Dây là tài lieu giáo khoa môn hc Ph ng pháp nghiên cu khoa hc y hc biên son cho dôi t ng sinh viên các chuyên ngành y hc nói chung, bao gôm y da khoa, bác sy chuyên khoa, c nhân y tê công cong, c nhân diêu dng, c nhân xét nghiem, c nhân ky thuat y hc; và là tài lieu tham kho de ging dy cho các chuyên ngành khác.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI KHOA Y DƯỢC Chủ biên: GS.TS Trương Việt Dũng PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC (Sách dùng cho đối tượng sinh viên đại học y) NHÀ XUẤT BẢN Y HỌC HÀ NỘI - 2014 Chủ biên: GS.TS Trương Việt Dũng Các giảng viên tham gia biên soạn: TS Trịnh Hoàng Hà TS Dương Thị Ly Hương LỜI NÓI ĐẦU Đây tài liệu giáo khoa môn học Phương pháp nghiên cứu khoa học y học biên soạn cho đối tượng sinh viên chuyên ngành y học nói chung, bao gồm y đa khoa, bác sỹ chuyên khoa, cử nhân y tế công cộng, cử nhân điều dưỡng, cử nhân xét nghiệm, cử nhân kỹ thuật y học; tài liệu tham khảo để giảng dạy cho chuyên ngành khác Tài liệu biên soạn xuất phát từ nhu cầu thực tế Trước tốt nghiệp sinh viên cần thực nghiên cứu khoa học (đề tài luận văn tốt nghiệp) Sau tốt nghiệp đại học y, cán y tế bên cạnh nhiệm vụ chuyên môn khám chữa bệnh, có nhiệm vụ nghiên cứu khoa học Tài liệu cung cấp kiến thức nghiên cứu khoa học, trước hết giúp cho giảng viên sinh viên lựa chọn chủ đề nghiên cứu thích hợp với luận văn tốt nghiệp chủ đề vừa tầm với nhiệm vụ khoa học cấp sở Tài liệu cung cấp kiến thức số kinh nghiệm viết mục tiêu nghiên cứu, chọn đối tượng phương pháp nghiên cứu phù hợp với mục tiêu Khác với nhiều tài liệu phương pháp nghiên cứu khoa học trước thường dừng khâu xây dựng đề cương, tài liệu tập hợp nhiều tài liệu khác phương pháp nghiên cứu y học lâm sàng, y tế công cộng, y học dự phòng nghiên cứu thực nghiệm để đưa hướng dẫn quản lý trình thực nghiên cứu, xử lý số liệu cách đơn giản, viết báo cáo chuẩn bị trình bày báo cáo Cho đến có không tài liệu giáo khoa phương pháp nghiên cứu khoa học trường đại học y dành cho đối tượng học viên sau đại học, nhiên chưa thấy xuất tài liệu giáo khoa dùng đào tạo môn phương pháp nghiên cứu khoa học cho đối tượng sinh viên đại học Môn học quan trọng nhằm đào tạo “bác sỹ - nhà nghiên cứu” Đại học Quốc gia Hà Nội Tập thể giáo viên Khoa Y Dược Đại học Quốc gia Hà Nội dựa tài liệu phương pháp nghiên cứu khoa học y học tổ chức quốc tế, giáo trình nước, công trình nghiên cứu khoa học xuất bản, kinh nghiệm nghiên cứu giảng dạy phương pháp nghiên cứu khoa học đồng nghiệp để biên soạn tài liệu Đây tài liệu lần đầu xuất bản, không tránh khỏi sai sót, tập thể tác giả mong nhận ý kiến đóng góp đồng nghiệp, nhà giáo, nhà khoa học cho lần tái sau Thay mặt tác giả Chủ nhiệm Khoa Y Dược, ĐHQGHN GS.TS TRƯƠNG VIỆT DŨNG MỤC LỤC Lời nói đầu Bài Đại cương nghiên cứu khoa học y học Khái niệm ý nghĩa nghiên cứu khoa học nói chung Nghiên cứu khoa học y học 10 Đề cương nghiên cứu khoa học bước xây dựng đề cương 13 Cấu trúc đề cương luận văn tốt nghiệp đại học y 14 Viết luận văn tốt nghiệp đại học y 15 Quản lý trình thực đề tài khoa học 16 Bài Chọn chủ đề mục tiêu nghiên cứu 19 Chọn chủ đề nghiên cứu 19 Mục tiêu nghiên cứu 23 Một số dạng mục tiêu phổ biến cho đề tài nghiên cứu 26 Câu hỏi nghiên cứu (research question) 27 Câu hỏi nghiên cứu khung logic 31 Bài tập 34 Bài Đối tượng phương pháp nghiên cứu 35 Chọn đối tượng nghiên cứu 35 Các thiết kế nghiên cứu 42 Kỹ thuật công cụ thu thập thông tin 47 Bộ câu hỏi sử dụng câu hỏi cho nghiên cứu định lượng 55 Bảng kiểm sử dụng bảng kiểm 64 Bệnh án nghiên cứu hay phiếu ghi chép trường hợp (CRF) 67 Một số khái niệm nghiên cứu định tính 73 Bài Chuẩn bị đề cương viết luận văn tốt nghiệp 76 Đề cương nghiên cứu khoa học bước xây dựng đề cương 76 Đề cương cấu trúc luận văn tốt nghiệp đại hoc y 78 Viết luận văn tốt nghiệp đại học y 80 Bài Thực hành lâm sàng tốt đạo đức nghiên cứu y sinh học có đối tượng người Giới thiệu 86 86 Những nguyên tắc thực hành lâm sàng tốt cần tuân thủ nghiên cứu y học có đối tượng người 88 Nguyên tắc tuân thủ đạo đức nghiên cứu y sinh học 90 Các tuyên ngôn Quốc tế đạo đức nghiên cứu y sinh học có đối tượng nghiên cứu người 90 Những chuẩn mực chung đạo đức nghiên cứu y sinh học Việt Nam 91 Tính tự nguyện đối tượng nghiên cứu 93 Đối tượng nghiên cứu trẻ em 95 Đối tượng nghiên cứu phụ nữ có thai thời kỳ cho bú 95 Đối tượng nghiên cứu người thiểu trí tuệ bệnh tâm thần 96 10 Đối tượng nghiên cứu mắc bệnh hiểm nghèo tình khẩn cấp 96 11 Các nhóm đối tượng dễ bị tổn thương khác 97 12 Tự nguyện tham gia nghiên cứu sức khỏe cộng đồng, y xã hội học 97 13 Khía cạnh đạo đức chọn nhóm chứng nghiên cứu 98 14 Ưu đãi đặc biệt quyền chữa trị, đền bù cho đối tượng tham gia nghiên cứu 99 15 Đảm bảo tính riêng tư đối tượng tính bí mật thông tin nghiên cứu 100 16 Thủ tục đánh giá, xem xét phê duyệt đề cương nghiên cứu khía cạnh đạo đức 100 17 Giám sát tuân thủ quy định đảm bảo đạo đức trình nghiên cứu 102 Bài Một số phép tính thống kê trình bày kết Một số phép tính thống kê mô tả 106 Một số phép tính thống kê phân tích 107 Phân tích khác hai nhiều nhóm 114 Phân tích tương quan gữa biến số 114 Sử dụng phần mềm Epi-info số phép tính thông thường 115 Các phép tính lường hiệu can thiệp 117 Trình bày số liệu 117 Bài Một số thiết kế nghiên cứu lâm sàng 120 Nghiên cứu quan sát 120 Nghiên cứu can thiệp (thử nghiệm) lâm sàng 127 Bài Thử nghiệm lâm sàng 131 Đặt vấn đề 131 Một số khái niệm 132 Những lưu ý viết đề cương nghiên cứu thử lâm sàng 138 Bài Phương pháp nghiên cứu sức khoẻ cộng đồng sách y tế 106 145 Những lĩnh vực nghiên cứu 145 Yêu cầu đề tài nghiên cứu 148 Chuẩn bị nghiên cứu 148 Hướng dẫn viết luận văn tốt nghiệp cho đề tài thuộc lĩnh vực y tế cộng đồng sách y tế 154 Bài 10 Nghiên cứu khoa học lĩnh vực y học dự phòng 158 Đặt vấn đề 158 Tiếp xúc đo lường tiếp xúc 161 Hậu đo lường hậu 165 Những thiết kế nghiên cứu dịch tễ học môi trường 168 Bài tập 175 Bài 11 Nghiên cứu động vật thực nghiệm 176 Đại cương nghiên cứu động vật thực nghiệm 176 Các loại nghiên cứu động vật thực nghiệm 177 Vấn đề đạo đức nghiên cứu động vật 178 Nguyên tắc thiết kế nghiên cứu động vật thực nghiệm 182 Xu hướng giới nghiên cứu động vật thực nghiệm 188 Tài liệu tham khảo 190 Bài ĐẠI CƯƠNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG Y HỌC MỤC TIÊU Nêu khái niệm nghiên cứu khoa học tầm quan trọng nghiên cứu khoa học y học Nêu cấu trúc đề cương, luận văn tốt nghiệp đại học y NỘI DUNG KHÁI NIỆM VÀ Ý NGHĨA CỦA NGHĨA CỦA NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NÓI CHUNG Khoa học hệ thống tri thức giới khách quan Nó bao gồm quy luật vận động giới vật chất, tự nhiên, xã hội tư Có hai hệ thống tri thức giới: hệ thống tri thức thông thường tri thức khoa học Tri thức thông thường: kinh nghiệm, hiểu biết mà người thu nhận thông qua lao động cảm nhận qua giác quan thân giới vật chất, xã hội xung quanh Tri thức thông thường không chất, chưa nhận thức quy luật vật tượng lại sử dụng, để trao đổi truyền đạt cho nhau, bổ sung hoàn thiện dần, trở thành tri thức dân gian, sử dụng sống xuất phát điểm tri thức khoa học Ví dụ: mô tả “nhân vài trường hợp…” hay tổng kết điều trị để đưa tỷ lệ thành công thất bại mà không phân tích để đưa nhận xét hay kết luận nguyên nhân thành công hay thất bại đóng góp cho tri thức thông thường Tri thức khoa học: kết hoạt động khoa học, kết trình nhận thức giới khách quan có mục đích, có kế hoạch, có phương pháp với công cụ nghiên cứu người làm khoa học thực Kiến thức khoa học sản phẩm trí tuệ người Có nhiều khái niệm nghiên cứu khoa học Trong thời kỳ phát triển ngành chuyên ngành khoa học khái niệm có khác Nhìn chung, nghiên cứu khoa học (NCKH) hoạt động nhằm làm rõ vật, tượng chất, vận động quy luật chi phối, kiểm soát cải tạo vật, tượng thông qua nghiên cứu quan sát (mô tả, phân tích) để nhận thức, giải thích chất quy luật vật tượng nghiên cứu can thiệp làm thay đổi hay kiểm soát vật tượng Nghiên cứu khoa học phân thành nhóm: + Nghiên cứu bản: chủ yếu nghiên cứu phòng thí nghiệm, có mô tả, chứng minh thực nghiệm mô hình Nghiên cứu tầm phân tử, tế bào nghiên cứu sử dụng sinh vật thí nghiệm, mô quan người chưa phải thể người Các nghiên cứu nhằm phát chất quy luật vật hay tượng sinh y học dựa mô + Nghiên cứu ứng dụng: vận dụng quy luật phát qua nghiên cứu để tìm giải pháp nguyên lý giải pháp Nghiên cứu ứng dụng thực quy mô nhỏ + Nghiên cứu triển khai: áp dụng kết nghiên cứu ứng dụng thực tế phục vụ trực tiếp cho phòng bệnh, khám chữa bệnh phục hồi chức Nghiên cứu triển khai áp dụng quy mô công nghiệp rộng rãi Ngày nay, với tiến nhanh chóng ngành khoa học, giao thoa ngành, chuyên ngành ngành, khoa học tự nhiên với khoa học xã hội mang lại thành to lớn, chí khó lường, góp phần phục vụ đời sống người Sự giao thoa đến tên gọi khoa học sống dần thay cho tên gọi trước Sự đóng khung nghiên cứu nghiên cứu ứng dụng lui dần Trong y học, y học dự phòng, y học lâm sàng, y học xã hội y học sở kết gắn với cách chặt chẽ nghiên cứu sinh Đây hội để tìm chọn cho đề tài khoa học có tính hứa hẹn có nhiều đóng góp cho việc nâng cao kiến thức, kỹ thực hành, hiệu làm việc sau kết thúc khóa học việc nhận học vị thạc sỹ hay tiến sỹ y học NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG Y HỌC Trong y học, nghiên cứu khoa học có ba cách tiếp cận với ý nghĩa khác nhau: 2.1 Nghiên cứu lâm sàng Đây phương pháp nghiên cứu kinh điển Người nghiên cứu áp dụng phương pháp cũ có cải tiến hay đưa phương pháp khám bệnh, chẩn đoán bệnh chữa bệnh Từ tìm phương pháp tốt hay tốt phát bất hợp lý, sai lầm, rủi ro chẩn đoán điều trị để tiếp tục nghiên cứu sau Thử nghiệm lâm sàng thuốc mới, thiết bị y tế để đánh giá hiệu đo lường mức độ an toàn dạng đặc biệt nghiên cứu lâm sàng kiểm soát nghiêm ngặt theo chuẩn mực GCP Tùy bệnh mục tiêu, nghiên cứu lâm sàng tiến hành sở y tế cộng đồng 2.2 Nghiên cứu thực nghiệm Nhiều trường hợp người ta nghiên cứu bệnh tật thử nghiệm lâm sàng thuốc hay thiết bị y tế trực tiếp người lý khác nhau, người ta phải nghiên cứu phòng thí nghiệm: động vật thí nghiệm (in vivo) phòng thí nghiệm không sử dụng động vật mà mô, nuôi cấy tế bào, sinh/bệnh phẩm - thường gọi ống nghiệm (in vitro) 10 − Nghiên cứu thăm dò (Exploratory experiments) Nghiên cứu thăm dò thường thực với mục đích: hình thành giả thuyết nghiên cứu Đôi chúng xếp vào loại thử nghiệm “có” “không” Thường với nghiên cứu loại này, nhiều thông số nghiên cứu đưa nhằm giúp nghiên cứu viên thiết lập giả thuyết, thiết lập mối quan hệ Các nghiên cứu viên chọn thông số nghiên cứu sau có kết Chính điều dẫn đến khó khăn việc phân tích số liệu, có nhiều thông số đưa ra, số số chúng trở thành “có ý nghĩa thống kê” có hội Vì vậy, khó đảm bảo nghiên cứu thăm dò cho kết − Nghiên cứu khẳng định (Confirmatory experiments) Nghiên cứu khẳng định thường dùng để khẳng định giả thuyết thức, thường đơn giản, rõ ràng quy định trước bắt đầu nghiên cứu Trong hầu hết trường hợp thiết kế nghiên cứu có nhóm chứng số nhóm điều trị nhằm xác định xem việc điều trị ảnh hưởng đến đáp ứng sinh học động vật nghiên cứu Các nghiên cứu khẳng định thường thiết kế chặt chẽ cho kết xác, đáng tin cậy VẤN ĐỀ ĐẠO ĐỨC TRONG NGHIÊN CỨU TRÊN ĐỘNG VẬT Như trình bày, nghiên cứu động vật thực nghiệm giữ vai trò quan trọng việc tìm hiểu chế bệnh sinh bệnh, tìm chất để phòng chữa bệnh hiệu quả, đánh giá tính an toàn chất trước thử nghiệm người Tuy nhiên, kết nghiên cứu động vật áp dụng cho người cách thành công Bởi mô hình bệnh tật người động vật khác nhau, tính nhạy cảm đáp ứng sinh học khác loài động vật, chưa kể nghiên cứu động vật thường tốn kém, lâu dài, thường gây đau đớn cho động vật Chính vậy, sử dụng động vật nghiên cứu sau có cân nhắc cuối tính cần thiết, tính khoa học giá trị mà nghiên cứu động vật mang lại Những câu hỏi cần đặt trước tiến hành nghiên cứu động vật là: Mục đích nghiên cứu gì? Khả thành công đến đâu? Động vật nên sử dụng? Thông số nghiên cứu gì? Tính thích hợp mô hình nghiên cứu sử dụng? Có mô hình thích hợp thay cho mô hình động vật không? Nguyên tắc 3R Nguyên tắc 3R lần đưa hai chuyên gia nghiên cứu động vật thực nghiệm Russell Burch năm 1959 Đây hồi chuông cảnh tỉnh 178 tiến tới việc xem xét khía cạnh đạo đức nghiên cứu động vật thực nghiệm Theo nguyên tắc 3R, nghiên cứu động vật cần phải thay (Replacement), giảm thiểu (Reduction) nhẹ nhàng (Refinement) cho đạt hiệu tốt Thay (Replacement) Thay nguyên tắc đầu tiên, đề cập đến thay đổi đề cương nghiên cứu cho không cần dùng đến mô hình động vật mà đạt kết tương tự Nội dung phương pháp thay bao gồm: − Thu thập, sử dụng xử lý thông tin có sẵn y văn − Sử dụng kỹ thuật phân tích lý, hóa học − Sử dụng mô hình toán học máy tính (bao gồm mô hình mô đích tác dụng phân tử, mô hình phân tích liên quan cấu trúc - tác dụng, mô hình dược động học mô phỏng…) − Sử dụng kỹ thuật nghiên cứu in vitro (bao gồm mô hình sinh học phân tử, tế bào) Mô hình động vật lựa chọn cuối cùng, sau cân nhắc đến kết thử nghiệm thay nêu xác định tính cần thiết thử nghiệm động vật Thử nghiệm thay có loại, gọi thay trực tiếp thay gián tiếp Thay trực tiếp, loại thay thử nghiệm in vivo (nghiên cứu động vật nguyên vẹn) thử nghiệm in vitro (nghiên cứu tế bào, phân tử, nghiên cứu ống nghiệm), chẳng hạn dùng da người để thử in vitro thay cho thử in vivo da thỏ da chuột lang; thay gián tiếp thay thử nghiệm chất gây sốt thỏ thử nghiệm phát nội độc tố vi khuẩn máu Thay thay phần thay toàn Ví dụ điển hình thay toàn định không sử dụng mô hình động vật nữa, thông tin mà mô hình đem lại không giúp điều chỉnh nghiên cứu tiếp theo, ví dụ: thay mô hình in vivo (thử chất gây sốt thỏ) sang mô hình in vitro (thử nghiệm phát nội độc tố vi khuẩn máu) Thay phần tránh dùng mô hình in vivo giai đoạn nghiên cứu, thường gặp nghiên cứu liên quan đến phát triển thuốc mới, mô hình toán học máy tính phát triển, với kỹ thuật sinh học phân tử giúp giảm thiểu bước nghiên cứu, giảm số lượng động vật thời gian nghiên cứu Giảm thiểu (Reduction) Giảm số lượng động vật chiến lược hướng tới việc sử dụng động vật nghiên cứu hơn, tạo lượng thông tin tương đương; tối đa hóa lượng thông tin cần đạt đối tượng động vật nghiên cứu Để làm điều này, có số chiến lược sau: 179 Thông báo rộng rãi thí nghiệm động vật cho toàn thể nghiên cứu viên phòng thí nghiệm biết, nhằm tận dụng tối đa số nghiên cứu Chẳng hạn, nhà nghiên cứu muốn thực nghiên cứu liên quan đến tưới máu gan nhà nghiên cứu khác dùng thận, não, huyết thanh, quan khác động vật với mục đích khoa học khác Thiết kế thí nghiệm phân tích số liệu cách phù hợp, có tính đến nguyên tắc thống kê nhằm làm tăng độ xác số liệu, đồng thời cho phép sử dụng động vật Sử dụng loài chủng động vật cách hợp lý cho mức đáp ứng sinh học tác nhân nghiên cứu cao nhất, nhằm tăng khả phát tín hiệu, tăng “độ mạnh” nghiên cứu, qua giảm số lượng động vật, tiết kiệm thời gian nghiên cứu Chiến lược nghiên cứu tổng thể góp phần vào việc làm giảm số lượng động vật nghiên cứu Một nghiên cứu thử nghiệm nhỏ (nghiên cứu pilot) với số động vật cho biết tính khả thi nghiên cứu lớn Trong số trường hợp, dùng thử nghiệm in vitro (thử nghiệm thay thế) để đạt số liệu ban đầu nhằm gợi ý tính hợp lý giả thuyết nghiên cứu, cách mà nghiên cứu cần tiến hành sửa đổi nhằm sử dụng động vật hơn, với thời gian nghiên cứu ngắn và/hoặc thủ thuật xâm lấn Cần nhớ thử nghiệm liên quan đến động vật nghiên cứu không nên nhắc lại không cần thiết Nhẹ nhàng (Refinement) Khái niệm “refinement” đề cập đến thay đổi diễn giai đoạn nghiên cứu kể từ động vật sinh chết nhằm giảm thiểu đau đớn tổn thương cho động vật Cần phải nhận thức việc động vật thỏa mãn thể chất tinh thần ý nghĩa đạo đức mà có ý nghĩa khoa học, đau đớn căng thẳng gây cho động vật ảnh hưởng đến đáp ứng sinh học động vật, từ ảnh hưởng đến kết nghiên cứu Vì vậy, tiến hành nghiên cứu, cần phải đảm bảo động vật nuôi điều kiện tốt Việc làm phong phú môi trường nuôi động vật không thiết phải tốn kém: cuộn giấy vệ sinh, hộp bìa catton, hay ống nhựa polyvinyl chlorid (PVC) chỗ lý tưởng để chuột ẩn nấp; cuộn rơm hay lốp cao su dùng cho thỏ để tạo môi trường tương tác với loài động vật khác Chó chơi trò chơi, tạo bậc thang chuồng nuôi để nghỉ ngơi chỗ sẽ, khô thoáng,… 180 Bảng Yêu cầu phòng thí nghiệm chăn nuôi động vật [30] Chuột nhắt Chuột cống Chuột Hamster Chuột lang Thỏ Nhiệt độ ( C) o 20-24 20-24 20-24 20-24 15-21 Độ ẩm (%) 50-60 60 50-60 50 50-60 Độ thông khí (Số lần trao đổi khí/giờ) 15 10/15 10-15 10-15 5-15 Chu kỳ sáng/tối (giờ) 14/10 12-14/12-10 12-14/12-10 14/10 12/12 Điều kiện nuôi Việc lựa chọn loài động vật nghiên cứu cần phải thích hợp với khái niệm “refinement” Một số loài động vật nhạy cảm với đau dùng thật cần thiết Một số loài động vật có yêu cầu phức tạp điều kiện nuôi chăm sóc không dùng chuồng nuôi thích hợp Hơn nữa, nhiều ý kiến cho việc sử dụng động vật nuôi nhốt mang lại lợi ích tốt môi trường, đạo đức khoa học so với động vật bị bắt tự nhiên Một điều quan trọng đội ngũ nhân viên phòng thí nghiệm động vật cần phải đào tạo để có lực khả xử lý vấn đề loài động vật nghiên cứu, họ cần có thái độ đắn động vật Thuốc gây mê thuốc giảm đau cần phải dùng lúc cần Thể tích tiêm kích thước kim tiêm phải nhỏ đến mức Các thông số theo dõi đo lường nghiên cứu nên gây xâm lấn tổn thương cho động vật, nên tiến hành nhanh tốt để giảm thiểu mức độ căng thẳng lẫn thời gian nghiên cứu Trong số trường hợp, sử dụng phương pháp không xâm lấn để đánh giá thông số nghiên cứu, chụp cộng hưởng từ chất lượng cao (high-quality magnetic resonance images), hay quang phổ cộng hưởng từ (MRS - magnetic resonance spectroscopy) Chụp cộng hưởng từ chất lượng cao cung cấp thông tin nước chất điện giải, lắng đọng mỡ, tình trạng phù mô Quang phổ cộng hưởng từ dùng cho loạt phép đo lường không xâm lấn đo nồng độ chất ngoại sinh, nội sinh, chất chuyển hóa tế bào mô, đo mức pH khác ty thể bào tương (mitochondrial and cytosolic) Những tiến quang phổ cộng hưởng từ việc khám phá cấu trúc hóa học phức tạp hơn, tương tác receptor tín hiệu màng tế bào ứng dụng tiềm tương lai Kết thúc thí nghiệm, phần lớn động vật bị giết Cần đảm bảo động vật chết tình trạng “không đau đớn” Đó lý thuốc giảm đau thuốc gây mê thuốc dùng thường xuyên phòng nghiên cứu động vật thực nghiệm Liều số thuốc gây mê giảm đau dùng cho động vật trình bày bảng bảng 181 Bảng Liều dùng số thuốc mê động vật thí nghiệm [30] Thuốc Chuột nhắt Chuột cống Chuột Hamster Chuột lang Thỏ Propofol 26 mg/kg IV 10 mg/kg IV - - 10 mg/kg IV Ketamin 100 mg/kg IP 90 mg/kg IP 200 mg/kg IP 40 mg/kg IP 35 mg/kg IM Xylazin 10 mg/kg IP 10 mg/kg IP 10 mg/kg IP 10 mg/kg IP 10 mg/kg IM Pentobar biton 40-60 mg/kg IP 40-55 mg/kg IP 50 mg/kg IP 37 mg/kg IP 45 mg/kg IV Bộ thuốc mê Thuốc mê hô hấp Ether Halothan Methoxyfluran Nồng độ gây cảm ứng mê Nồng độ trì 15-20% 5% 4-5% 1-2% 4% 0,5-1% Ghi chú: IV- Tiêm tĩnh mạch; IM- Tiêm bắp; IP- Tiêm phúc mạc Bảng Liều dùng số thuốc giảm đau động vật thí nghiệm [30] Thuốc Chuột nhắt Chuột cống Chuột lang Rabbit Aspirin Uống 120 mg/kg Uống 100 mg/kg Uống 85 mg/kg Uống 100 mg/kg Paracetamol Uống 300 mg/kg Uống 100-300 mg/kg - - Tiêm da 2,5 mg/kg 2-4 Tiêm da 2,5 mg/kg 2-4 Tiêm da tiêm bắp 2,5 mg/kg 2-4 Tiêm da tiêm bắp 2,5 mg/kg 2-4 Morphin NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ NGHIÊN CỨU TRÊN ĐỘNG VẬT THỰC NGHIỆM Thiết kế nghiên cứu khâu quan trọng trình nghiên cứu Để có thiết kế nghiên cứu tốt, cần xác định rõ câu hỏi nghiên cứu, mục tiêu nghiên cứu, cân nhắc đến tất khía cạnh nghiên cứu thay thế, biến số nghiên cứu, phương pháp thống kê xử lý số liệu thống kê phải lên kế hoạch từ trước bước vào nghiên cứu Về nguyên tắc, nghiên cứu thiết kế tốt cần tránh sai số hệ thống phải đủ mạnh để phát đáp ứng sinh học quan trọng 182 4.1 Loại trừ sai số hệ thống (Bias) Loại bỏ sai số hệ thống loại bỏ yếu tố môi trường ngoại lai gây ảnh hưởng, làm sai lệch kết nghiên cứu Để loại bỏ sai số hệ thống, cần xác định đơn vị thực nghiệm, chia nhóm ngẫu nhiên làm mù cần thiết a Đơn vị thực nghiệm (experimental unit) Đơn vị thực nghiệm phận nhỏ nghiên cứu thực nghiệm, mà qua cho phép đơn vị thực nghiệm nhận hai phương pháp điều trị khác Đơn vị thực nghiệm đơn vị để chia nhóm ngẫu nhiên để phân tích thống kê so sánh nhóm Đơn vị thực nghiệm động vật riêng lẻ, nhóm động vật mà qua ta thu thập số liệu (Perrett, 2012) Ví dụ: nghiên cứu khảo sát xem việc nuôi chuột cống chuột nhắt phòng nuôi có hay ảnh hưởng tới khả sinh sản chuột nhắt, đơn vị thực nghiệm “phòng nuôi” Thiết kế thí nghiệm bao gồm phòng nuôi chuột, nhận phương pháp can thiệp khác nhau: phòng vừa nuôi chuột nhắt, vừa nuôi chuột cống, phòng nuôi chuột nhắt, không nuôi chuột cống Chuột nhắt nuôi phòng điều kiện nhiệt độ, độ ẩm, độ thông khí, chế độ chiếu sáng, chế độ ăn, uống Sau khoảng thời gian (chẳng hạn tháng), thông số sinh sản chuột nhắt ghi lại so sánh đơn vị thực nghiệm với Thông thường nghiên cứu thực nghiệm, số động vật nuôi chuồng, với chế độ thức ăn nước uống Trong trường hợp này, đơn vị thực nghiệm chuồng nuôi động vật thực nghiệm (chứ cá thể động vật riêng lẻ) Chẳng hạn thiết kế nghiên cứu có chuồng nuôi chuột với chuồng chuột “N” (số đối tượng thực nghiệm) 4, Tuy nhiên, động vật nuôi chuồng nuôi riêng lẻ, điều trị riêng lẻ đơn vị thực nghiệm cá thể động vật Trong số trường hợp, thực thí nghiệm chuồng nuôi, với chuồng có cá thể nhận điều trị khác cách ngẫu nhiên Trường hợp gọi thiết kế ngẫu nhiên theo khối (a randomised block design), trình bày phần Một tình dễ bị nhầm lẫn đơn vị thực nghiệm nghiên cứu khả gây quái thai chất thử cho động vật mang thai dùng thuốc (hoặc giả dược), thông số đo lường quan sát động vật Trong trường hợp này, động vật mẹ (chứ con) đơn vị thực nghiệm, mẹ nhận điều trị khác Việc xác định không đơn vị thực nghiệm hiếm, điều làm hiệu lực thực nghiệm Chẳng hạn, nghiên cứu có chuồng nuôi động vật, chuồng nuôi tất động vật nhóm chứng chuồng lại nuôi tất động vật nhóm thử với số chất thử khác nhau, kết cho 183 thấy có khác giá trị trung bình số thông số nghiên cứu, điều ảnh hưởng điều trị, tác động môi trường không giống chuồng động vật Trong trường hợp này, sai số hệ thống lớn Và điều ảnh hưởng đến phân tích kết nghiên cứu, ảnh hưởng điều trị bị nhiễu lẫn với ảnh hưởng môi trường b Chia nhóm ngẫu nhiên (Randomization) Sau xác định đơn vị thực nghiệm, cần tiếp tục phân chia cách ngẫu nhiên cho hội nhận điều trị đơn vị thực nghiệm Điều quan trọng, trình thực nghiên cứu, nhiều yếu tố (biết không biết, chủ quan khách quan) ảnh hưởng đến kết can thiệp dẫn đến sai số Có nhiều cách để chia nhóm ngẫu nhiên, chẳng hạn sử dụng phần mềm thống kê sinh học, số bảng phân bố ngẫu nhiên giáo trình xác suất, đơn giản bìa có ghi số, xáo trộn chọn cách ngẫu nhiên Chẳng hạn, thử nghiệm thiết kế để so sánh nhóm điều trị với động vật cho nhóm Để phân chia ngẫu nhiên, ta làm sau: viết vào bìa số (4 số), số (4 số) số (4 số), sau số xáo trộn chia ngẫu nhiên cho động vật nhận số khác nhau, có nghĩa động vật nhận điều trị khác cách ngẫu nhiên Ở giai đoạn này, cỡ mẫu xác định, chi tiết xác định cỡ mẫu trình bày mục 4.2 Có cách chia nhóm ngẫu nhiên chia nhóm ngẫu nhiên hoàn toàn chia nhóm ngẫu nhiên theo khối: − Chia nhóm ngẫu nhiên hoàn toàn (Completely randomized designs): chia ngẫu nhiên hoàn toàn, tất động vật (hoặc đơn vị thực nghiệm) chia cách ngẫu nhiên vào nhóm can thiệp khác Việc chia ngẫu nhiên hoàn toàn thường đơn giản, dễ làm thích hợp với trường hợp số lượng động vật không nhóm Tuy nhiên, việc chia nhóm ngẫu nhiên đơn giản không loại trừ sai khác liên quan đến yếu tố kiểm soát qua trình thời gian, chẳng hạn sai khác ảnh hưởng yếu tố môi trường mang lại − Chia nhóm ngẫu nhiên theo khối (Randomized complete block designs): Chia nhóm ngẫu nhiên theo khối loại thiết kế nghiên cứu hay gặp nông nghiệp, gần ứng dụng rộng rãi cho nghiên cứu động vật Trong thiết kế ngẫu nhiên theo khối, nghiên cứu lớn chia thành khối nghiên cứu nhỏ hơn, mà đơn vị thực nghiệm nhận hội can thiệp Lý tưởng khối thí nghiệm nhận động vật (hoặc đơn vị thực nghiệm) cho can thiệp điều trị Các khối lặp lặp lại thí nghiệm tích đủ cỡ mẫu theo yêu cầu Việc chia nhóm ngẫu nhiên theo khối có ưu điểm khắc phục khác môi trường ảnh hưởng đến kết điều trị, tiến hành số lượng động vật vừa phải khối Sự khác khối thí nghiệm sau loại trừ phân tích thống kê 2-Way Anova, tương tác 184 c) Làm mù (Blinding) Để tránh sai số hệ thống, thử nghiệm cần làm “mù” có thể, đặc biệt có yếu tố chủ quan ảnh hưởng đến nhận định kết nghiên cứu Sau chia ngẫu nhiên động vật (hoặc đơn vị thực nghiệm) vào nhóm nghiên cứu động vật, mẫu thử, phương pháp can thiệp số liệu thống kê cần phải mã hóa nhận định kết Các nghiên cứu viên không nên biết thông tin mã hóa suốt thời gian diễn thí nghiệm để tránh nhận định chủ quan làm sai lệch kết nghiên cứu Chẳng hạn, nghiên cứu ảnh hưởng số thành phần chế độ ăn tới thể trạng chung chuột, chế độ ăn khác mã hóa số và/hoặc màu sắc khác nhau, chuồng nuôi chuột mã hóa với bảng mã để đảm bảo chuột chuồng nhận chế độ ăn theo đề cương nghiên cứu Chuột mã hóa cách ngẫu nhiên để không phân biệt nhóm thử nhóm chứng Tiêu giải phẫu mô học cần làm mù để không ảnh hưởng đến việc đọc kết nghiên cứu viên 4.2 Xác định cỡ mẫu nghiên cứu động vật thí nghiệm Cỡ mẫu cần phải tính toán trước bắt đầu nghiên cứu Cỡ mẫu cần phải đủ lớn cho phát khác biệt mong muốn nhóm nghiên cứu, cỡ mẫu lớn làm thời gian tốn Cỡ mẫu nhỏ không không cho kết có ý nghĩa thống kê mà làm giảm độ mạnh nghiên cứu: Để xác định cỡ mẫu nghiên cứu, cần lưu ý đến vấn đề sau: − Độ mạnh thống kê − Mức ý nghĩa thống kê − Hệ số ảnh hưởng a Độ mạnh thống kê (Power) Một nghiên cứu thực nghiệm thiết kế tốt cần có độ mạnh thống kê cao, có nghĩa có hội để xuất đáp ứng cao Trong nghiên cứu thực nghiệm, độ mạnh thống kê thường lựa chọn mức 80 đến 95% Tuy nhiên, số nghiên cứu vaccin chống độc tố, độ mạnh cần đạt phải 99% để phát độc tố mức xác suất thấp Độ mạnh thống kê tỷ lệ nghịch với β (hay xác suất mắc phải sai lầm loại II) Nói cách ngắn gọn, độ mạnh thống kê 1-β Để có độ mạnh thống kê cao, cần kiểm soát tốt yếu tố nhiễu (noise), sử dụng đối tượng nhạy cảm với phương pháp nghiên cứu, dùng liều cao để đạt tín hiệu (signal) tốt, qua làm tăng tỷ lệ “tín hiệu”/“nhiễu” Một cỡ mẫu lớn làm tăng độ mạnh thống kê nghiên cứu thực nghiệm, nói, cỡ mẫu lớn làm thời gian tốn kém, nên tránh 185 b Mức ý nghĩa thống kê (Significance Level) Mức ý nghĩa thống kê (α) mức xác suất đạt kết dương tính giả (còn gọi sai lầm loại I) Mức xác suất thống kê nghiên cứu thực nghiệm thường cho phép nhận giá trị 5%, giá trị nhỏ thiết lập c Hệ số ảnh hưởng (Effect Size) Hệ số ảnh hưởng hiểu khác giá trị trung bình (đối với biến số liên tục) tỷ lệ (với biến số phân hạng) nhóm nghiên cứu mà nhà nghiên cứu muốn phát tiến hành thực nghiệm Chẳng hạn, nhà nghiên cứu muốn tìm khác trọng lượng thể chuột trung bình nhóm thử nhóm chứng, mức khác cân nặng mà nhà nghiên cứu muốn tìm gọi hệ số ảnh hưởng Công thức tính hệ số ảnh hưởng là: ES = x1 − x s0 Trong đó: • x1 trung bình nhóm can thiệp; • x số trung bình nhóm đối chứng; • s độ lệch chuẩn nhóm đối chứng Cần lưu ý hệ số ảnh hưởng đơn vị, độ lệch chuẩn trị số trung bình có đơn vị nhau, vậy, dùng hệ số ảnh hưởng để so sánh nghiên cứu khác nhau, loại thông số khác d Tính cỡ mẫu Thông thường nghiên cứu thực nghiệm, độ mạnh nghiên cứu mức ý nghĩa thống kê gần định, hệ số ảnh hưởng có vai trò quan trọng việc xác định cỡ mẫu Tùy vào việc nhà nghiên cứu muốn dò khác biệt lớn đến mức số nghiên cứu nhóm mà xác định cỡ mẫu cho phù hợp Để xác định hệ số ảnh hưởng, dựa vào nghiên cứu trước đây, nghiên cứu thử Nếu nhà nghiên cứu quan tâm đến nhiều thông số cỡ mẫu tính toán dựa thông số quan trọng Nếu tất thông số quan trọng dùng để tính toán cỡ mẫu lớn chọn Có loại nghiên cứu động vật thực nghiệm nghiên cứu thử (nghiên cứu pilot), nghiên cứu thăm dò, nghiên cứu khẳng định Sau hướng dẫn tính cỡ mẫu theo loại nghiên cứu: − Đối với nghiên cứu pilot nghiên cứu thăm dò: 186 Nghiên cứu thử (pilot) thực để đánh giá độ xác phép đo lường dự kiến sử dụng nghiên cứu kiểm tra tính logich thí nghiệm đề xuất Cỡ mẫu nghiên cứu thử thường dựa kinh nghiệm nhà nghiên cứu tự dự đoán số liệu cho trước Nghiên cứu thử hữu ích cho việc tính toán cỡ mẫu nghiên cứu chính, tính độ lệch chuẩn hệ số ảnh hưởng effect size Nghiên cứu thăm dò thường thực để tạo giả thuyết Mục đích nghiên cứu thăm dò để xem xu hướng biểu đáp ứng Cỡ mẫu nghiên cứu thăm dò thường tính toán dựa sở đoán từ nghiên cứu trước Không cần thiết phải sử dụng thử nghiệm có ý nghĩa Số liệu thống kê thu từ nghiên cứu hữu ích cho việc tính toán cỡ mẫu nghiên cứu − Đối với nghiên cứu khẳng định giả thuyết: Tùy vào loại biến số mà có cách tính cỡ mẫu khác + Tính cỡ mẫu cho biến phân hạng: Biến phân hạng, ví dụ: nam/nữ, nhóm máu, mức thương tổn,… Giá trị biểu biến phân hạng tỷ lệ Mục đích nghiên cứu khẳng định giả thuyết biến phân hạng tìm khác biệt tỷ lệ nhóm nghiên cứu Công thức tính cỡ mẫu cho biến phân hạng là: n=C pc qc + p e q e + +2 d d2 Trong đó: n: cỡ mẫu cho nhóm nghiên cứu; pc: tỷ lệ biến cố nhóm chứng; qc = 1– pc; pe: tỷ lệ biến cố nhóm điều trị; qe = 1– pe; d: hệ số ảnh hưởng; C: số, tính toán từ α 1- β biết, dựa vào bảng sau: α α = 0,05 α = 0,01 - β = 80 7,85 11,68 - β = 90 10,51 14,88 1-β + Tính cỡ mẫu cho biến liên tục: 187 Nghiên cứu so sánh không cặp đôi Trong nghiên cứu so sánh không cặp đôi, giá trị trung bình biến tính toán so sánh với Các giá trị cần thiết để tính cỡ mẫu cho loại nghiên cứu là: Độ lệch chuẩn (SD): tính toán dựa vào nghiên cứu trước đây, nghiên cứu thử; Độ mạnh nghiên cứu (1- β): thường nhận giá trị cố định > 80%; Mức ý nghĩa thống kê (α): thường nhận giá trị cố định 5% (p