PHƯƠNG PHÁP CHỌN MẪU VÀ TÍNH TOÁN CỠ MẪU TRONG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SỨC KHỎE

Tr M ng l PH ng i h c Y t công c ng i Nghiên c u Khoa h c S c kh e Vi t Nam NG PHÁP CH N M U VÀ TÍNH TỐN C M U TRONG NGHIÊN C U KHOA H C S C KH E Ch biên: GS.TS Hoàng V n Minh, Tr GS.TS L u Ng c Ho t, Tr ng ng i h c Y t công c ng i h c Y Hà N i Hà N i- Tháng n m 2020 TÁC GI CU N TÀI LI U (THEO TH PGS.TS Th Minh An, Tr PGS.TS Nguy n Thùy D ng ABC) i h c Y Hà N i ng, Vi n V sinh D ch t Trung PGS.TS Kim B o Giang, Tr ng GS.TS L u Ng c Ho t, Tr PGS.TS Ph m Minh Khuê, Tr BS Kh T ng Qu nh Long, Tr ng ng ng ng i h c Y Hà N i i h c Y Hà N i ih cYd c H i Phịng i h c Y t cơng c ng ThS Tr n Hùng Minh, Trung tâm Sáng ki n S c kh e Dân s GS.TS Hoàng V n Minh, Tr PGS.TS Võ V n Th ng, Tr BS Ong Phúc Th nh, M ng l ng Qu nh Long, Tr BS Ong Phúc Th nh, M ng l ng i h c Y t công c ng ih cYd c Hu i Nghiên c u Khoa h c S c kh e Vi t Nam TÁC GI PH N M M TÍNH C BS Kh ng M U HSS 1.0 (http://comau.tk) ng i h c Y t công c ng i Nghiên c u Khoa h c S c kh e Vi t Nam GS.TS Hoàng V n Minh, Tr ng i h c Y t công c ng M CL C CH NG I: M T S KHÁI NI M C B N 1 Qu n th m u nghiên c u Ch n m u tính tốn c m u Ph ng pháp th ng kê cl ng kho ng tin c y Ki m đ nh gi thuy t Sai l m ki m đ nh gi thuy t M c ý ngh a th ng kê L c th ng kê M c khác bi t m c khác bi t có ý ngh a th c t 10 Ki m đ nh phía phía CH NG II: CH N M U NGHIÊN C U 10 Nguyên t c chung 10 Ch n m u xác su t 11 2.1 Ch n m u ng u nhiên đ n (simple random sampling) 11 2.2 Ch n m u h th ng (systematic sampling) 12 2.3 Ch n m u ng u nhiên phân t ng (stratified random sampling) 14 2.4 Ch n m u chùm (cluster sampling) 16 2.5 Ch n m u nhi u giai đo n (multistage sampling) 18 Ch n m u không xác su t 19 3.1 Ch n m u thu n ti n (convenience or accidental sampling) 19 3.2 Ch n m u ch tiêu (quota sampling) 19 3.3 Ch n m u có m c đích (purposive sampling) 19 3.4 Các ng d ng c a k thu t ch n m u không xác su t 19 3.5 S k t h p gi a ch n m u xác su t không xác su t 20 Ch n m u th nghi m lâm sàng ho c th c nghi m 20 o đ c vi c ch n m u nghiên c u 21 CH NG III: TÍNH TỐN C M U NGHIÊN C U 22 Tính toán c m u cho nghiên c u s d ng th ng kê suy lu n d a cl ng kho ng 22 1.1.Nghiên c u g m m u, xác đ nh m t trung bình 23 1.2.Nghiên c u g m m u, xác đ nh m t t l 26 1.3.Nghiên c u g m m u đ c l p, xác đ nh s khác bi t gi a s trung bình 29 1.4.Nghiên c u g m m u ghép c p, xác đ nh s khác bi t gi a s trung bình 31 1.5.Nghiên c u g m m u đ c l p, xác đ nh s khác bi t gi u t l 32 Tính tốn c m u cho nghiên c u s d ng th ng kê suy lu n d a ki m đ nh gi thuy t 33 2.1.Nghiên c u g m m u, ki m đ nh m t trung bình 35 2.2.Nghiên c u g m m u, ki m đ nh m t t l 37 2.3.Nghiên c u g m m u đ c l p, ki m đ nh s trung bình 38 2.4.Nghiên c u g m m u ghép c p, ki m đ nh s trung bình 40 2.5.Nghiên c u g m m u đ c l p, ki m đ nh t l 42 2.6.Nghiên c u g m m u ghép c p, ki m đ nh t l (McNemar) 44 2.7.Nghiên c u b nh ch ng, ki m đ nh OR 46 2.8.Nghiên c u thu n t p, ki m đ nh RR 48 2.9.Nghiên c u s ng (survival analysis study) 50 Nghiên c u nghi m pháp ch n đoán 52 Nghiên c u t ng đ ng (Equivalence trial) 55 Nghiên c u không h n (Non-inferiority trial) 59 Nghiên c u th nghi m lâm sàng theo c m (Cluster randomized design) 62 C m u cho mơ hình h i quy 64 M t s hi u ch nh 64 8.1.Hi u ch nh đ i v i qu n th h u h n 64 8.2.Hi u ch nh theo h s thi t k (Design effect) 65 8.3.Hi u ch nh t l không tr l i, b cu c 66 8.4.Hi u ch nh c m u nhóm khơng b ng 67 PH L C: CH N M U CHO QU N TH KHÓ TI P C N 69 Gi i thi u 69 Ch n m u RDS 70 Ch n m u TLS 77 TÀI LI U THAM KH O 81 Ch ng I: M T S KHÁI NI M C GS.TS Hoàng V n Minh, BS Kh B N ng Qu nh Long Qu n th m u nghiên c u Trong m i nghiên c u, qu n th nghiên c u (Population) bao g m toàn b cá th quan tâm M u nghiên c u (Sample) bao g m cá th đ c nghiên c u Do u ki n ngu n l c có h n, đ i v i m i nghiên c u, th không th ti n hành nghiên c u toàn b qu n th mà th ng ng ch ti n hành m t m u Ch n m u tính tốn c m u Ch n m u (Sampling) trình ch n cá th đ i di n cho qu n th đ đ a vào nghiên c u đ m b o tính đ i di n, c n áp d ng k thu t ch n m u xác su t (Probabilistic Sampling), hay g i ch n m u ng u nhiên (Random samling) Tính tốn c m u (Sample size determination) vi c tính tốn s l cá th đ c đ a vào m u nghiên c u cho có th ngo i suy t đ c m c a m u đ c m t Ph ng ng ng c a qu n th (Statistical inference) ng pháp th ng kê Sau ti n hành nghiên c u m u, th ng th c hi n lo i phân tích th ng kê, bao g m:  Th ng kê mơ t (Descriptive statistics) hay cịn g i th ng kê u tra (Enumerative statistics): Là vi c mô t đ c m c a m u nghiên c u (các phân tích d a cá th có m u);  Th ng kê suy lu n (Inference statistics) hay cịn g i th ng kê phân tích (Analytical statistics): Là vi c ngo i suy đ c m c a m u nghiên c u thành đ c m c a qu n th nghiên c u Ph n l n nghiên c u đ u có s d ng th ng kê suy lu n/phân tích (th c ch t ti n hành ngo i suy) Có hai lo i hình th ng kê suy lu n th  cl ng đ c áp d ng, bao g m: ng kho ng tin c y (Confidence interval): D a m t giá tr tìm t nghiên c u đ cl ng m t kho ng giá tr qu n th (v i m t m c tin c y nh t đ nh)  Ki m đ nh gi thuy t (Hypothesis testing): Ki m đ nh li u s khác bi t, m i liên quan tìm m u nghiên c u có x y qu n th nghiên c u hay không? Qu n th cl ng kho ng tin c y Ki m đ nh gi thuy t Mô t đ c m c a m u (Th ng kê mô t =Th ng kê u tra) Hình 1: M t s khái ni m c b n cl ng kho ng tin c y cl ng kho ng tin c y (Confidence interval) vi c tính tốn kho ng giá tr c a tham s qu n th (trong kho ng t X đ n Y) v i m t m c tin c y cho tr (các nghiên c u khoa h c s c kh e th Kho ng tin c y c a bi n đ nh l  C m u l n (n 95% CI = c ng dùng m c tin c y 95%) ng đ c tính theo cơng th c: : Tính theo phân b z Z  Trong đó: X giá tr trung bình, Z = 1,96,  đ l ch chu n, n c m u  C m u nh (n < 30: Tính theo phân b t 95%CI = tđ t  c tính tùy thu c vào b c t (n-1) (Xem b ng giá tr c a t) Kho ng tin c y c a bi n đ nh tính đ  Khi t l c tính theo cơng th c: ≤95 s d ng ph ng pháp x p x chu n (Normal Approximation): 95%CI= Trong đó: p t l m c, Z=1,96, n c m u  Khi t l 95 áp d ng ph ng pháp Clopper–Pearson (hay g i Exact methods) d a xác su t tích l y c a phân b nh phân (Cumulative Probabilities of the Binomial Distribution) đ hi u ch nh Hi n nay, ph ng pháp Clopper–Pearson (Exact methods) đ c áp d ng r t r ng rãi Gi s , kho ng tin c y 95% c a t l hi n m c t ng huy t áp n m kho ng 10-20% có ngh a n u ti n hành nghiên c u 100 l n it nh t có 95 l n giá tr kho ng tin c y tính tốn đ c (10-20%) s ch a giá tr th c c a qu n th C m u nghiên c u l n kho ng tin c y h p, đ ng ngh a v i tính xác (precision) c a nghiên c u cao, hay sai s ng u nhiên (random errors) nh Ki m đ nh gi thuy t Gi thuy t Gi thuy t (Hypothesis) đ v ng nh ng ch a đ c hi u đ n gi n nh ng u k c ch ng minh b t bi n (khác v i lý thuy t - Theory) Trong nghiên c u khoa h c, có lo i gi thuy t đ  Gi thuy t Ho (Null hypothesis): Th c đ a ra: ng đ c p đ n “khơng có s khác bi t” gi a nhóm v giá tr bi n s nghiên c u  Gi thuy t Ha (Alternative hypothesis): Do nhà nghiên c u đ a ra, th ng đ c p đ n “có s khác bi t” gi a nhóm v giá tr bi n s nghiên c u Ki m đ nh gi thuy t Ki m đ nh gi thuy t (Hypothesis testing) vi c so sánh k t qu c a nghiên c u v i gi thuy t Ho Ki m đ nh gi i thuy t đ c th c hi n d a ki m đ nh th ng kê (Test statistics) Sau đ t gi thuy t Ho Ha, c n ch ng minh Ho hay Ha Theo lý thuy t c a ki m đ nh gi thuy t th ng kê, r t khó ho c khơng th tr c ti p ch ng minh m t gi thuy t mà ch có th ch ng minh sai (bác b ), theo n u có đ b ng ch ng cho th y Ho sai bác b gi thuy t Ho ch p nh p HA, ng c l i n u không đ b ng ch ng đ bác b Ho ch p nh n r ng Ho Vi c quy t đ nh bác b hay ch p nh n Ho th ng đ c th c hi n thông qua ch s P (P-value), ch s P m t xác su t có u ki n mang ý ngh a xác su t quan sát đ c d li u nh ng tr ng h p hi m h n n u gi thuy t Ho – P(D|Ho) Theo n u ch s P nh cho th y b ng ch ng đ bác b gi thuy t Ho, ch s P nh h n m c ý ngh a th ng kê ( ), th ng đ c ch n 0,05 (5%), có th k t lu n có b ng ch ng bác b Ho ch p nh n HA (s khác bi t có ý ngh a th ng kê), ng c l i P l n h n , k t lu n không đ b ng ch ng bác b Ho ch p nh n Ho *Ki m đ nh th ng kê Ki m đ nh th ng kê (Test statistics) giá tr đ c tính tốn chu n hóa q trình th c hi n ki m đ nh gi thuy t Ki m đ nh th ng kê b ng có ngh a k t qu nghiên c u nh u đ c p gi i thuy t Ho Giá tr t đ i c a ki m đ nh th ng kê l n có ngh a s khác bi t gi a k t qu nghiên c u Ho l n B n thân giá tr c a ki m đ nh th ng kê có ý ngh a đ i v i ki m đ nh gi thuy t mà ta c n so sánh nói v i phân b c a v i gi đ nh r ng nghiên c u đ c l p l i nhi u l n Ho đ tính đ c xác su t x y ki m đ nh th ng kê n u Ho N u xác su t (probability) x y ki m đ nh th ng kê n u Ho nh (th ng ch n nh h n 5% hay 0,05), k t lu n k t qu nghiên c u c a khác v i Ho Nói cách khác có th bác b Ho ch p nh n Ha Sai l m ki m đ nh gi thuy t Th ng kê khoa h c d a vào ngun lý xác su t, khơng có m t k t lu n hoàn toàn hay hoàn toàn sai, k t lu n đ u đ m t s gi đ nh ho c sai s quy c (ch p nh n đ c di n gi i c) Khi k t lu n ch p nh n hay bác b Ho, đ u có th g p ph i nh ng sai s ti m tàng, sai s đ b ng d c ch p nh n m t kho ng quy c Các tình hu ng x y nh i B ng 1: Các tình hu ng x y ki m đ nh gi thuy t Th c t Ho Ho sai K t qu nghiên c u (Khơng có s khác bi t) (Có s khác bi t) Ch p nh n Ho Bác b Ho úng (1- ) Sai l m lo i ( ) úng (1- ) Sai l m lo i ( ) Nh v y, có th x y lo i sai l m:  Sai l m lo i (hay ) lo i bác b gi thuy t Ho gi thuy t Sai l m lo i cịn có th hi u “d ng tính gi ”, t ng t nh vi c k t lu n r ng b nh nhân b b nh nh ng th c t h không b b nh Trong ki m đ nh gi thuy t, sai l m lo i th ng đ c ch n m c 5%  Sai l m lo i (hay ) ch p nh n gi thuy t Ho gi thuy t sai Sai l m lo i cịn có th hi u “âm tính gi ”, t ng t nh vi c k t lu n b nh nhân không b b nh nh ng th c t h b b nh Trong ki m đ nh gi thuy t, sai l m lo i th ng đ c ch n m c