, then the observed covariates</italic> <inline-formula><mml:math id="M29"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>x</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> <italic>are equal to the realizations of the potential covariates</italic> <inline-formula><mml:math id="M30"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>, and the observed outcome</italic> <italic>y</italic> <italic>is equal to the realization of the potential outcome</italic> <inline-formula><mml:math id="M31"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>. (b) The assumption of no unmeasured confounders: given</italic> <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub><italic>, treatment</italic> <italic>Z</italic><sub><italic>t</italic></sub> <italic>is conditionally independent of</italic> <inline-formula><mml:math id="M32"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula><mml:math id="M33"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula><italic>. (c) The positivity assumption: if</italic> P(<bold>H</bold><sub><italic>t</italic></sub> &#x0003D; <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>)&#x0003E;0<italic>, then</italic> 0 &#x0003C; P(<italic>Z</italic><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>) &#x0003C; 1.</p>
<p>The standard parameter for the conditional distribution P(<italic>Y</italic>&#x02223;<bold>h</bold><sub><italic>T</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>T</italic></sub>) is the conditional mean &#x003BC;(<bold>h</bold><sub><italic>T</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>T</italic></sub>) &#x0003D; <italic>E</italic>(<italic>Y</italic>&#x02223;<bold>h</bold><sub><italic>T</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>T</italic></sub>). Under the identifying condition, Robins expressed the blip effect in terms of the standard parameters [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>]. If the time-dependent covariate <bold>X</bold><sub><italic>t</italic></sub> is a posttreatment variable from the earlier treatments <inline-formula><mml:math id="M34"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>Z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> and a confounder for the subsequent treatments <inline-formula><mml:math id="M35"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>Z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, however, it is highly difficult to specify a model for the standard parameters. Alternatively, Almirall et al. expressed the standard parameter in terms of the blip effects of treatments and the effects of covariates [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>]. However, it is highly difficult to specify models for the covariate effects.</p>
<p>Now consider the mean &#x003BC;(<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>) &#x0003D; <italic>E</italic>(<italic>Y</italic>&#x02223;<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>) (<italic>t</italic> &#x0003D; 1, 2, &#x022EF;&#x02009;, <italic>T</italic>); for <italic>t</italic> &#x0003D; <italic>T</italic>, it is the standard parameter. Then the point effect of treatment <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub> in stratum <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub> is defined as</p>
<disp-formula id="E5"><mml:math id="M36"><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>Notably, the treatment variable <italic>Z</italic><sub><italic>t</italic></sub> does not have posttreatment variables. Thus, this point effect refers to the effect of treatment in single-point causal inference and can be estimated by available methods [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>].</p>
<p>Under the identifying condition as Robins [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>], Wang and Yin expressed the point effect in terms of the blip effects [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>]. In designed experiments, where the treatment assignment condition is known and may reduce the dimensionality of the point effects, they demonstrated that the blip effect can be estimated via the point effects. In observational studies, where the treatment assignment is unknown, we will express the blip effect in terms of the standardized point effects and estimate and test the blip effect via the standardized point effects, as will be shown below.</p>
</sec>
<sec>
<title>2.3 Standardized point effects vs. blip effects of treatments in sequence</title>
<p>Standardization is a procedure in epidemiology for estimating the point effect in strata of interest in the population. Here we extend it to a sequence of treatments. We divide the population at time <italic>t</italic> into a small number of disjoint strata. Let <italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub> indicate strata consisting of <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub> at time <italic>t</italic>. The standardized point effect of treatment <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub> in stratum <italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub> is defined as</p>
<disp-formula id="E6"><label>(1)</label><mml:math id="M37"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x00398;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where the expectation is with respect to P(<bold>H</bold><sub><italic>t</italic></sub> &#x0003D; <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>). The set of the standardized point effects &#x00398;(<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>; <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>) is far smaller than that of the point effects &#x003B8;(<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>; <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>). Clearly, &#x00398;(<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>; <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>) &#x0003D; &#x003B8;(<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>; <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>) in the case of <italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub> &#x0003D; <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>.</p>
<p>In the Appendix, we prove</p>
<p>Theorem 1. Under the identifying condition, the standardized point effect is expressed in terms of the blip effects by</p>
<disp-formula id="E7"><label>(2)</label><mml:math id="M132"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>&#x00398;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>&#x0007B;</mml:mo><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>h</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>&#x0007D;</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>&#x0007B;</mml:mo><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>h</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0007D;</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mtext>&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>&#x0007B;</mml:mo><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>h</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x0007D;</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>where the first expectation is with respect to P(<bold>H</bold><sub><italic>t</italic></sub> &#x0003D; <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>), the second one to <inline-formula><mml:math id="M38"><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>x</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>Z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> P(<bold>H</bold><sub><italic>t</italic></sub> &#x0003D; <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>) , and the third one to <inline-formula><mml:math id="M39"><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>x</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>Z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> P(<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>). Notably, the equation is &#x00398;(<italic>S</italic><sub><italic>T</italic></sub>; <italic>z</italic><sub><italic>T</italic></sub>) &#x0003D; <italic>E</italic>{&#x003D5;(<bold>h</bold><sub><italic>T</italic></sub>; <italic>z</italic><sub><italic>T</italic></sub>)&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>T</italic></sub>} at <italic>t</italic> &#x0003D; <italic>T</italic>.</p>
<p><xref ref-type="disp-formula" rid="E7">Equation 2</xref> is true without any treatment assignment conditions and thus applicable to observational studies. It is interesting to examine <xref ref-type="disp-formula" rid="E7">Equation 2</xref> in the presence of a certain treatment assignment condition. Generally, if the treatment assignment satisfies P(<italic>Z</italic><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>) &#x0003D; P(<italic>Z</italic><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>), then we have the point effect of <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub> in <italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub> given by &#x003B8;(<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>; <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>) &#x0003D; &#x003BC;(<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>)&#x02212;&#x003BC;(<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>, 0), where &#x003BC;(<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>) &#x0003D; <italic>E</italic>(<italic>Y</italic>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>).</p>
<p>In the Appendix, we prove</p>
<p>Theorem 2. Suppose that treatment assignment satisfies the condition P(<italic>Z</italic><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>) &#x0003D; P(<italic>Z</italic><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>) besides the identifying condition. Then the point effect is expressed in terms of the blip effects by</p>
<disp-formula id="E8"><label>(3)</label><mml:math id="M133"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>&#x0007B;</mml:mo><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>h</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>&#x0007D;</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>&#x0007B;</mml:mo><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>h</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x0007D;</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mtext>&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;</mml:mtext><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>&#x0007B;</mml:mo><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>h</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x0007D;</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>where the first expectation is with respect to P(<bold>H</bold><sub><italic>t</italic></sub> &#x0003D; <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>), the second one to P(<bold>H</bold><sub><italic>s</italic></sub> &#x0003D; <bold>h</bold><sub><italic>s</italic></sub>, <italic>Z</italic><sub><italic>s</italic></sub> &#x0003D; <italic>z</italic><sub><italic>s</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>), and the third one to P(<bold>H</bold><sub><italic>s</italic></sub> &#x0003D; <bold>h</bold><sub><italic>s</italic></sub>, <italic>Z</italic><sub><italic>s</italic></sub> &#x0003D; <italic>z</italic><sub><italic>s</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>, 0). Notably, the equation is &#x003B8;(<italic>S</italic><sub><italic>T</italic></sub>; <italic>z</italic><sub><italic>T</italic></sub>) &#x0003D; <italic>E</italic>{&#x003D5;(<bold>h</bold><sub><italic>T</italic></sub>; <italic>z</italic><sub><italic>T</italic></sub>)&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>T</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>T</italic></sub>} at <italic>t</italic> &#x0003D; <italic>T</italic>.</p>
<p><xref ref-type="disp-formula" rid="E8">Equation 3</xref> can be used with a certain treatment assignment condition, applicable only for designed experiments. Sometimes in observational studies, the treatment assignment condition can be approximated by subclassification [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>], and then, <xref ref-type="disp-formula" rid="E8">Equation 3</xref> is also applicable.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3 Estimating and testing blip effects via standardized point effects of treatments</title>
<sec>
<title>3.1 Estimating the standardized point effects of treatments</title>
<p>First, we specify strata <italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub> (<italic>t</italic> &#x0003D; 1, &#x02026;, <italic>T</italic>) in accordance with the blip effects of interest, aiming to improve the estimation and hypothesis testing of the blip effects of interest (i.e., the targeted analysis of blip effects). For instance, if we aim to analyze the modification of the blip effect by age and sex, then we specify strata by disjoint ranges of age and sex at times <italic>t</italic> &#x0003D; 1, &#x02026;, <italic>T</italic>. Second, we estimate the point effect &#x003B8;(<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>; <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>) in stratum <italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub> by available methods, for instance, modeling the mean &#x003BC;(<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>). Finally, we estimate the standardized point effect in stratum <italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub> according to <xref ref-type="disp-formula" rid="E6">Equation 1</xref>,</p>
<disp-formula id="E9"><mml:math id="M40"><mml:mo>&#x00398;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>where the expectation is with respect to the distribution P(<bold>H</bold><sub><italic>t</italic></sub> &#x0003D; <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>).</p>
<p>For a finite sample, the expectation becomes a sum of the point effect with respect to the probability distribution P(<bold>H</bold><sub><italic>t</italic></sub> &#x0003D; <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>) if <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub> is discrete, or with respect to the probability distribution P(<bold>H</bold><sub><italic>t</italic></sub> &#x0003D; <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>) d&#x003BD;(<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>) if <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub> is continuous, where &#x003BD;(.) is a proper measure of <bold>H</bold><sub><italic>t</italic></sub>. In both cases, the probability is estimated by the corresponding proportion denoted by <inline-formula><mml:math id="M41"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>H</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Together with <inline-formula><mml:math id="M42"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, we obtain <inline-formula><mml:math id="M43"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x00398;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>There is considerable flexibility in estimating the standardized point effect &#x00398;(<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>; <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>). Besides the usual regression, one can also estimate the point effect and the standardized counterpart by applying the propensity score-based subclassification method [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>], the doubly robust method [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>], and others.</p>
<p>While it is straightforward to estimate &#x00398;(<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>; <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>), it may not be easy to estimate the correlations between <inline-formula><mml:math id="M44"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x00398;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at different times. In contrast, the correlations between point effects <inline-formula><mml:math id="M45"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at different times are negligible conditional on all treatments and covariates {<bold>h</bold><sub><italic>T</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>T</italic></sub>}, for instance, they are equal to zero for normally distributed outcomes [<xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>], so are the correlations between <inline-formula><mml:math id="M46"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x00398;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at different times conditional on all treatments and covariates {<bold>h</bold><sub><italic>T</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>T</italic></sub>}.</p>
</sec>
<sec>
<title>3.2 Estimating and testing the blip effects of treatments without treatment assignment conditions</title>
<p>In most practices, the blip effects follow a certain pattern described by SNMM. Because the blip effect is a linear effect, that is, the difference in mean between potential outcomes, SNMM is often of the form</p>
<disp-formula id="E10"><mml:math id="M47"><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>which is indexed by the blip effect vector <bold>&#x003B3;</bold> &#x0003D; (&#x003B3;<sub>1</sub>, &#x02026;, &#x003B3;<sub><italic>k</italic></sub>) of small dimension, where it is required that <italic>f</italic><sub><italic>j</italic></sub>(<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub> &#x0003D; 0) &#x0003D; 0. For instance, &#x003D5;(<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>; <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>) &#x0003D; &#x003B3;<sub><italic>t</italic></sub><italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub> (<italic>t</italic> &#x0003D; 1, ..., <italic>T</italic>), in which <italic>f</italic><sub><italic>t</italic></sub>(<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>) &#x0003D; <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub> and <italic>f</italic><sub><italic>s</italic></sub>(<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>) &#x0003D; 0 if <italic>s</italic> &#x02260; <italic>t</italic>. In this case, the blip effects at different times are different and can be estimated recursively at <italic>t</italic> &#x0003D; <italic>T</italic>, ..., 1 [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>]. However, the blip effects may be the same across different times, for instance, &#x003D5;(<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>; <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>) &#x0003D; &#x003B3;<sub>1</sub><italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>, in which <italic>f</italic><sub>1</sub>(<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>) &#x0003D; <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>. It is far more difficult to estimate &#x003B3;<sub>1</sub> than &#x003B3;<sub><italic>t</italic></sub> [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>].</p>
<p>With SNMM, <xref ref-type="disp-formula" rid="E7">Equation 2</xref> becomes</p>
<disp-formula id="E11"><label>(4)</label><mml:math id="M48"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x00398;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <italic>b</italic><sub><italic>j</italic></sub>(<italic>S</italic><sub><italic>T</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>T</italic></sub>) &#x0003D; <italic>E</italic>{<italic>f</italic><sub><italic>j</italic></sub>(<bold>h</bold><sub><italic>T</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>T</italic></sub>)&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>T</italic></sub>}, and for <italic>t</italic> &#x0003D; 1, &#x02026;, <italic>T</italic> &#x02212; 1,</p>
<disp-formula id="E12"><mml:math id="M49"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E13"><mml:math id="M50"><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>Here, the first expectation is with respect to P(<bold>H</bold><sub><italic>t</italic></sub> &#x0003D; <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>), the second to <inline-formula><mml:math id="M51"><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>x</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>Z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> P(<bold>H</bold><sub><italic>t</italic></sub> &#x0003D; <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>), and the third to <inline-formula><mml:math id="M52"><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>x</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>Z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> P(<bold>H</bold><sub><italic>t</italic></sub> &#x0003D; <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>). For a finite sample, these expectations become summations, where the probabilities are P(<bold>H</bold><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>) and <inline-formula><mml:math id="M53"><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>Z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> if covariates and treatments are discrete, or P(<bold>H</bold><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>) d&#x003BD;(<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>) and <inline-formula><mml:math id="M54"><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>Z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M55"><mml:mtext>d</mml:mtext><mml:mi>&#x003BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>x</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> if covarites and treatments are continuous. In both cases, the probabilities are estimated by the corresponding proportions denoted by <inline-formula><mml:math id="M56"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>H</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M57"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>Z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. This equation does not need any treatment assignment conditions and thus can be applied to observational studies.</p>
<p>Conditional on all treatments and covariates {<bold>h</bold><sub><italic>T</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>T</italic></sub>} prior to outcome <italic>Y</italic>, we apply <xref ref-type="disp-formula" rid="E11">Equation 4</xref> as a regression model to estimate the blip effect vector <bold>&#x003B3;</bold>. The &#x00398;(<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>; <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>) has been estimated in Section 3.1. The conditional correlation between <inline-formula><mml:math id="M58"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x00398;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at diffrent times is approximately zero, as described in Section 3.1. The probabilities are estimated by the corresponding proportions, which are subject to no variability. The regression yields <inline-formula><mml:math id="M59"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>. However, the covariates and treatments {<bold>h</bold><sub><italic>T</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>T</italic></sub>} are not ancillary to <bold>&#x003B3;</bold>. Therefore, we need to incorporate the variability of {<bold>h</bold><sub><italic>T</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>T</italic></sub>} when estimating the covariance matrix <inline-formula><mml:math id="M60"><mml:mtext>cov</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. This can be achieved by, say, the bootstrap method.</p>
<p>Notably, the estimands &#x00398;(<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>; <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>), <italic>E</italic>{<italic>f</italic><sub><italic>j</italic></sub>(<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>)&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>}, <italic>E</italic>{<italic>f</italic><sub><italic>j</italic></sub>(<bold>h</bold><sub><italic>s</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>s</italic></sub>)&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>}, and <italic>E</italic>{<italic>f</italic><sub><italic>j</italic></sub>(<bold>h</bold><sub><italic>s</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>s</italic></sub>)&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>, 0} are those in the framework of causal inference for single-point treatments. The conditions for the consistency and asymptotic normality of their estimates are well studied and often assumed to be satisfied in practice; see, for instance, Rosenbaum and Rubin [<xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>] and Hernan and Robins [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>]. Therefore, if these estimates are consistent and asymptotically normal, it follows from <xref ref-type="disp-formula" rid="E11">Equation 4</xref> that <inline-formula><mml:math id="M61"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> is consistent and asymptotically normal. With <inline-formula><mml:math id="M62"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M63"><mml:mtext>cov</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, we perform the Wald test on <bold>&#x003B3;</bold>.</p>
</sec>
<sec>
<title>3.3 Estimating and testing the blip effects of treatments with treatment assignment conditions</title>
<p>Now, suppose the treatment assignment condition P(<italic>Z</italic><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>) &#x0003D; P(<italic>Z</italic><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>). With SNMM, <xref ref-type="disp-formula" rid="E8">Equation 3</xref> becomes</p>
<disp-formula id="E14"><label>(5)</label><mml:math id="M64"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x02026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where <italic>b</italic><sub><italic>j</italic></sub>(<italic>S</italic><sub><italic>T</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>T</italic></sub>) &#x0003D; <italic>E</italic>{<italic>f</italic><sub><italic>j</italic></sub>(<bold>h</bold><sub><italic>T</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>T</italic></sub>)&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>T</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>}, and for <italic>t</italic> &#x0003D; 1, &#x02026;, <italic>T</italic> &#x02212; 1,</p>
<disp-formula id="E15"><mml:math id="M65"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E16"><mml:math id="M66"><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>Here, <italic>E</italic>{<italic>f</italic><sub><italic>j</italic></sub>(<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>)&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>} is with respect to P(<bold>H</bold><sub><italic>t</italic></sub> &#x0003D; <bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>), <italic>E</italic>{<italic>f</italic><sub><italic>j</italic></sub>(<bold>h</bold><sub><italic>s</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>s</italic></sub>)&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>} to P(<bold>H</bold><sub><italic>s</italic></sub> &#x0003D; <bold>h</bold><sub><italic>s</italic></sub>, <italic>Z</italic><sub><italic>s</italic></sub> &#x0003D; <italic>z</italic><sub><italic>s</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>), and <italic>E</italic>{<italic>f</italic><sub><italic>j</italic></sub>(<bold>h</bold><sub><italic>s</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>s</italic></sub>)&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>, 0} to P(<bold>H</bold><sub><italic>s</italic></sub> &#x0003D; <bold>h</bold><sub><italic>s</italic></sub>, <italic>Z</italic><sub><italic>s</italic></sub> &#x0003D; <italic>z</italic><sub><italic>s</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>, 0). This equation needs treatment assignment conditions and thus applies only to designed studies.</p>
<p>In analogous to <xref ref-type="disp-formula" rid="E11">Equation 4</xref>, we apply <xref ref-type="disp-formula" rid="E14">Equation 5</xref> to estimate and test <bold>&#x003B3;</bold>. Conditional on all treatments and covariates {<bold>h</bold><sub><italic>T</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>T</italic></sub>} prior to outcome <italic>Y</italic>, we use this equation as a regression model to estimate the blip effect vector <bold>&#x003B3;</bold>. The &#x003B8;(<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>; <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>) is estimated by available methods, for instance, calculating the difference between the averages of the outcome in strata {<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>} and {<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>, 0}. The conditional correlation between <inline-formula><mml:math id="M67"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> at different times is approximately zero, as described in Section 3.1. The probabilities are estimated by the corresponding proportions, which are subject to no variability. The regression yields <inline-formula><mml:math id="M68"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>. We apply the bootstrap method to estimate the covariance matrix <inline-formula><mml:math id="M69"><mml:mtext>cov</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> incorporating the variability of {<bold>h</bold><sub><italic>T</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>T</italic></sub>}. If the estimates <inline-formula><mml:math id="M70"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M71"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M72"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>f</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are consistent and asymptotically normal as often assumed in causal inference for single-point treatments, so is <inline-formula><mml:math id="M73"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>. With <inline-formula><mml:math id="M74"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M75"><mml:mtext>cov</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, we may conduct the Wald test on <bold>&#x003B3;</bold>.</p>
<p>Several statements can be made comparing the two methods based on <xref ref-type="disp-formula" rid="E11">Equations 4</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="E14">5</xref>. First, the former method is applicable to observational studies, whereas the latter is applicable only to designed studies. Second, both methods reduce the dimension of point effects, simplifying the regression. Third, the former allows for standardizing the point effects in accordance with the blip effects of interest, leading to a targeted analysis of blip effects, in comparison to the latter. For instance, a complete randomized trial of treatments in sequence does not allow for an analysis of the modification of blip effects by any covariates. Finally, the designed studies are still superior due to the fact that the identifying conditions are satisfied by design in comparison to observational studies.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4">
<title>4 Simulation study</title>
<p>In this section, we study by simulation the finite-sample properties of our method for estimating and testing the blip effect and compare our method with available methods in the literature in terms of modeling conditions. In Section 5, we will illustrate how to apply our method in a medical observational study.</p>
<sec>
<title>4.1 Our method for estimating the blip effects</title>
<p>Suppose a treatment sequence of length <italic>T</italic> &#x0003D; 3. The treatment variables <italic>Z</italic><sub><italic>t</italic></sub> are dichotomous with <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub> &#x0003D; 0, 1 (<italic>t</italic> &#x0003D; 1, 2, 3). The time-dependent covariates <italic>X</italic><sub><italic>t</italic></sub> are polytomous with <italic>x</italic><sub><italic>t</italic></sub> &#x0003D; 0, 1, 2, 3 (<italic>t</italic> &#x0003D; 2, 3). Conditional on all treatment and time-dependent covariates {<italic>z</italic><sub>1</sub>, <italic>x</italic><sub>2</sub>, <italic>z</italic><sub>2</sub>, <italic>x</italic><sub>3</sub>, <italic>z</italic><sub>3</sub>}, the outcome <italic>Y</italic> follows the normal, Bernoulli, or Poisson distribution. A summary of the variables is {<italic>Z</italic><sub>1</sub>, <italic>X</italic><sub>2</sub>, <italic>Z</italic><sub>2</sub>, <italic>X</italic><sub>3</sub>, <italic>Z</italic><sub>3</sub>, <italic>Y</italic>} in the temporal order, with observations {<italic>z</italic><sub>1</sub>, <italic>x</italic><sub>2</sub>, <italic>z</italic><sub>2</sub>, <italic>x</italic><sub>3</sub>, <italic>z</italic><sub>3</sub>, <italic>y</italic>}. In the <xref ref-type="supplementary-material" rid="SM1">Supplementary material</xref>, we describe the simulation study in detail. The relevant codes developed for the simulation are given by Yin [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>].</p>
<p>From the treatment sequence, we have 73 &#x0003D; 1 &#x0002B; 8 &#x0002B; 64 point effects of treatments,</p>
<disp-formula id="E17"><mml:math id="M76"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;&#x02003;</mml:mtext><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>We divide the population at time <italic>t</italic> &#x0003D; 2 into strata {<italic>x</italic><sub>2</sub> &#x0003D; <italic>j</italic>} (<italic>j</italic> &#x0003D; 0, 1, 2, 3) and the population at time <italic>t</italic> &#x0003D; 3 into strata {<italic>x</italic><sub>3</sub> &#x0003D; <italic>j</italic>} (<italic>j</italic> &#x0003D; 0, 1, 2, 3). Then we may obtain the following nine standardized point effects,</p>
<disp-formula id="E18"><mml:math id="M77"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x00398;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x00398;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mstyle><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x00398;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mstyle><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;&#x02003;P</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Our method, based on <xref ref-type="disp-formula" rid="E11">Equation 4</xref>, is applicable when estimating the blip effects without treatment assignment conditions. To evaluate the performance of this method, however, we will compare it with a method based on <xref ref-type="disp-formula" rid="E14">Equation 5</xref>, which is only applicable with a certain treatment assignment condition. Thus, we choose a strong treatment assignment such that the assignment of <italic>z</italic><sub>2</sub> depends only on <italic>x</italic><sub>2</sub> and that of <italic>z</italic><sub>3</sub> only on <italic>x</italic><sub>3</sub>; however, the simulation can readily be extended to weaker treatment assignment conditions. Thus, the treatment assignment satisfies the condition <italic>P</italic>(<italic>Z</italic><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>) &#x0003D; <italic>P</italic>(<italic>Z</italic><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>x</italic><sub><italic>t</italic></sub>) (<italic>t</italic> &#x0003D; 2, 3), so we have the following nine standardized point effects,</p>
<disp-formula id="E19"><mml:math id="M78"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Suppose two specific SNMMs, SNMM1 and SNMM2, are of the following form. With SNMM1, the blip effects are</p>
<disp-formula id="E20"><mml:math id="M79"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x02003;&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Thus, for SNMM1, we have <bold>&#x003B3;</bold> &#x0003D; (&#x003B3;<sub>1</sub>, &#x003B3;<sub>20</sub>, &#x003B3;<sub>21</sub>, &#x003B3;<sub>22</sub>, &#x003B3;<sub>23</sub>, &#x003B3;<sub>30</sub>, &#x003B3;<sub>31</sub>, &#x003B3;<sub>32</sub>, &#x003B3;<sub>33</sub>). With SNMM2, it is further required that &#x003B3;<sub>2<italic>j</italic></sub> &#x0003D; &#x003B3;<sub>3<italic>j</italic></sub>, so there are only four different blip effects in addition to &#x003B3;<sub>1</sub>. Thus for SNMM2, we have <bold>&#x003B3;</bold> &#x0003D; (&#x003B3;<sub>1</sub>, &#x003B3;<sub>20</sub>, &#x003B3;<sub>21</sub>, &#x003B3;<sub>22</sub>, &#x003B3;<sub>23</sub>).</p>
<p>Under SNMM1 or SNMM2, we will estimate and test the blip effect by applying <xref ref-type="disp-formula" rid="E11">Equation 4</xref> to &#x00398;(<italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1), &#x00398;(<italic>x</italic><sub>2</sub>; <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1), and &#x00398;(<italic>x</italic><sub>3</sub>; <italic>z</italic><sub>3</sub> &#x0003D; 1) or by applying <xref ref-type="disp-formula" rid="E14">Equation 5</xref> to &#x003B8;(<italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1), &#x003B8;(<italic>x</italic><sub>2</sub>; <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1), and &#x003B8;(<italic>x</italic><sub>3</sub>; <italic>z</italic><sub>3</sub> &#x0003D; 1). Specifically, method (i) uses <xref ref-type="disp-formula" rid="E14">Equation 5</xref> and SNMM1, with treatment assignment condition. Method (ii) uses <xref ref-type="disp-formula" rid="E11">Equation 4</xref> and SNMM1, without a treatment assignment condition. Method (iii) uses <xref ref-type="disp-formula" rid="E14">Equation 5</xref> and SNMM2, with treatment assignment condition. Method (iv) uses <xref ref-type="disp-formula" rid="E11">Equation 4</xref> and SNMM2, without a treatment assignment condition. With methods (i)&#x02013;(iv), we obtain the estimate and variance for the estimated blip effect as well as the coverage probability and the power for the hypothesis testing of the blip effect. The result is presented in <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1a</xref>.</p>
<table-wrap position="float" id="T1">
<label>Table 1a</label>
<caption><p>Estimate and variance of the blip effect obtained in Section 4 with our methods.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr>
<th/>
<th valign="top" align="center" colspan="9"><bold>Estimate and variance in column for the blip effect</bold></th>
</tr>
<tr>
<th/>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>1</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>20</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>21</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>22</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>23</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>30</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>31</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>32</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>33</sub></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="center" colspan="10" style="background-color:#dee1e1"><bold>Normal outcome</bold></td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">True value</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2</td>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;3</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;3</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (i)</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;1.99</td>
<td valign="top" align="center">2.99</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.98</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;1.99</td>
<td valign="top" align="center">0.00</td>
<td valign="top" align="center">2.99</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;3.01</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;1.97</td>
<td valign="top" align="center">0.00</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.03</td>
<td valign="top" align="center">0.18</td>
<td valign="top" align="center">0.09</td>
<td valign="top" align="center">0.05</td>
<td valign="top" align="center">0.07</td>
<td valign="top" align="center">0.07</td>
<td valign="top" align="center">0.08</td>
<td valign="top" align="center">0.15</td>
<td valign="top" align="center">0.04</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (ii)</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.00</td>
<td valign="top" align="center">2.99</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.98</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;1.99</td>
<td valign="top" align="center">0.00</td>
<td valign="top" align="center">2.99</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;3.01</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;1.97</td>
<td valign="top" align="center">0.00</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.03</td>
<td valign="top" align="center">0.16</td>
<td valign="top" align="center">0.09</td>
<td valign="top" align="center">0.05</td>
<td valign="top" align="center">0.04</td>
<td valign="top" align="center">0.07</td>
<td valign="top" align="center">0.08</td>
<td valign="top" align="center">0.14</td>
<td valign="top" align="center">0.04</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (iii)</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.00</td>
<td valign="top" align="center">2.99</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.99</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;1.98</td>
<td valign="top" align="center">0.00</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.03</td>
<td valign="top" align="center">0.06</td>
<td valign="top" align="center">0.04</td>
<td valign="top" align="center">0.06</td>
<td valign="top" align="center">0.03</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (iv)</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.00</td>
<td valign="top" align="center">2.99</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.99</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;1.99</td>
<td valign="top" align="center">0.00</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.03</td>
<td valign="top" align="center">0.05</td>
<td valign="top" align="center">0.04</td>
<td valign="top" align="center">0.06</td>
<td valign="top" align="center">0.02</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center" colspan="10" style="background-color:#dee1e1"><bold>Dichotomous outcome</bold></td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">True value</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.2</td>
<td valign="top" align="center">0.15</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.15</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.15</td>
<td valign="top" align="center">0.0</td>
<td valign="top" align="center">0.15</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.15</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.15</td>
<td valign="top" align="center">0.0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (i)</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.198</td>
<td valign="top" align="center">0.151</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.149</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.145</td>
<td valign="top" align="center">0.002</td>
<td valign="top" align="center">0.149</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.152</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.148</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.006</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.001</td>
<td valign="top" align="center">0.004</td>
<td valign="top" align="center">0.005</td>
<td valign="top" align="center">0.004</td>
<td valign="top" align="center">0.005</td>
<td valign="top" align="center">0.004</td>
<td valign="top" align="center">0.004</td>
<td valign="top" align="center">0.004</td>
<td valign="top" align="center">0.005</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (ii)</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.199</td>
<td valign="top" align="center">0.153</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.149</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.145</td>
<td valign="top" align="center">0.003</td>
<td valign="top" align="center">0.150</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.152</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.149</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.005</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.001</td>
<td valign="top" align="center">0.004</td>
<td valign="top" align="center">0.005</td>
<td valign="top" align="center">0.004</td>
<td valign="top" align="center">0.005</td>
<td valign="top" align="center">0.004</td>
<td valign="top" align="center">0.005</td>
<td valign="top" align="center">0.004</td>
<td valign="top" align="center">0.005</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (iii)</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.199</td>
<td valign="top" align="center">0.151</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.152</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.148</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.001</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.001</td>
<td valign="top" align="center">0.002</td>
<td valign="top" align="center">0.002</td>
<td valign="top" align="center">0.002</td>
<td valign="top" align="center">0.002</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (iv)</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.200</td>
<td valign="top" align="center">0.152</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.152</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.148</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.001</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.001</td>
<td valign="top" align="center">0.002</td>
<td valign="top" align="center">0.002</td>
<td valign="top" align="center">0.002</td>
<td valign="top" align="center">0.002</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center" colspan="10" style="background-color:#dee1e1"><bold>Poisson outcome</bold></td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">True value</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;4</td>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (i)</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;3.96</td>
<td valign="top" align="center">2.96</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.02</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.02</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.02</td>
<td valign="top" align="center">3.02</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.02</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.07</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.03</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.11</td>
<td valign="top" align="center">0.45</td>
<td valign="top" align="center">0.49</td>
<td valign="top" align="center">0.44</td>
<td valign="top" align="center">0.49</td>
<td valign="top" align="center">0.49</td>
<td valign="top" align="center">0.44</td>
<td valign="top" align="center">0.52</td>
<td valign="top" align="center">0.47</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (ii)</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;3.98</td>
<td valign="top" align="center">2.98</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.01</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.02</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.01</td>
<td valign="top" align="center">3.01</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.02</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.05</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.03</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.11</td>
<td valign="top" align="center">0.44</td>
<td valign="top" align="center">0.42</td>
<td valign="top" align="center">0.44</td>
<td valign="top" align="center">0.41</td>
<td valign="top" align="center">0.49</td>
<td valign="top" align="center">0.44</td>
<td valign="top" align="center">0.49</td>
<td valign="top" align="center">0.48</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (iii)</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;3.98</td>
<td valign="top" align="center">2.99</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.01</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.03</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.03</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.10</td>
<td valign="top" align="center">0.23</td>
<td valign="top" align="center">0.25</td>
<td valign="top" align="center">0.27</td>
<td valign="top" align="center">0.22</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (iv)</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;3.98</td>
<td valign="top" align="center">3.00</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.01</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.03</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.02</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.10</td>
<td valign="top" align="center">0.23</td>
<td valign="top" align="center">0.23</td>
<td valign="top" align="center">0.26</td>
<td valign="top" align="center">0.20</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr></tbody>
</table>
<table-wrap-foot>
<p><list list-type="bullet">
<list-item><p>Three outcome types: normal, dichotomous and Poisson.</p></list-item>
<list-item><p>Nine blip effects: &#x003B3;<sub>1</sub> &#x0003D; &#x003D5;(<italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1); &#x003B3;<sub>2<italic>j</italic></sub> &#x0003D; &#x003D5;(<italic>z</italic><sub>1</sub>, <italic>x</italic><sub>2</sub> &#x0003D; <italic>j</italic>; <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1), <italic>j</italic> &#x0003D; 0, 1, 2, 3; &#x003B3;<sub>3<italic>j</italic></sub> &#x0003D; &#x003D5;(<italic>z</italic><sub>1</sub>, <italic>x</italic><sub>2</sub>, <italic>z</italic><sub>2</sub>, <italic>x</italic><sub>3</sub> &#x0003D; <italic>j</italic>; <italic>z</italic><sub>3</sub> &#x0003D; 1), <italic>j</italic> &#x0003D; 0, 1, 2, 3.</p></list-item>
<list-item><p>Four modeling methods: method (i) using <xref ref-type="disp-formula" rid="E14">Equation 5</xref> and SNMM1; method (ii) using <xref ref-type="disp-formula" rid="E11">Equation 4</xref> and SNMM1; method (iii) using <xref ref-type="disp-formula" rid="E14">Equation 5</xref> and SNMM2; method (iv) using <xref ref-type="disp-formula" rid="E11">Equation 4</xref> and SNMM2. Methods (i) and (iii) need treatment assignment conditions whereas methods (ii) and (iv) do not. SNMM1 imposes no constraint on blip effects whereas SNMM2 imposes the constraint on blip effects: &#x003B3;<sub>2<italic>j</italic></sub> &#x0003D; &#x003B3;<sub>3<italic>j</italic></sub> (<italic>j</italic> &#x0003D; 0, 1, 2, 3).</p></list-item>
</list></p>
<p>For every estimation, a total of 1000 data sets are used with a sample size of 1000 units.</p>
</table-wrap-foot>
</table-wrap>
<p>From <xref ref-type="table" rid="T2">Table 1b</xref>, the following observations can be made for estimating and testing the blip effects. First, all four methods achieve unbiased estimates and the nominal level of the coverage probability. Second, as compared to methods (i) and (ii) with SNMM1, methods (iii) and (iv) may impose SNMM2 across times <italic>t</italic> &#x0003D; 2, 3, reducing the number of blip effects and thus resulting in a smaller variance and a greater power for estimating and testing the blip effects. Third, methods (ii) and (iv) are based on <xref ref-type="disp-formula" rid="E11">Equation 4</xref> and achieve nearly the same results as methods (i) and (iii) based on <xref ref-type="disp-formula" rid="E14">Equation 5</xref>, demonstrating that our method performs equally well with or without treatment assignment condition.</p>
<table-wrap position="float" id="T2">
<label>Table 1b</label>
<caption><p>Wald test on the blip effect at the 0.05 significance level: coverage probability of 95 % confidence interval (coverage) and power of the test (power).</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr>
<th/>
<th valign="top" align="center" colspan="9"><bold>Coverage and power in column for the casual effect</bold></th>
</tr>
<tr>
<th/>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>1</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>20</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>21</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>22</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>23</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>30</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>31</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>32</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>33</sub></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="center" colspan="10" style="background-color:#dee1e1"><bold>Normal outcome</bold></td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">True value</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2</td>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;3</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;3</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (i)</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.96</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1.00</td>
<td valign="top" align="center">0.68</td>
<td valign="top" align="center">0.89</td>
<td valign="top" align="center">0.98</td>
<td valign="top" align="center">0.96</td>
<td valign="top" align="center">0.96</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.68</td>
<td valign="top" align="center">1.00</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (ii)</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.96</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1.00</td>
<td valign="top" align="center">0.70</td>
<td valign="top" align="center">0.89</td>
<td valign="top" align="center">0.99</td>
<td valign="top" align="center">1.00</td>
<td valign="top" align="center">0.96</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.71</td>
<td valign="top" align="center">1.00</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (iii)</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.96</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1.00</td>
<td valign="top" align="center">0.97</td>
<td valign="top" align="center">1.00</td>
<td valign="top" align="center">0.98</td>
<td valign="top" align="center">1.00</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (iv)</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.96</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">1.00</td>
<td valign="top" align="center">0.99</td>
<td valign="top" align="center">1.00</td>
<td valign="top" align="center">0.98</td>
<td valign="top" align="center">1.00</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center" colspan="10" style="background-color:#dee1e1"><bold>Dichotomous outcome</bold></td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">True value</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.2</td>
<td valign="top" align="center">0.15</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.15</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.15</td>
<td valign="top" align="center">0.0</td>
<td valign="top" align="center">0.15</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.15</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.15</td>
<td valign="top" align="center">0.0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (i)</td>
<td valign="top" align="center">0.96</td>
<td valign="top" align="center">0.96</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.96</td>
<td valign="top" align="center">0.96</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.84</td>
<td valign="top" align="center">0.30</td>
<td valign="top" align="center">0.33</td>
<td valign="top" align="center">0.31</td>
<td valign="top" align="center">0.30</td>
<td valign="top" align="center">0.33</td>
<td valign="top" align="center">0.34</td>
<td valign="top" align="center">0.32</td>
<td valign="top" align="center">0.36</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (ii)</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.96</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.96</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.84</td>
<td valign="top" align="center">0.30</td>
<td valign="top" align="center">0.32</td>
<td valign="top" align="center">0.31</td>
<td valign="top" align="center">0.30</td>
<td valign="top" align="center">0.33</td>
<td valign="top" align="center">0.32</td>
<td valign="top" align="center">0.31</td>
<td valign="top" align="center">0.36</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (iii)</td>
<td valign="top" align="center">0.96</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.96</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.88</td>
<td valign="top" align="center">0.58</td>
<td valign="top" align="center">0.54</td>
<td valign="top" align="center">0.49</td>
<td valign="top" align="center">0.59</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (iv)</td>
<td valign="top" align="center">0.96</td>
<td valign="top" align="center">0.96</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.96</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.88</td>
<td valign="top" align="center">0.58</td>
<td valign="top" align="center">0.53</td>
<td valign="top" align="center">0.50</td>
<td valign="top" align="center">0.59</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center" colspan="10" style="background-color:#dee1e1"><bold>Poisson outcome</bold></td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">True value</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;4</td>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
<td valign="top" align="center">3</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2</td>
<td valign="top" align="center">0</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (i)</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.93</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.86</td>
<td valign="top" align="center">0.33</td>
<td valign="top" align="center">0.29</td>
<td valign="top" align="center">0.34</td>
<td valign="top" align="center">0.31</td>
<td valign="top" align="center">0.31</td>
<td valign="top" align="center">0.32</td>
<td valign="top" align="center">0.30</td>
<td valign="top" align="center">0.35</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (ii)</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.93</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.85</td>
<td valign="top" align="center">0.34</td>
<td valign="top" align="center">0.35</td>
<td valign="top" align="center">0.34</td>
<td valign="top" align="center">0.34</td>
<td valign="top" align="center">0.31</td>
<td valign="top" align="center">0.32</td>
<td valign="top" align="center">0.30</td>
<td valign="top" align="center">0.36</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (iii)</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.87</td>
<td valign="top" align="center">0.57</td>
<td valign="top" align="center">0.51</td>
<td valign="top" align="center">0.53</td>
<td valign="top" align="center">0.61</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (iv)</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.88</td>
<td valign="top" align="center">0.58</td>
<td valign="top" align="center">0.54</td>
<td valign="top" align="center">0.55</td>
<td valign="top" align="center">0.64</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr></tbody>
</table>
<table-wrap-foot>
<p>Null hypothesis: blip effect equals to true value; alternative hypothesis: blip effect equals to true value plus <italic>c</italic>, where <italic>c</italic> &#x0003D; 1 for the normal- and Poisson-distributed outcomes and <italic>c</italic> &#x0003D; 0.1 for the dichotomous outcome.</p>
</table-wrap-foot>
</table-wrap>
</sec>
<sec>
<title>4.2 Comparison of our method with available methods</title>
<p>As described above, our method (iv) uses SNMM2 and <xref ref-type="disp-formula" rid="E11">Equation 4</xref> when estimating and testing the blip effect without any treatment assignment conditions. Here, we compare this method with the following three available methods in the literature. Method (v) is the parametric method based on the well-known <italic>G</italic>-formula expressing the blip effect in terms of the standard parameters [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>]. Method (vi) is the marginal structural model based on the inverse probability of treatment weighting [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>]. Method (vii) is the <italic>G</italic>-estimation based on SNMM1 [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>]. These methods are reviewed in the introduction and also described in the context of the simulation in the <xref ref-type="supplementary-material" rid="SM1">Supplementary material</xref>.</p>
<p>With methods (iv)&#x02013;(vii), we obtain the estimate and variance for the blip effect as well as the coverage probability and power for the hypothesis testing of the blip effect. The result is presented in <xref ref-type="table" rid="T3">Table 2</xref>. As seen from <xref ref-type="table" rid="T3">Table 2</xref>, all four methods achieve unbiased estimates and the nominal level of the coverage probability. Our method (iv) achieves the smallest variance and largest power due to SNMM2. Methods (v) and (vi) yield sizable variances and low powers due to the difficulty of imposing any SNMMs. Method (vii) yields a smaller variance and a larger power than methods (v) and (vi) due to SNMM1, but a larger variance and smaller power than method (iv) due to the difficulty of imposing SNMM2. In general, it is difficult to introduce SNMMs across different times with the <italic>G</italic>-estimation.</p>
<table-wrap position="float" id="T3">
<label>Table 2</label>
<caption><p>Comparison of our method with available methods in Section 4: estimate and variance for the blip effect; Wald test on the blip effect at the 0.05 significance level: coverage probability of 95 % confidence interval (coverage) and power of the test (power).</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr>
<th/>
<th valign="top" align="center" colspan="9"><bold>Estimate and variance in column for the causal effect</bold></th>
</tr>
<tr>
<th/>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>1</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>20</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>21</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>22</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>23</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>30</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>31</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>32</sub></th>
<th valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>33</sub></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr style="background-color:#dee1e1">
<td valign="top" align="left"><bold>True value</bold></td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;<bold>2</bold></td>
<td valign="top" align="center"><bold>3</bold></td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;<bold>3</bold></td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;<bold>2</bold></td>
<td valign="top" align="center"><bold>0</bold></td>
<td valign="top" align="center"><bold>3</bold></td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;<bold>3</bold></td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;<bold>2</bold></td>
<td valign="top" align="center"><bold>0</bold></td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (iv)</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;1.99</td>
<td valign="top" align="center">3.01</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.98</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.00</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.00</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.05</td>
<td valign="top" align="center">0.11</td>
<td valign="top" align="center">0.09</td>
<td valign="top" align="center">0.13</td>
<td valign="top" align="center">0.04</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (v)</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.16</td>
<td valign="top" align="center">2.81</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.94</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;1.94</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.22</td>
<td valign="top" align="center">3.00</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.99</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;1.98</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.01</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.39</td>
<td valign="top" align="center">0.43</td>
<td valign="top" align="center">0.33</td>
<td valign="top" align="center">0.28</td>
<td valign="top" align="center">0.51</td>
<td valign="top" align="center">0.15</td>
<td valign="top" align="center">0.15</td>
<td valign="top" align="center">0.34</td>
<td valign="top" align="center">0.09</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (vi)</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.02</td>
<td valign="top" align="center">3.04</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.99</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;1.99</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.01</td>
<td valign="top" align="center">3.00</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.99</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;1.98</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.01</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.25</td>
<td valign="top" align="center">0.49</td>
<td valign="top" align="center">0.30</td>
<td valign="top" align="center">0.18</td>
<td valign="top" align="center">0.28</td>
<td valign="top" align="center">0.15</td>
<td valign="top" align="center">0.15</td>
<td valign="top" align="center">0.34</td>
<td valign="top" align="center">0.09</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method (vii)</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;1.97</td>
<td valign="top" align="center">3.01</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.97</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.00</td>
<td valign="top" align="center">0.00</td>
<td valign="top" align="center">3.00</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;2.99</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;1.98</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.01</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.05</td>
<td valign="top" align="center">0.31</td>
<td valign="top" align="center">0.19</td>
<td valign="top" align="center">0.10</td>
<td valign="top" align="center">0.13</td>
<td valign="top" align="center">0.15</td>
<td valign="top" align="center">0.15</td>
<td valign="top" align="center">0.34</td>
<td valign="top" align="center">0.09</td>
</tr>
<tr>
<td/>
<td valign="top" align="center" colspan="9"><bold>Coverage and power in column for the causal effect</bold></td>
</tr>
<tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>1</sub></td>
<td valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>20</sub></td>
<td valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>21</sub></td>
<td valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>22</sub></td>
<td valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>23</sub></td>
<td valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>30</sub></td>
<td valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>31</sub></td>
<td valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>32</sub></td>
<td valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>33</sub></td>
</tr>
<tr style="background-color:#dee1e1">
<td valign="top" align="left"><bold>True value</bold></td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;<bold>2</bold></td>
<td valign="top" align="center"><bold>3</bold></td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;<bold>3</bold></td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;<bold>2</bold></td>
<td valign="top" align="center"><bold>0</bold></td>
<td valign="top" align="center"><bold>3</bold></td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;<bold>3</bold></td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;<bold>2</bold></td>
<td valign="top" align="center"><bold>0</bold></td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method(iv)</td>
<td valign="top" align="center">0.96</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.96</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.99</td>
<td valign="top" align="center">0.86</td>
<td valign="top" align="center">0.91</td>
<td valign="top" align="center">0.82</td>
<td valign="top" align="center">1.00</td>
<td/>
<td/>
<td/>
<td/>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method(v)</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.89</td>
<td valign="top" align="center">0.97</td>
<td valign="top" align="center">0.97</td>
<td valign="top" align="center">0.89</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.43</td>
<td valign="top" align="center">0.40</td>
<td valign="top" align="center">0.24</td>
<td valign="top" align="center">0.22</td>
<td valign="top" align="center">0.39</td>
<td valign="top" align="center">0.75</td>
<td valign="top" align="center">0.73</td>
<td valign="top" align="center">0.38</td>
<td valign="top" align="center">0.91</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method(vi)</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.96</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.93</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.52</td>
<td valign="top" align="center">0.27</td>
<td valign="top" align="center">0.41</td>
<td valign="top" align="center">0.56</td>
<td valign="top" align="center">0.52</td>
<td valign="top" align="center">0.75</td>
<td valign="top" align="center">0.73</td>
<td valign="top" align="center">0.38</td>
<td valign="top" align="center">0.91</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="2">Method(vii)</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.96</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.94</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
<td valign="top" align="center">0.95</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.98</td>
<td valign="top" align="center">0.40</td>
<td valign="top" align="center">0.59</td>
<td valign="top" align="center">0.83</td>
<td valign="top" align="center">0.78</td>
<td valign="top" align="center">0.75</td>
<td valign="top" align="center">0.73</td>
<td valign="top" align="center">0.38</td>
<td valign="top" align="center">0.91</td>
</tr></tbody>
</table>
<table-wrap-foot>
<p><list list-type="bullet">
<list-item><p>Nine blip effects: &#x003B3;<sub>1</sub> &#x0003D; &#x003D5;(<italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1); &#x003B3;<sub>2<italic>j</italic></sub> &#x0003D; &#x003D5;(<italic>z</italic><sub>1</sub>, <italic>x</italic><sub>2</sub> &#x0003D; <italic>j</italic>; <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1), <italic>j</italic> &#x0003D; 0, 1, 2, 3; &#x003B3;<sub>3<italic>j</italic></sub> &#x0003D; &#x003D5;(<italic>z</italic><sub>1</sub>, <italic>x</italic><sub>2</sub>, <italic>z</italic><sub>2</sub>, <italic>x</italic><sub>3</sub> &#x0003D; <italic>j</italic>; <italic>z</italic><sub>3</sub> &#x0003D; 1), <italic>j</italic> &#x0003D; 0, 1, 2, 3.</p></list-item>
<list-item><p>Null hypothesis: blip effect equals to true value; alternative hypothesis: blip effect equals to true value plus 1.</p></list-item>
<list-item><p>Four methods: method (iv) our method based on <xref ref-type="disp-formula" rid="E11">Equation 4</xref> and SNMM2; method (v) parametric method based on the well-known <italic>G</italic>-formula; method (vi) marginal structural model based on the inverse probability of treatment weighting; and method (vii) <italic>G</italic>-estimation based on SNMM1. SNMM1 has no constraint on blip effects across <italic>t</italic> &#x0003D; 2, 3 as compared to SNMM2.</p></list-item>
</list></p>
<p>The outcome type is normal. For each analysis, a total of 1000 data sets are used with a sample size of 500 units. The covariance matrix for the blip effects is estimated using 500 bootstrap replications.</p>
</table-wrap-foot>
</table-wrap>
<p>It is also interesting to compare our method (iv) with method (vii) in terms of other modeling conditions than SNMM. With method (iv), we only need models for the point effects, which in this simulation are the three models for &#x003BC;(<italic>z</italic><sub>1</sub>), &#x003BC;(<italic>z</italic><sub>1</sub>, <italic>x</italic><sub>2</sub>, <italic>z</italic><sub>2</sub>), and &#x003BC;(<italic>z</italic><sub>1</sub>, <italic>x</italic><sub>2</sub>, <italic>z</italic><sub>2</sub>, <italic>x</italic><sub>3</sub>, <italic>z</italic><sub>3</sub>) plus SNMM2. Standardization does not need additional models. With method (vii), we need the following models. First, a model for &#x003BC;(<italic>x</italic><sub>3</sub>, <italic>z</italic><sub>3</sub>), which is smaller than &#x003BC;(<italic>z</italic><sub>1</sub>, <italic>x</italic><sub>2</sub>, <italic>z</italic><sub>2</sub>, <italic>x</italic><sub>3</sub>, <italic>z</italic><sub>3</sub>) due to the treatment assignment condition. Second, a model for the baseline <italic>E</italic>{<italic>Y</italic>(<italic>D</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 0, <italic>D</italic><sub>3</sub> &#x0003D; 0)&#x02223;<italic>x</italic><sub>2</sub>} together with SNMM1 at <italic>t</italic> &#x0003D; 2. Third, a model for baseline <italic>E</italic>{<italic>Y</italic>(<italic>D</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 0, <italic>D</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 0, <italic>D</italic><sub>3</sub> &#x0003D; 0) together with SNMM1 at <italic>t</italic> &#x0003D; 1. In general, the baseline <inline-formula><mml:math id="M80"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>D</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with the <italic>G</italic>-estimation is typically subject to model misspecification in comparison to the baseline <italic>E</italic>(<italic>Y</italic>&#x02223;<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub> &#x0003D; 0) with our method; for this reason, the doubly robust version of the <italic>G</italic>-estimation may be used [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>]. Although it is not needed in the simple setting of this article, we may have a doubly robust version of our method by obtaining the doubly robust estimates for the point effects.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s5">
<title>5 Influence of early diagnosis on cancer survival</title>
<sec>
<title>5.1 Data and the identifying condition</title>
<p>In Sweden, patients usually seek medical help at hospitals near their residential areas. When cancer is diagnosed, they may stay at the diagnosing hospital or transfer to another hospital for treatment. The hospital that diagnoses cancer is called the diagnosing hospital, while the one that treats cancer is called the treating hospital. To evaluate the performance of diagnosing and treating hospitals, one may study the blip effects of diagnosing and treating hospitals among cancer patients after adjusting for patients&#x00027; differences.</p>
<p>The data used in this study contain the information on 1, 070 stomach cancer patients from a clinical study during the period between 1988 and 1995 in hospitals located in central and northern Sweden [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>]. Stomach cancer is highly malignant with a poor prognosis, so the 1-year survival is a good measure of the performance of both diagnosing and treating hospitals. A question of medical relevance is which types of diagnosing and treating hospitals, large vs. small, perform better on cancer outcomes, where the large type refers to the regional or county hospitals and the small type to local hospitals. One concern is that young patients diagnosed at local hospitals tend to have poor prognoses. This phenomenon is known as doctors&#x00027; delay in the area of cancer diagnosis, but little studied statistically [<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>].</p>
<p>The diagnosing hospital is the treatment variable <italic>Z</italic><sub>1</sub> at time <italic>t</italic> &#x0003D; 1: <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 0 for small type and <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1 for large type. The treating hospital is the treatment variable <italic>Z</italic><sub>2</sub> at <italic>t</italic> &#x0003D; 2: <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 0 for small type and <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1 for large type. The outcome of interest is <italic>Y</italic>: <italic>y</italic> &#x0003D; 1 for a successful 1-year survival and <italic>y</italic> &#x0003D; 0 otherwise. The stationary covariates <bold>X</bold><sub>1</sub> &#x0003D; (<italic>X</italic><sub>11</sub>, <italic>X</italic><sub>12</sub>, <italic>X</italic><sub>13</sub>) before <italic>Z</italic><sub>1</sub> were measured with gender <italic>X</italic><sub>11</sub>, geographic area <italic>X</italic><sub>12</sub> and age <italic>X</italic><sub>13</sub>. Gender was <italic>x</italic><sub>11</sub> &#x0003D; 0 for female and <italic>x</italic><sub>11</sub> &#x0003D; 1 for male. Geographic area was categorized into rural <italic>x</italic><sub>12</sub> &#x0003D; 0 vs. urban <italic>x</italic><sub>12</sub> &#x0003D; 1. Age took continuous values <italic>x</italic><sub>13</sub>. The time-dependent covariate between <italic>Z</italic><sub>1</sub> and <italic>Z</italic><sub>2</sub> was cancer stage <italic>X</italic><sub>2</sub>, taking the values <italic>x</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1, 2, 3, 4 for cancer stages. The descriptive statistics are given in <xref ref-type="table" rid="T4">Table 3</xref>. The data and code are given by Yin [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>].</p>
<table-wrap position="float" id="T4">
<label>Table 3</label>
<caption><p>Descriptive statistics for the data of 1067 patients in Section 5: frequencies or means (standard deviations) of covariates and outcome across the diagnosing and treating hospitals.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr>
<th valign="top" align="center" colspan="5"><bold>Frequency or mean (standard deviation) on levels of</bold></th>
</tr>
<tr>
<th/>
<th valign="top" align="center"><italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 0</th>
<th valign="top" align="center"><italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1</th>
<th valign="top" align="center"><italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 0</th>
<th valign="top" align="center"><italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>N</italic></td>
<td valign="top" align="center">440</td>
<td valign="top" align="center">627</td>
<td valign="top" align="center">366</td>
<td valign="top" align="center">701</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>x</italic><sub>11</sub> &#x0003D; 0</td>
<td valign="top" align="center">167</td>
<td valign="top" align="center">238</td>
<td valign="top" align="center">147</td>
<td valign="top" align="center">258</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x0003D; 1</td>
<td valign="top" align="center">273</td>
<td valign="top" align="center">389</td>
<td valign="top" align="center">219</td>
<td valign="top" align="center">433</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>x</italic><sub>12</sub> &#x0003D; 0</td>
<td valign="top" align="center">258</td>
<td valign="top" align="center">298</td>
<td valign="top" align="center">211</td>
<td valign="top" align="center">345</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x0003D; 1</td>
<td valign="top" align="center">182</td>
<td valign="top" align="center">329</td>
<td valign="top" align="center">155</td>
<td valign="top" align="center">356</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>x</italic><sub>13</sub></td>
<td valign="top" align="center">70.86<break/>(11.20)</td>
<td valign="top" align="center">70.87<break/>(11.64)</td>
<td valign="top" align="center">71.95<break/>(10.63)</td>
<td valign="top" align="center">70.29<break/>(11.83)</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>x</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1</td>
<td valign="top" align="center">63</td>
<td valign="top" align="center">112</td>
<td valign="top" align="center">52</td>
<td valign="top" align="center">123</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x0003D; 2</td>
<td valign="top" align="center">50</td>
<td valign="top" align="center">68</td>
<td valign="top" align="center">44</td>
<td valign="top" align="center">74</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x0003D; 3</td>
<td valign="top" align="center">132</td>
<td valign="top" align="center">134</td>
<td valign="top" align="center">102</td>
<td valign="top" align="center">154</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x0003D; 4</td>
<td valign="top" align="center">195</td>
<td valign="top" align="center">313</td>
<td valign="top" align="center">168</td>
<td valign="top" align="center">340</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left"><italic>y</italic> &#x0003D; 0</td>
<td valign="top" align="center">252</td>
<td valign="top" align="center">368</td>
<td valign="top" align="center">217</td>
<td valign="top" align="center">403</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left">&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x0003D; 1</td>
<td valign="top" align="center">188</td>
<td valign="top" align="center">259</td>
<td valign="top" align="center">149</td>
<td valign="top" align="center">298</td>
</tr></tbody>
</table>
<table-wrap-foot>
<p><list list-type="bullet">
<list-item><p>Stationary covariates: <italic>x</italic><sub>11</sub> &#x0003D; 0, 1 for female and male; <italic>x</italic><sub>12</sub> &#x0003D; 0, 1 for rural and urban residential areas; <italic>x</italic><sub>13</sub> age.</p></list-item>
<list-item><p>Time-dependent covariate between diagnosis and treatment: <italic>x</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1, 2, 3, 4 for cancer stages.</p></list-item>
<list-item><p>Outcome: <italic>y</italic> &#x0003D; 0, 1 death within 1 year after diagnosis or survival.</p></list-item>
<list-item><p>Hospital types: <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 0, 1 small and large diagnosing hospitals; <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 0, 1 small and large treating hospitals;</p></list-item>
</list></p>
</table-wrap-foot>
</table-wrap>
<p>Notably, the data are unbalanced between diagnosing and treating hospitals: 981 patients did not transfer, 80 of them from small diagnosing hospitals to large ones, and only 6 from large to small diagnosing hospitals. According to Swedish medical experts, it was a typical transferal pattern. The small sample size and unbalanced data contribute to the small significance of our results. The confounding situation is described below.</p>
<p>Due to the long-term social welfare system and the relatively uniform culture in Sweden, most of the stationary covariates, such as education and socioeconomic status, have similar distributions across different hospitals and thus do not confound the blip effect. As a common practice in many epidemiological research studies in Sweden, the assumption of no unmeasured confounders is approximately satisfied for diagnosing hospital <italic>Z</italic><sub>1</sub>, at least after conditioning on gender <italic>x</italic><sub>11</sub>, residential area <italic>x</italic><sub>12</sub>, and age <italic>x</italic><sub>13</sub>. Similarly, the assumption of no unmeasured confounders is also approximately satisfied for treating hospital <italic>Z</italic><sub>2</sub> conditional on the cancer stage <italic>x</italic><sub>2</sub> and the diagnosing hospital <italic>z</italic><sub>1</sub> in addition to (<italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>x</italic><sub>12</sub>, <italic>x</italic><sub>13</sub>). The causal DAG for diagnosing and treating hospital types is given in <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref>.</p>
<fig position="float" id="F1">
<label>Figure 1</label>
<caption><p>Causal DAG for diagnosing and treating hospital types in the medical examples of Section 5. Exposure: <italic>Z</italic><sub>1</sub> for diagnosing hospital and <italic>Z</italic><sub>2</sub> for treating hospitals. Stationary covariates: <italic>X</italic><sub>1</sub> = <italic>X</italic><sub>11</sub><italic>, X</italic><sub>12</sub><italic>, X</italic><sub>13</sub> for gender, residential area, and age. Time-dependent covariates between <italic>Z</italic><sub>1</sub> and <italic>Z</italic><sub>2</sub>: <italic>X</italic><sub>2</sub> for four cancer stages. Outcome: <italic>Y</italic> for one-year survival. Unmeasured covariates: <italic>U</italic><sub>1</sub> unmeasured covariates before <italic>Z</italic><sub>1</sub> and <italic>U</italic><sub>2</sub> unmeasured covariates before <italic>Z</italic><sub>2</sub>. Neither confounds <italic>Z</italic><sub>1</sub> and <italic>Z</italic><sub>2</sub>. This observational study mimics sequential randomized trial. Notably, diagnosing hospital <italic>Z</italic><sub>1</sub> does not have direct influence on outcome <italic>Y</italic> as indicated by the missing arrow from <italic>Z</italic><sub>1</sub> to outcome <italic>Y</italic>.</p></caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tiff" xlink:href="fams-11-1650059-g0001.tif">
<alt-text>Directed acyclic graph with nodes X1, X2, Z1, Z2, U1, U2, and Y. Arrows indicate causal relationships, with multiple pathways connecting variables, including X1 to Z1, Z1 to X2, and Z2 to Y. Indirect paths involve unobserved variables U1 and U2.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>Without further examining the validity of the identifying condition, we will focus on the inference part of the medical example; interested readers may find a large body of literature on sensitivity analysis of the causal effect to the identifying condition (e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>]).</p>
</sec>
<sec>
<title>5.2 Estimating the standardized point effects</title>
<p>Because we aim at the effect modification of the blip effect by age, we divide the population at <italic>t</italic> &#x0003D; 1 into two strata <italic>U</italic> and <italic>L</italic>, where <italic>S</italic><sub>1</sub> &#x0003D; <italic>U</italic> is the one with age <italic>x</italic><sub>13</sub> smaller than the median and <italic>S</italic><sub>1</sub> &#x0003D; <italic>L</italic> with age <italic>x</italic><sub>13</sub> larger than or equal to the median. So, we have two standardized point effects &#x00398;(<italic>S</italic><sub>1</sub>; <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1).</p>
<p>A large variety of methods are available for estimating the point effect in the framework of causal inference for single-point treatments (e.g., [<xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>&#x02013;<xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>]). As an illustration, we use the usual regression to estimate the point effects of diagnosing hospital <italic>z</italic><sub>1</sub>. Because the sample is small and only three stationary covariates&#x02014;that is, <italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>x</italic><sub>12</sub>, <italic>x</italic><sub>13</sub>&#x02014;are involved in the estimation, we model the conditional mean &#x003BC;(<italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>x</italic><sub>12</sub>, <italic>x</italic><sub>13</sub>, <italic>z</italic><sub>1</sub>) &#x0003D; <italic>E</italic>(<italic>Y</italic>&#x02223;<italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>x</italic><sub>12</sub>, <italic>x</italic><sub>13</sub>, <italic>z</italic><sub>1</sub>) in the whole data set. For the sake of presentation, we use the linear model to estimate the point effect. Notably, we may use the logistic model, which only improves the estimation slightly.</p>
<p>We exclude the residential area <italic>x</italic><sub>12</sub> at a significance level of 0.05, consistent with medical observations indicating that the residential area is less influential than gender and age. Finally, we obtain the regression model,</p>
<disp-formula id="E21"><label>(6)</label><mml:math id="M81"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>From this model, we obtain the point effects of <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1 in stratum (<italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>x</italic><sub>13</sub>),</p>
<disp-formula id="E22"><mml:math id="M82"><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>which is the same for all (<italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>x</italic><sub>13</sub>). The standardized point effects are obtained by &#x00398;(<italic>S</italic><sub>1</sub>; <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1) &#x0003D; <italic>E</italic>{&#x003B8;(<italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>x</italic><sub>13</sub>; <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1)&#x02223;<italic>S</italic><sub>1</sub>} with respect to P(<italic>X</italic><sub>11</sub> &#x0003D; <italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>X</italic><sub>13</sub> &#x0003D; <italic>x</italic><sub>13</sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub>1</sub>), where the point effect is estimated above while the probability is estimated by the corresponding proportion. Clearly, &#x00398;(<italic>S</italic><sub>1</sub>; <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1) &#x0003D; &#x003B8;<sub>1</sub> from Model 8. Therefore, we have the estimate <inline-formula><mml:math id="M83"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x00398;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, but the variance of <inline-formula><mml:math id="M84"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x00398;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is obtained by adjusting the variance of <inline-formula><mml:math id="M85"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> to the size of sub sample <italic>S</italic><sub>1</sub>.</p>
<p>To estimate the point effects of treating hospital <italic>z</italic><sub>2</sub>, we model the mean &#x003BC;(<italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>x</italic><sub>12</sub>, <italic>x</italic><sub>13</sub>, <italic>z</italic><sub>1</sub>, <italic>x</italic><sub>2</sub>, <italic>z</italic><sub>2</sub>). We exclude <italic>x</italic><sub>12</sub> at the significance level of 0.05. Furthermore, age <italic>x</italic><sub>13</sub> has rather different influences on cancer survival for different cancer stages <italic>x</italic><sub>2</sub>, so we model the conditional mean separately for different <italic>x</italic><sub>2</sub>. Finally, we obtain the regression model,</p>
<disp-formula id="E23"><label>(7)</label><mml:math id="M86"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B2;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>7</mml:mn><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>From this model, we obtain the point effects of <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1 in stratum (<italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>x</italic><sub>13</sub>, <italic>x</italic><sub>2</sub>) for early cancer stage <italic>x</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1,</p>
<disp-formula id="E24"><mml:math id="M87"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Averaging it with respect to P(<italic>X</italic><sub>11</sub> &#x0003D; <italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>X</italic><sub>13</sub> &#x0003D; <italic>x</italic><sub>13</sub>&#x02223;<italic>x</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1),we obtain the average point effect of <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1 in stratum <italic>x</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1,</p>
<disp-formula id="E25"><mml:math id="M88"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>In cancer stage <italic>x</italic><sub>2</sub> &#x0003D; <italic>j</italic> &#x0003D; 2, 3, 4, we have,</p>
<disp-formula id="E26"><mml:math id="M89"><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>Because the point effects are equal to the blip effects for the last treatment <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1, we use the point effects of <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1 as a special case of the standardized point effects in estimating and testing the blip effects of <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1 and <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1.</p>
<p>As seen from Models 8 and 9, residential area <italic>x</italic><sub>12</sub> does not appear in &#x003BC;(<italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>x</italic><sub>13</sub>, <italic>z</italic><sub>1</sub>) and &#x003BC;(<italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>x</italic><sub>13</sub>, <italic>x</italic><sub>2</sub>, <italic>z</italic><sub>2</sub>) and thus are irrelevant to the standardized point effects and the blip effects of treatments. Hence, we remove <italic>x</italic><sub>12</sub> from the following development.</p>
</sec>
<sec>
<title>5.3 Estimating and testing the blip effects</title>
<p>The point effect of diagnosing hospital results from both diagnosing and treating hospitals and thus cannot be used to evaluate the diagnosing hospital. In comparison, the blip effect of the diagnosing hospital represents the causal effect of the diagnosing hospital, while setting the treating hospitals as small ones, and thus can be used for evaluation.</p>
<p>To study the phenomenon of doctors&#x00027; delay in cancer diagnosis [<xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>], we suppose that the blip effect of large diagnosing hospital &#x003D5;(<italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>x</italic><sub>13</sub>; <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1) is a linear function of age <italic>x</italic><sub>13</sub>, that is, age modifies the blip effect. Furthermore, because <italic>Z</italic><sub>2</sub> is the last treatment variable in the treatment sequence, the blip effect of <italic>z</italic><sub>2</sub> is equal to the point effect of <italic>z</italic><sub>2</sub> as obtained from Model 9. Summarizing these observations, we specify an SNMM of the following form,</p>
<disp-formula id="E27"><label>(8)</label><mml:math id="M90"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Thus, SNMM 8 is indexed by <bold>&#x003B3;</bold> &#x0003D; (&#x003B3;<sub>1, 0</sub>, &#x003B3;<sub>1, 3</sub>, &#x003B3;<sub>21, 0</sub>, &#x003B3;<sub>21, 3</sub>, &#x003B3;<sub>22</sub>, &#x003B3;<sub>23</sub>, &#x003B3;<sub>24</sub>). Let &#x003B3;<sub>1</sub> &#x0003D; <italic>E</italic>{&#x003D5;(<italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>x</italic><sub>13</sub>; <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1)} be the blip effect of a large diagnosing hospital <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1 in the whole population. Then we have &#x003B3;<sub>1</sub> &#x0003D; &#x003B3;<sub>1, 0</sub> &#x0002B; <italic>E</italic>(<italic>X</italic><sub>13</sub>)&#x003B3;<sub>1, 3</sub>, so &#x003B3;<sub>1, 3</sub> is the modification of the blip effect &#x003B3;<sub>1</sub> by age. Let &#x003B3;<sub>21</sub> &#x0003D; <italic>E</italic>{&#x003D5;(<italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>x</italic><sub>13</sub>, <italic>z</italic><sub>1</sub>, <italic>x</italic><sub>2</sub>; <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1)&#x02223;<italic>x</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1} be the blip effect of large treating hospital <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1 in low cancer stage <italic>x</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1. Then we have &#x003B3;<sub>21</sub> &#x0003D; &#x003B3;<sub>21, 0</sub> &#x0002B; <italic>E</italic>(<italic>X</italic><sub>13</sub>&#x02223;<italic>x</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1)&#x003B3;<sub>21, 3</sub>, so &#x003B3;<sub>21, 3</sub> is the modification of the blip effect &#x003B3;<sub>21</sub> by age in low cancer stage <italic>x</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1. The blip effect of <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1 in cancer stage <italic>x</italic><sub>2</sub> &#x0003D; <italic>j</italic> &#x0003D; 2, 3, 4 is &#x003B3;<sub>2<italic>j</italic></sub>.</p>
<p>Because the blip effect &#x003D5;(<italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>x</italic><sub>13</sub>; <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1) is indexed by two parameters &#x003B3;<sub>1, 0</sub> and &#x003B3;<sub>1, 3</sub> under SNMM, as expressed in <xref ref-type="disp-formula" rid="E27">Equation 8</xref>, we need two standardized point effects &#x00398;(<italic>S</italic><sub>1</sub>; <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1) &#x0003D; <italic>E</italic>{&#x003B8;(<italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>x</italic><sub>13</sub>; <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1)&#x02223;<italic>S</italic><sub>1</sub>} with respect to P(<italic>X</italic><sub>11</sub> &#x0003D; <italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>X</italic><sub>13</sub> &#x0003D; <italic>x</italic><sub>13</sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub>1</sub>) for <italic>S</italic><sub>1</sub> &#x0003D; <italic>U, L</italic>, as described and estimated in Section 5.2. Now by applying <xref ref-type="disp-formula" rid="E7">Equation 2</xref> or <xref ref-type="disp-formula" rid="E11">Equation 4</xref> to &#x00398;(<italic>S</italic><sub>1</sub>; <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1), we obtain</p>
<disp-formula id="E28"><mml:math id="M91"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>&#x00398;</mml:mo><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>&#x0007B;</mml:mo><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x0007D;</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>&#x0007B;</mml:mo><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x0007D;</mml:mo><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>&#x0007B;</mml:mo><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x0007D;</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Here the first expectation is with respect to the P(<italic>X</italic><sub>11</sub> &#x0003D; <italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>X</italic><sub>13</sub> &#x0003D; <italic>x</italic><sub>13</sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub>1</sub>), so we have</p>
<disp-formula id="E29"><mml:math id="M92"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>The second expectation is with respect to P(<italic>X</italic><sub>2</sub> &#x0003D; <italic>x</italic><sub>2</sub>, <italic>Z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; <italic>z</italic><sub>2</sub>&#x02223;<italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>x</italic><sub>13</sub>, <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1) P(<italic>X</italic><sub>11</sub> &#x0003D; <italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>X</italic><sub>13</sub> &#x0003D; <italic>x</italic><sub>13</sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub>1</sub>) and the third one to P(<italic>X</italic><sub>2</sub> &#x0003D; <italic>x</italic><sub>2</sub>, <italic>Z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; <italic>z</italic><sub>2</sub>&#x02223;<italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>x</italic><sub>13</sub>, <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 0) P(<italic>X</italic><sub>11</sub> &#x0003D; <italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>X</italic><sub>13</sub> &#x0003D; <italic>x</italic><sub>13</sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub>1</sub>). By using &#x003D5;(<italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>x</italic><sub>13</sub>, <italic>z</italic><sub>1</sub>, <italic>x</italic><sub>2</sub>; <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 0) &#x0003D; 0, the second and third expectations are, for <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1, 0,</p>
<disp-formula id="E30"><mml:math id="M93"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mtext>&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>&#x0007B;</mml:mo><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x0007D;</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msub><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>&#x0007B;</mml:mo><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x0007D;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>with respect to P(<italic>X</italic><sub>11</sub> &#x0003D; <italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>X</italic><sub>13</sub> &#x0003D; <italic>x</italic><sub>13</sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub>1</sub>). Now by inserting SNMM, as provided in <xref ref-type="disp-formula" rid="E27">Equation 8</xref>, we obtain</p>
<disp-formula id="E31"><mml:math id="M94"><mml:mrow><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>&#x0007B;</mml:mo><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>&#x0007D;</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>&#x0007B;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy='false'>&#x02223;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>&#x0007D;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>&#x0007B;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>&#x0007D;</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr columnalign='left'><mml:mtd columnalign='left'><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:msubsup><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:msubsup><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>&#x0007B;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>&#x0007D;</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<p>Let <italic>A</italic> &#x0003D; <italic>E</italic>(<italic>x</italic><sub>13</sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub>1</sub>). Let <italic>B</italic> and <italic>C</italic><sub><italic>j</italic></sub> (<italic>j</italic> &#x0003D; 1, 2, 3, 4) be the mean differences,</p>
<disp-formula id="E32"><mml:math id="M95"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x02003;&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Then we have</p>
<disp-formula id="E33"><label>(9)</label><mml:math id="M96"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x00398;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:msub><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mstyle><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>U</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Using the observed proportions <inline-formula><mml:math id="M98"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M99"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, we obtain the estimates <inline-formula><mml:math id="M100"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M101"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M102"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> without modeling.</p>
<p>Now we consider the blip effect of treating hospital <italic>z</italic><sub>2</sub>. It is equal to the point effect of <italic>z</italic><sub>2</sub>, because <italic>Z</italic><sub>2</sub> is the last treatment variable in the treatment sequence. Thus, from Model 9 in Section 5.2 and SNMM 11, we obtain</p>
<disp-formula id="E35"><label>(10)</label><mml:math id="M103"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x02003;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x02003;&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x000A0;&#x000A0;&#x000A0;&#x02003;</mml:mtext><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>The estimates of &#x003B8;<sub>21, 0</sub>, &#x003B8;<sub>21, 3</sub> and &#x003B8;<sub>2<italic>j</italic></sub> are obtained from Section 5.2. Now, conditional on all covariates and treatments {<italic>x</italic><sub>11</sub>, <italic>x</italic><sub>13</sub>, <italic>z</italic><sub>1</sub>, <italic>x</italic><sub>2</sub>, <italic>z</italic><sub>2</sub>}, we use <xref ref-type="disp-formula" rid="E33">Equations 9</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="E35">10</xref> together as a regression model to estimate <bold>&#x003B3;</bold>, where the response variables are <inline-formula><mml:math id="M104"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x00398;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M105"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M106"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M107"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>; the explanatory variables are <inline-formula><mml:math id="M108"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M109"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M110"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and one. The bootstrap method is used to obtain the covariance matrix <inline-formula><mml:math id="M111"><mml:mtext>cov</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> incorporating the variability of all treatments and covariates. With <inline-formula><mml:math id="M112"><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M113"><mml:mtext>cov</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover accent="false"><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold-italic"><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, we conduct the hypothesis testing on <bold>&#x003B3;</bold>. The result is presented in <xref ref-type="table" rid="T5">Table 4</xref>. For the sake of comparison, we also present the results for the point effects of <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1 and <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1.</p>
<table-wrap position="float" id="T5">
<label>Table 4</label>
<caption><p>Point effects and blip effects of diagnosing and treating hospitals on 1-year cancer survival in Section 5: estimate, p-value and 95 % CI.</p></caption>
<table frame="box" rules="all">
<thead>
<tr>
<th/>
<th valign="top" align="center" colspan="5"><bold>Estimate</bold>, <italic><bold>p</bold></italic><bold>-value, and 95% CI in column for various effects</bold></th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td/>
<td valign="top" align="center">&#x003B8;<sub>1</sub></td>
<td valign="top" align="center">&#x003B8;<sub>21</sub></td>
<td valign="top" align="center">&#x003B8;<sub>22</sub></td>
<td valign="top" align="center">&#x003B8;<sub>23</sub></td>
<td valign="top" align="center">&#x003B8;<sub>24</sub></td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="3"> Point effect</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.014</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.018</td>
<td valign="top" align="center">0.111</td>
<td valign="top" align="center">0.056</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.016</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.624</td>
<td valign="top" align="center">0.703</td>
<td valign="top" align="center">0.223</td>
<td valign="top" align="center">0.382</td>
<td valign="top" align="center">0.617</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">(&#x02212;0.071, 0.042)</td>
<td valign="top" align="center">(&#x02212;0.110, 0.074)</td>
<td valign="top" align="center">(&#x02212;0.067, 0.290)</td>
<td valign="top" align="center">(&#x02212;0.070, 0.182)</td>
<td valign="top" align="center">(&#x02212;0.081, 0.048)</td>
</tr>
<tr style="background-color:#dee1e1">
<td/>
<td valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>1</sub></td>
<td valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>21</sub></td>
<td valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>22</sub></td>
<td valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>23</sub></td>
<td valign="top" align="center">&#x003B3;<sub>24</sub></td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="left" rowspan="3">Blip effect</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.025</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.018</td>
<td valign="top" align="center">0.111</td>
<td valign="top" align="center">0.056</td>
<td valign="top" align="center">&#x02212;0.016</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">0.236</td>
<td valign="top" align="center">0.703</td>
<td valign="top" align="center">0.223</td>
<td valign="top" align="center">0.382</td>
<td valign="top" align="center">0.617</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center">(&#x02212;0.067, 0.017)</td>
<td valign="top" align="center">(&#x02212;0.110, 0.074)</td>
<td valign="top" align="center">(&#x02212;0.067, 0.290)</td>
<td valign="top" align="center">(&#x02212;0.070, 0.182)</td>
<td valign="top" align="center">(&#x02212;0.081, 0.048)</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center" colspan="6">Estimate, p-value and 95% CI for modification of the blip effect &#x003B3;<sub>1</sub> by age</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center" colspan="6">Baseline parameter &#x003B3;<sub>1, 0</sub>: 0.060, 0.365, (&#x02212;0.070, 0.0190)</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center" colspan="6">Modification parameter &#x003B3;<sub>1, 3</sub>: &#x02212;0.001, 0.165, (&#x02212;0.03, 0.000)</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center" colspan="6">Estimate, p-value and 95% CI for modification of the blip effect &#x003B3;<sub>21</sub> by age</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center" colspan="6">Baseline parameter &#x003B3;<sub>21, 0</sub>: &#x02212;0.678, 0.060, (&#x02212;1.384, 0.029)</td>
</tr>
<tr>
<td valign="top" align="center" colspan="6">Modification parameter &#x003B3;<sub>21, 3</sub>: 0.010, 0.083, (&#x02212;0.001, 0.020)</td>
</tr></tbody>
</table>
<table-wrap-foot>
<p><list list-type="bullet">
<list-item><p>Five point effects: &#x003B8;<sub>1</sub> for diagnosing hospital <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1; &#x003B8;<sub>2<italic>j</italic></sub> for treating hospital <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1 given cancer stage <italic>j</italic> &#x0003D; 1, 2, 3, 4. See also Models 6 and 7 in Section 5.2 for description and notation.</p></list-item>
<list-item><p>Five blip effects: &#x003B3;<sub>1</sub> for diagnosing hospital <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1; &#x003B3;<sub>2<italic>j</italic></sub> for treating hospital <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1 given cancer stage <italic>j</italic> &#x0003D; 1, 2, 3, 4. See also SNMM 8 in Section 5.3 for description and notation.</p></list-item>
<list-item><p>Modification of the blip effect by age: &#x003B3;<sub>1, 3</sub> modifying the blip effect &#x003B3;<sub>1</sub> of <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1; &#x003B3;<sub>21, 3</sub> modifying the blip effect &#x003B3;<sub>21</sub> of <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1 in low cancer stage. See also SNMM 8 in Section 5.3 for description and notation.</p></list-item>
</list></p>
</table-wrap-foot>
</table-wrap>
</sec>
<sec>
<title>5.4 Causal analysis of blip effects based on <xref ref-type="table" rid="T5">Table 4</xref></title>
<p>From <xref ref-type="table" rid="T5">Table 4</xref>, we see that the point effect of a large treating hospital <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1 is equal to the blip effect of <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1, that is, &#x003B8;<sub>2<italic>j</italic></sub> &#x0003D; &#x003B3;<sub>2<italic>j</italic></sub> in cancer stage <italic>x</italic><sub>2</sub> &#x0003D; <italic>j</italic> (<italic>j</italic> &#x0003D; 1, 2, 3, 4). We also see that the point effect of a large diagnosing hospital <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1 is not equal to the blip effect of <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1, that is, &#x003B8;<sub>1</sub> &#x02260; &#x003B3;<sub>1</sub>.</p>
<p>The following observations are medically interesting. First, patients with the moderate cancer stage <italic>x</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 2, 3 benefit from large treating hospitals <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1 as seen from <inline-formula><mml:math id="M114"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>111</mml:mn></mml:math></inline-formula> (<italic>p</italic>-value &#x0003D; 0.223) and <inline-formula><mml:math id="M115"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>23</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>056</mml:mn></mml:math></inline-formula> (<italic>p</italic>-value = 0.382), despite somewhat small significance. The possible reason is due to the skillful medical workers and good facilities at these hospitals. Second, patients with the advanced cancer stage <italic>x</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 4 benefit slightly from small treating hospitals <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 0 as seen from <inline-formula><mml:math id="M116"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>24</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>016</mml:mn><mml:mo>&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> (<italic>p</italic>-value = 0.617), possibly due to good care at these hospitals, despite small significance. Third, for the low cancer stage <italic>x</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1, there is a modification of the blip effect of a large treating hospital <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1 by age <italic>x</italic><sub>13</sub>, as seen from <inline-formula><mml:math id="M117"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>010</mml:mn></mml:math></inline-formula> per year (<italic>p</italic>-value = 0.083). Because <inline-formula><mml:math id="M118"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>678</mml:mn><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>010</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> for <italic>x</italic><sub>13</sub>&#x0003E;68, patients of age &#x0003E;68 benefit from large treating hospitals <italic>z</italic><sub>2</sub> &#x0003D; 1. This observation reflects the fact that old patients usually have more comorbidities, and large hospitals are probably better at dealing with comorbidities.</p>
<p>Fourth, patients benefit overall from small diagnosing hospitals <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 0 as seen from <inline-formula><mml:math id="M119"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>025</mml:mn></mml:math></inline-formula> (<italic>p</italic>-value = 0.236). However, there is a modification of the blip effect of a large diagnosing hospital <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1 by age <italic>x</italic><sub>13</sub>, as seen from <inline-formula><mml:math id="M120"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>001</mml:mn></mml:math></inline-formula> per year (<italic>p</italic>-value = 0.165). Because <inline-formula><mml:math id="M121"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>^</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>060</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo><mml:mn>001</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>13</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> for <italic>x</italic><sub>13</sub> &#x0003C; 60, patients of age &#x0003C; 60 benefit from large diagnosing hospital <italic>z</italic><sub>1</sub> &#x0003D; 1. This reflects the delay in diagnosing stomach cancer among young patients at small diagnosing hospitals, where cancer in young patients is rare (phenomenon of doctors&#x00027; delay).</p>
<p>To summarize the key medical findings from this analysis, large and small hospitals differ in diagnosing stomach cancer. Small hospitals demonstrate greater effectiveness in detecting early-stage cases due to shorter examination wait times. However, they need to pay closer attention to younger patients, who are often underrecognized in smaller facilities.</p>
</sec>
</sec>
<sec sec-type="conclusions" id="s6">
<title>6 Conclusion</title>
<p>In many practices, a single-point treatment often fails to achieve the desired outcome. More often, a sequence of treatments is implemented, where a new situation often arises from the early treatments and also influences the assignment of subsequent treatments. Under such circumstances, designing and conducting sequential randomized trials is significantly more challenging than conducting randomized trials for single-point treatments. Consequently, data arising from a sequence of treatments are often observational, where treatment assignments are unknown.</p>
<p>The blip effect is such a parameter that involves all steps of the complex stochastic process, making it highly challenging to estimate and test in a single step with a single model without bias and loss of efficiency. In this article, we estimate and test the blip effects of treatments in sequence via the standardized point effects of treatments without requiring treatment assignment conditions. As described in Sections 2 and 3, our method is implemented in three steps. First, we choose strata reflective of our scientific interest in the blip effects. Second, we estimate the point effects using available methods within the framework of causal inference for single-point treatments, and then standardize these estimated point effects in strata to reduce their dimensionality. Finally, we use the estimated standardized point effects to estimate and test the blip effects by the usual regression. These steps are familiar to applied statisticians.</p>
<p>Our method resembles the G-estimation, both using SNMMs and the identifying condition [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B5">5</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>]. Two comments are given comparing the two methods. First, as described in Sections 2.3 and 3 and demonstrated by simulations in Section 4, our method places emphasis on different aspects, that is, the pattern of blip effects over time and a targeted analysis of blip effects. Second, both methods require a strong identifying condition for all blip effects in the population. The requirement is the major limitation for using the two methods in many realistic problems. In contrast, due to the targeted analysis, our parameters of interest are fewer than those with the G-estimation. We conjecture that our method should be more robust to the identifying condition. However, the simulation and real example in this article do not permit a thorough evaluation of the usefulness of these properties in addressing complex problems under varying assumptions in comparison to available methods such as the G-estimation. Therefore, comprehensive simulation studies and real-world examples are needed to explore more realistic scenarios and challenges in further development of this article.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec sec-type="data-availability" id="s7">
<title>Data availability statement</title>
<p>The datasets presented in this study can be found in online repositories. The names of the repository/repositories and accession number(s) can be found below: Zenodo, <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.5281/zenodo.7614934">https://doi.org/10.5281/zenodo.7614934</ext-link>.</p>
</sec>
<sec sec-type="ethics-statement" id="s8">
<title>Ethics statement</title>
<p>The studies involving humans were approved by the Ethical Committee approval (DNR880113/13, x121) from the ethical review board of Uppsala University. The studies were conducted in accordance with the local legislation and institutional requirements. The participants provided their written informed consent to participate in this study.</p>
</sec>
<sec sec-type="author-contributions" id="s9">
<title>Author contributions</title>
<p>YaL: Writing &#x02013; review &#x00026; editing, Writing &#x02013; original draft. YiL: Validation, Conceptualization, Writing &#x02013; review &#x00026; editing, Methodology. LY: Resources, Software, Methodology, Conceptualization, Writing &#x02013; review &#x00026; editing. XW: Conceptualization, Supervision, Funding acquisition, Writing &#x02013; review &#x00026; editing, Methodology, Writing &#x02013; original draft, Validation.</p>
</sec>
<sec sec-type="funding-information" id="s10">
<title>Funding</title>
<p>The author(s) declare that financial support was received for the research and/or publication of this article. Wang declares partial financial support by the Swedish Research Council with the grant number 2019-02913.</p>
</sec>
<ack><p>All authors are grateful to the reviewers for their comments and advice, which have improved the article considerably.</p>
</ack>
<sec sec-type="COI-statement" id="conf1">
<title>Conflict of interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="ai-statement" id="s11">
<title>Generative AI statement</title>
<p>The author(s) declare that no Gen AI was used in the creation of this manuscript.</p>
<p>Any alternative text (alt text) provided alongside figures in this article has been generated by Frontiers with the support of artificial intelligence and reasonable efforts have been made to ensure accuracy, including review by the authors wherever possible. If you identify any issues, please contact us.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s12">
<title>Publisher&#x00027;s note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<sec sec-type="supplementary-material" id="s13">
<title>Supplementary material</title>
<p>The Supplementary Material for this article can be found online at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fams.2025.1650059/full#supplementary-material">https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fams.2025.1650059/full#supplementary-material</ext-link></p>
<supplementary-material xlink:href="Data_Sheet_1.pdf" id="SM1" mimetype="application/pdf" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<label>1.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Robins</surname> <given-names>JM</given-names></name></person-group>. <article-title>Causal Inference from complex longitudinal data</article-title>. In:<person-group person-group-type="editor"><name><surname>Berkane</surname> <given-names>M</given-names></name></person-group>, editor. <source>Latent Variable Modeling and Applications to Causality, Lecture Notes in Statistics</source>. <publisher-loc>New York</publisher-loc>: <publisher-name>Springer-Verlag</publisher-name> (<year>1997</year>). p. <fpage>69</fpage>&#x02013;<lpage>117</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B2">
<label>2.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Wang</surname> <given-names>X</given-names></name> <name><surname>Yin</surname></name> <name><surname>L</surname></name></person-group>. <article-title>Identifying and estimating net effects of treatments in sequential causal inference</article-title>. Elect J Statist. (<year>2015</year>) <volume>9</volume>:<fpage>1608</fpage>&#x02013;<lpage>43</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1214/15-EJS1046</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B3">
<label>3.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Almirall</surname> <given-names>D</given-names></name> <name><surname>Have</surname> <given-names>TT</given-names></name> <name><surname>Murphy</surname> <given-names>SA</given-names></name></person-group>. <article-title>Structural nested mean models for assessing time-varying effect moderation</article-title>. <source>Biometrics</source>. (<year>2010</year>) <volume>66</volume>:<fpage>131</fpage>&#x02013;<lpage>9</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1111/j.1541-0420.2009.01238.x</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">19397586</pub-id></citation></ref>
<ref id="B4">
<label>4.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Boruvka</surname> <given-names>A</given-names></name> <name><surname>Almirall</surname> <given-names>D</given-names></name> <name><surname>Witkiewitz</surname> <given-names>K</given-names></name> <name><surname>Murphy</surname> <given-names>SA</given-names></name></person-group>. <article-title>Assessing time-varying causal effect moderation in mobile health</article-title>. <source>J Am Stat Assoc</source>. (<year>2018</year>) <volume>113</volume>:<fpage>1112</fpage>&#x02013;<lpage>11121</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/01621459.2017.1305274</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">30467446</pub-id></citation></ref>
<ref id="B5">
<label>5.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hernan</surname> <given-names>MA</given-names></name> <name><surname>Robins</surname> <given-names>JM</given-names></name></person-group>. <source>Causal Inference</source>. Boca Raton: CRC Press. (<year>2020</year>).</citation>
</ref>
<ref id="B6">
<label>6.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Robins</surname> <given-names>JM</given-names></name></person-group>. <article-title>A new approach to causal inference in mortality studies with sustained exposure periods - application to control of the healthy worker survival effect</article-title>. <source>Mathemat Model</source>. (<year>1986</year>) <volume>7</volume>:<fpage>1393</fpage>&#x02013;<lpage>512</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0270-0255(86)90088-6</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B7">
<label>7.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Taubman</surname> <given-names>SL</given-names></name> <name><surname>Robins</surname> <given-names>JM</given-names></name> <name><surname>Mittleman</surname> <given-names>MA</given-names></name> <name><surname>Hern&#x000E1;n</surname> <given-names>MA</given-names></name></person-group>. <article-title>Intervening on risk factors for coronary heart disease: an application of the parametric G-formula</article-title>. <source>Int J Epidemiol</source>. (<year>2009</year>) <volume>38</volume>:<fpage>1599</fpage>&#x02013;<lpage>611</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/ije/dyp192</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">19389875</pub-id></citation></ref>
<ref id="B8">
<label>8.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Henderson</surname> <given-names>R</given-names></name> <name><surname>Ansell</surname> <given-names>P</given-names></name> <name><surname>Alshibani</surname> <given-names>D</given-names></name></person-group>. <article-title>Regret-regression for optimal dynamic treatment regimes</article-title>. <source>Biometrics</source>. (<year>2010</year>) <volume>66</volume>:<fpage>1192</fpage>&#x02013;<lpage>201</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1111/j.1541-0420.2009.01368.x</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">20002404</pub-id></citation></ref>
<ref id="B9">
<label>9.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Robins</surname> <given-names>JM</given-names></name></person-group>. <article-title>Association, causation, and marginal structural models</article-title>. <source>Synthese</source>. (<year>1999</year>) <volume>121</volume>:<fpage>151</fpage>&#x02013;<lpage>79</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1023/A:1005285815569</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B10">
<label>10.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Pan</surname> <given-names>Y</given-names></name> <name><surname>Zhao</surname> <given-names>YQ</given-names></name></person-group>. <article-title>Improved doubly robust estimation in learning optimal individualized treatment rules</article-title>. J Am Statist Assoc. (<year>2021</year>) <volume>116</volume>:<fpage>283</fpage>&#x02013;<lpage>94</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/01621459.2020.1725522</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">34024961</pub-id></citation></ref>
<ref id="B11">
<label>11.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Vansteelandt</surname> <given-names>S</given-names></name> <name><surname>Joffe</surname> <given-names>M</given-names></name></person-group>. <article-title>Structural nested models and <italic>g</italic>-estimation: the partially realized promise</article-title>. Statist Sci. (<year>2014</year>) 29:707&#x02013;31 <pub-id pub-id-type="doi">10.1214/14-STS493</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B12">
<label>12.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Wallace</surname> <given-names>MP</given-names></name> <name><surname>Moodie</surname> <given-names>EEM</given-names></name></person-group>. <article-title>Doubly-robust dynamic treatment regimen estimation via weighted least squares</article-title>. <source>Biometrics</source>. (<year>2015</year>) <volume>71</volume>:<fpage>636</fpage>&#x02013;<lpage>44</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1111/biom.12306</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">25854539</pub-id></citation></ref>
<ref id="B13">
<label>13.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Rosenbaum</surname> <given-names>PR</given-names></name> <name><surname>Rubin</surname> <given-names>DB</given-names></name></person-group>. <article-title>The central role of the propensity score in observational studies for causal effects</article-title>. <source>Biometrika</source>. (<year>1983</year>) <volume>70</volume>:<fpage>41</fpage>&#x02013;<lpage>55</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/biomet/70.1.41</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B14">
<label>14.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>van der</surname> <given-names>Laan</given-names></name> <name><surname>M</surname></name></person-group>. <article-title>Targeted maximum likelihood based causal inference: part I</article-title>. <source>Int J Biostatist.</source> (<year>2010a</year>) <volume>6</volume>:<fpage>2</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.2202/1557-4679.1211</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">21969992</pub-id></citation></ref>
<ref id="B15">
<label>15.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>van</surname> <given-names>der Laan M</given-names></name></person-group>. <article-title>Targeted maximum likelihood based causal inference: part II</article-title>. <source>Int J Biostatist.</source> (<year>2010b</year>) <volume>6</volume>:<fpage>3</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.2202/1557-4679.1241</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">21731531</pub-id></citation></ref>
<ref id="B16">
<label>16.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Wang</surname> <given-names>X</given-names></name> <name><surname>Yin</surname> <given-names>L</given-names></name></person-group>. <italic>G</italic>-formula for the sequential causal effect and blip effect of treatment in sequential causal inference. <source>Ann Stat</source>. (<year>2020</year>) <volume>48</volume>:<fpage>138</fpage>&#x02013;<lpage>60</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1214/18-AOS1795</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B17">
<label>17.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Yin</surname> <given-names>L</given-names></name></person-group>. <source>Data and Code for Statistical Modelling in Sequential Causal Inference</source>. Zenodo. (<year>2023</year>). <pub-id pub-id-type="doi">10.5281/zenodo.7614934</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B18">
<label>18.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hansson</surname> <given-names>LE</given-names></name> <etal/></person-group>. <article-title>Surgery for stomach cancer in a defined Swedish population: current practices and operative results</article-title>. Swedish gastric cancer study group. Eur J Surg. (<year>2000</year>) <volume>166</volume>:<fpage>787</fpage>&#x02013;<lpage>975</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/110241500447425</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">11071166</pub-id></citation></ref>
<ref id="B19">
<label>19.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Round</surname> <given-names>T</given-names></name> <name><surname>Steed</surname> <given-names>L</given-names></name> <name><surname>Shankleman</surname> <given-names>J</given-names></name> <name><surname>Bourke</surname> <given-names>L</given-names></name> <name><surname>Risi</surname> <given-names>L</given-names></name></person-group>. <article-title>Primary care delays in diagnosing cancer: what is causing them and what can we do about them?</article-title> <source>J Royal Soc Med</source>. (<year>2013</year>) <volume>106</volume>:<fpage>437</fpage>&#x02013;<lpage>40</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1177/0141076813504744</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">24108536</pub-id></citation></ref>
<ref id="B20">
<label>20.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Ding</surname> <given-names>P</given-names></name> <name><surname>VanderWeele</surname> <given-names>TJ</given-names></name></person-group>. <article-title>Sensitivity analysis without assumptions</article-title>. <source>Epidemiology</source>. (<year>2016</year>) <volume>27</volume>:<fpage>368</fpage>&#x02013;<lpage>77</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1097/EDE.0000000000000457</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">26841057</pub-id></citation></ref>
<ref id="B21">
<label>21.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Rosenbaum</surname> <given-names>PR</given-names></name></person-group>. <article-title>Design sensitivity in observational studies</article-title>. <source>Biometrika</source>. (<year>2004</year>) <volume>91</volume>:<fpage>153</fpage>&#x02013;<lpage>64</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1093/biomet/91.1.153</pub-id></citation>
</ref>
<ref id="B22">
<label>22.</label>
<citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Chakraborty</surname> <given-names>B</given-names></name> <name><surname>Murphy</surname> <given-names>SA</given-names></name></person-group>. <article-title>Dynamic treatment regimes</article-title>. <source>Ann Rev Statist Appl</source>. (<year>2014</year>) <volume>1</volume>:<fpage>447</fpage>&#x02013;<lpage>64</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1146/annurev-statistics-022513-115553</pub-id><pub-id pub-id-type="pmid">25401119</pub-id></citation></ref>
</ref-list>
<app-group>
<app id="A1">
<title>Appendix</title>
<sec>
<title>Proofs for <xref ref-type="disp-formula" rid="E7">Equations 2</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="E8">3</xref></title>
<p><bold>Proof of <xref ref-type="disp-formula" rid="E7">Equation 2</xref></bold>: Under the identifying condition, by applying Equation 17 in Theorem 2 of Wang and Yin [<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>] and using &#x003D5;(<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>; <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub> &#x0003D; 0) &#x0003D; 0, we obtain</p>
<disp-formula id="E36"><mml:math id="M122"><mml:mtable columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:munderover accentunder="false" accent="false"><mml:mrow><mml:mo>&#x02211;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover></mml:mstyle><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>where the first expectation is with respect to <inline-formula><mml:math id="M123"><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>Z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the second one to <inline-formula><mml:math id="M124"><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>Z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. This equation implies a rather intuitive observation, where the point effect is a sum of the blip effects of individual treatments in sequence on the outcome. Averaging the above equation with respect to P(<bold>H</bold><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>), we obtain <xref ref-type="disp-formula" rid="E7">Equation 2</xref>.</p>
<p><bold>Proof of</bold> <bold><xref ref-type="disp-formula" rid="E8">Equation 3</xref></bold>: We will prove that <xref ref-type="disp-formula" rid="E7">Equation 2</xref> becomes <xref ref-type="disp-formula" rid="E8">Equation 3</xref> under the assignment condition P(<italic>Z</italic><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<bold>h</bold><sub><italic>t</italic></sub>) &#x0003D; P(<italic>Z</italic><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>). The condition implies the probability equalities P(<bold>H</bold><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>) &#x0003D; P(<bold>H</bold><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>) &#x0003D; P(<bold>H</bold><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>, 0), so we have</p>
<disp-formula id="E37"><mml:math id="M125"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>In contrast, according to Equation 1 we have</p>
<disp-formula id="E38"><mml:math id="M126"><mml:mo>&#x00398;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>Thus, the left-hand side of <xref ref-type="disp-formula" rid="E7">Equation 2</xref> becomes</p>
<disp-formula id="E39"><mml:math id="M127"><mml:mo>&#x00398;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>which is the left-hand side of <xref ref-type="disp-formula" rid="E8">Equation 3</xref>. With the above probability equalities, we have that the first expectation in the right-hand side of <xref ref-type="disp-formula" rid="E7">Equation 2</xref> becomes</p>
<disp-formula id="E40"><mml:math id="M128"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>h</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<p>which is the first expectation in the right-hand side of <xref ref-type="disp-formula" rid="E8">Equation 3</xref>. Because of P(<bold>H</bold><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>) &#x0003D; P(<bold>H</bold><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>) &#x0003D; P(<bold>H</bold><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>Z</italic><sub><italic>t</italic></sub>&#x02223;<italic>S</italic><sub><italic>t</italic></sub>, <italic>z</italic><sub><italic>t</italic></sub>), the probability in the second expectation of the right-hand side of <xref ref-type="disp-formula" rid="E7">Equation 2</xref> is</p>
<disp-formula id="E41"><mml:math id="M129"><mml:mtable columnalign='left'><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;P</mml:mtext><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>X</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>h</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>H</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>X</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>h</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>H</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:msub><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>H</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>X</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mstyle mathvariant='bold' mathsize='normal'><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Furthermore, because of <inline-formula><mml:math id="M130"><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>H</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">{</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>H</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>Z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">}</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, we have</p>
<disp-formula id="E42"><mml:math id="M131"><mml:mtable class="eqnarray" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>H</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>X</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>Z</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mtext>P</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mstyle mathvariant="bold"><mml:mtext>H</mml:mtext></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x02223;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<p>Thus, the second expectation in the right-hand side of <xref ref-type="disp-formula" rid="E7">Equation 2</xref> becomes the second expectation in the right-hand side of <xref ref-type="disp-formula" rid="E8">Equation 3</xref>. Similarly, we prove that the third expectation in the right-hand side of <xref ref-type="disp-formula" rid="E7">Equation 2</xref> becomes the third one in the right-hand side of <xref ref-type="disp-formula" rid="E8">Equation 3</xref>. Therefore we have proved <xref ref-type="disp-formula" rid="E8">Equation 3</xref>.</p>
</sec>
</app>
</app-group>
</back>
</article>