BÀI 4 PHƯƠNG PHÁP THỐNG KÊ Y SINH HỌC

KHÁI NIỆM BIẾN SỐ?

• Định nghĩa: Biến số là một đặc tính của người, vật, sự việc, hiện tượng có thể nhận các giá trị khác nhau.

• Biến số nghiên cứu: Là những biến số được người nghiên cứu lựa chọn để quan sát, đo lường trong quá trình nghiên cứu.

• Thành phần cấu thành:

  • Có thể là tiêu thức của đối tượng nghiên cứu.

  • Có thể là các yếu tố bên ngoài như môi trường tự nhiên, xã hội ảnh hưởng đến đối tượng nghiên cứu.

• Tính chất:

  • Giá trị của biến số thường khác nhau giữa các cá thể trong cùng một quần thể, hoặc giữa các lần quan sát.

  • Việc quan sát, đo lường các biến số này giúp người nghiên cứu thu thập được các số liệu để phân tích và báo cáo.

• Đối lập với biến số:

  • Là các hằng số.

  • Các hằng số không thay đổi trong mọi điều kiện. (Ví dụ cụ thể trong tài liệu: vận tốc ánh sáng là 1 hằng số).

PHÂN LOẠI BIẾN SỐ?

Biến số được chia thành 2 nhóm chính:

• 2.1. Các biến định lượng (quantitative variable):

  • Khi giá trị của 1 biến được biểu thị bằng các con số.

    • Ví dụ trong văn bản: Cân nặng (biểu thị bằng kilogram, gram...); Chiều cao (biểu thị bằng centimet, mét...).

    • Phân loại (Tùy theo bản chất của các số đo):

      • Biến liên tục (continuous):

        • Khi các số đo có thể mang giá trị thập phân (giá trị của nó có thể là liên tục trên một trục số).

        • Ví dụ cụ thể:

          → Cân nặng, hàm lượng đường huyết, tuổi.

      • Biến rời rạc (discrete):

        • Khi các số đo chỉ mang các giá trị là các số nguyên, hoàn toàn không có giá trị thập phân.

        • Ví dụ cụ thể:

          → Số giường bệnh trong 1 bệnh viện, số người trong 1 nhóm.
          

• 2.2. Các biến định tính (qualitative variable):

  • Khi giá trị của biến được biểu thị bằng các chữ hoặc ký hiệu được xếp vào các nhóm khác nhau (category).

    • Ví dụ trong văn bản:

      • Trình độ văn hóa: Biểu thị bằng cấp học, lớp học hoặc mức độ mù chữ, biết chữ...

      • Mức độ kiến thức: tốt, khá, trung bình, kém.

      • Biến về ho: có ho, không ho; ho khan, ho có đờm, ho ra máu...
        

    • Phân loại (Tùy theo bản chất cách sắp xếp các giá trị trong 1 biến định tính):
      

      • Biến danh mục (nominal):

        • Khi các loại, nhóm của biến không cần sắp xếp theo một trật tự nhất định.

        • Ví dụ cụ thể: Nơi ở hiện tại của các đối tượng nghiên cứu là 1 biến địa dư (có thể là Hà Nội, Hải Phòng, Nghệ An, Nam Định, Thái Bình...).

        • Việc sắp xếp tên các địa dư này không cần theo trật tự và không ảnh hưởng đến phân tích, trình bày số liệu.
          

      • Biến nhị phân (binominal):

        • Là 1 loại biến định tính đặc biệt rất hay gặp trong y học, chỉ có đúng 2 giá trị.

        • Ví dụ cụ thể: Biến cao huyết áp (có hay không); biến hút thuốc lá (có hút, không hút); biến giới tính (nam, nữ).
          

      • Biến thứ hạng (ordinal):

        • Khi các loại, nhóm của biến bắt buộc phải được sắp xếp theo một trật tự nhất định (tăng dần hoặc giảm dần chứ không tùy tiện).

        • Ví dụ cụ thể: Biến trình độ văn hóa của bệnh nhân lao mới nhập viện có các loại: mù chữ, văn hóa cấp I, cấp II, cấp III, đại học, sau đại học.

CÁC QUY TẮC VÀ LƯU Ý ĐẶC BIỆT KHI CHUYỂN ĐỔI BIẾN SỐ?

• Lưu ý về bản chất ký hiệu số:

  • Trong một số trường hợp, các nhóm trong biến định tính được ký hiệu bởi các con số nhưng nó vẫn không phải là biến định lượng vì bản chất không có giá trị đo lường mà chỉ có ý nghĩa như các ký hiệu.

  • Ví dụ: Mức độ suy dinh dưỡng ký hiệu là thể nhẹ, vừa, nặng hoặc biểu thị dưới dạng độ 1, độ 2, độ 3.
    

• Tính linh hoạt theo cách ký hiệu:

  • Một biến có thể là định lượng nhưng cũng có thể là định tính tùy theo cách ký hiệu.

  • Ví dụ: Huyết áp tối đa biểu thị bằng số đo mmHg thì là biến định lượng; nhưng khi biểu thị dưới dạng mức độ cao huyết áp (không cao, cao, rất cao) thì nó lại là biến định tính.
    

• Khả năng chuyển sang biến nhị phân:

  • Các biến định lượng và định tính cuối cùng đều có thể chuyển sang dạng biến nhị phân nếu có được một mốc để chuyển dạng (cut off point).

    • Ví dụ chuỗi chuyển đổi:
      → Huyết áp tối đa (mmHg) (Biến định lượng) → Chuyển sang biến thứ hạng gồm các nhóm: < 90mmHg; 90 - 140mmHg; 141 - 180 mmHg; > 180 mmHg → Chuyển sang biến nhị phân:

      → có cao huyết áp (khi > 140 mmHg) và không cao huyết áp (khi < 140mmHg).
      

• Nguyên tắc chuyển đổi một chiều:

  • Số liệu thu thập dưới dạng biến định lượng → Dễ dàng chuyển sang biến định tính.

  • Số liệu thu thập dưới dạng biến định tính → KHÔNG THỂ chuyển sang dạng biến định lượng được nữa.

  • Ví dụ minh họa: Người có huyết áp tối đa là 150mmHg (định lượng) có thể xếp vào nhóm cao huyết áp (định tính). Ngược lại, nếu hồ sơ chỉ ghi thuộc nhóm cao huyết áp (định tính), ta chỉ biết họ có huyết áp tối đa > 140mmHg chứ không thể biết cụ thể là bao nhiêu để đưa về biến định lượng.

• Khuyến nghị trong phân tích:

  • Khi phân tích số liệu, biến số ở dạng biến định lượng sẽ có tính giá trị cao hơn khi nó ở dạng định tính.

  • Vì vậy, khi thu thập số liệu, người nghiên cứu được khuyên cố gắng thu thập dưới dạng định lượng.

Một nghiên cứu ghi nhận mức độ suy dinh dưỡng của trẻ em theo các giá trị: 1 (thể nhẹ), 2 (thể vừa), 3 (thể nặng). Giá trị 1, 2, 3 ở đây thuộc loại biến số nào?

Con số này không dùng để đo lường, cộng trừ nhân chia mà chỉ là ký hiệu thay thế cho chữ viết.

→ Bản chất của nó vẫn là Biến thứ hạng (Thuộc nhóm biến định tính).

• Biến số nào sau đây là biến định lượng rời rạc?

A. Tuổi bệnh nhân

B. Cân nặng

C. Hàm lượng đường huyết

D. Số giường bệnh trong viện.

Đối chiếu chính xác theo tài liệu gốc: Tuổi, Cân nặng, Đường huyết bắt buộc là Biến liên tục (vì thời gian và sinh hiệu có thể chia nhỏ đến vô hạn thành số thập phân).

→ Chỉ có những thực thể không thể chia nửa như Số giường bệnh, Số người mới là Biến rời rạc.

Trong quá trình làm sạch và phân tích dữ liệu, nhà nghiên cứu có thể linh hoạt chuyển đổi số liệu từ biến nào sang biến nào?

Định lượng có thể hạ cấp xuống Định tính, nhưng Định tính KHÔNG BAO GIỜ ngược dòng lên Định lượng được.

→ Từ chữ "Cao huyết áp" Bạn không thể biết chính xác bệnh nhân đó nặng 150mmHg hay 200mmHg để khôi phục con số thô.

PHÂN TÍCH SỐ LIỆU VỚI CÁC BIẾN ĐỊNH TÍNH?

• Nguyên tắc cơ bản:

  • Việc phân tích đơn giản nhất có thể làm với biến định tính là biểu thị các quan sát dưới dạng tỷ lệ.

• Các cách đo lường thường gặp:

  • Tần số (frequency): Biểu thị số lần xuất hiện của một quan sát nào đó.

    • Ví dụ trong văn bản: Số người có huyết áp tối đa từ 140 - 160 mmHg.

  • Tần số cộng dồn (cumulative frequency):

    • Thường được sử dụng khi trình bày trong bảng.

    • Tần số cộng dồn của một ô nào đó bằng tần số của chính ô đó cộng với tần số của các ô trước nó.

  • Tần số tuyệt đối (absolute frequency):

    • Chính là tần số thực của một quan sát.

    • Đặc điểm: Không phụ thuộc vào cỡ mẫu lớn hay bé.

  • Tần số tương đối (relative frequency) / Tần suất:

    • Là biểu thị của tần số trong một mối tương quan với cỡ mẫu.

    • Định dạng biểu thị: Thường dưới dạng %.
      

• Phân tích bảng chéo (cross - tabulation):

  • Khái niệm: Phối hợp các thông tin của hai hay nhiều biến khi tiến hành đếm tần số nhằm mô tả vấn đề hoặc đưa ra những giải thích cho đúng.

  • Phân loại (Tùy thuộc vào mục tiêu và kiểu nghiên cứu, có 3 dạng bảng):

    • (1) Bảng chéo mô tả:

      → Nhằm mục đích mô tả vấn đề đang nghiên cứu.

    • (2) Bảng phân tích:

      → Nhằm xác định sự khác biệt giữa các nhóm được so sánh.

    • (3) Bảng phân tích:

      → Nhằm tìm kiếm mối quan hệ giữa các biến.
      

  • Bảng giả (Dummy tables):

    • Khái niệm:

      • Là một bảng chứa tất cả các thành phần của một bảng số liệu thực sự, ngoại trừ việc tất cả các ô số liệu của bảng đều còn trống.

      • Được tạo ra khi kế hoạch phân tích số liệu đang được phát triển (lúc số liệu chưa có đầy đủ) để hình dung cách tổ chức và tóm tắt số liệu.

    • Vai trò:

      • Cần được chuẩn bị trong đề cương nghiên cứu để thể hiện mối liên quan chính giữa các biến.

  • Chú ý tối khẩn trước khi thu thập số liệu thực địa:

    • Phải xác định được mình cần những bảng nào để tìm cách giải quyết cho vấn đề nghiên cứu nhằm tránh việc thu thập quá ít hoặc quá nhiều số liệu tại thực địa, đồng thời tiết kiệm thời gian trong giai đoạn xử lý số liệu.

    • Tiến hành cẩn thận, không nên bắt tay vào việc so sánh không có tổ chức tất cả các biến có thể. Các bảng giả phải được chuẩn bị theo các mục tiêu cụ thể của nghiên cứu.
      

• Quản lý số liệu khi đếm kiểm (Phân tích số liệu bằng tay):

  • Bản chất: Đếm đánh dấu xem các tổ hợp biến cố của hai biến số xuất hiện bao nhiêu lần.

  • Hai cách quản lý: Sắp xếp và quản lý bằng tổng hợp số liệu hoặc bằng các bộ phiếu câu hỏi gốc.

  • Quy trình sử dụng bộ phiếu hỏi gốc đối với ví dụ trên:

    • Bước 1: Chia các phiếu câu hỏi ra làm 2 nhóm khác nhau là nhóm hút thuốc và nhóm không hút thuốc.

    • Bước 2: Chia từng nhóm phiếu trên ra thành các nhóm ho và không ho (tạo ra 4 nhóm phiếu khác nhau).

    • Bước 3: Đếm số lượng các nhóm đó và điền vào bảng.
      

• Các nguyên tắc cốt lõi khi xây dựng bảng chéo:

  • Nếu lập bảng chéo giữa một biến độc lập và một biến phụ thuộc: Biến độc lập luôn được đặt theo chiều dọc (tại cột bên trái của bảng) và biến phụ thuộc luôn được đặt theo hàng ngang (phía trên đầu của bảng).

  • Tất cả các bảng đều phải có tiêu đề rõ ràng và phải có tiêu đề cho tất cả các cột và hàng.

  • Tất cả các bảng đều cần có một cột và một hàng riêng cho tổng số để kiểm tra sự đồng nhất của kết quả và phục vụ phân tích sau này.

  • Tất cả các bảng liên quan với mỗi một mục tiêu nên được đánh số và đặt cùng nhau để dễ dàng tổ chức công việc và viết báo cáo.
    

• Vai trò của sự tham vấn chuyên gia Thống kê (Trong điều tra cắt ngang quy mô lớn và nghiên cứu so sánh):

  • Khẳng định phương pháp chọn mẫu là đúng, một cỡ mẫu phù hợp đã được chọn.

  • Quyết định về các phương pháp mã hoá để phục vụ xử lý và phân tích số liệu.

  • Xây dựng kế hoạch rõ ràng về xử lý, phân tích, phiên giải số liệu; đạt sự thống nhất về biến chỉ cần tính tần số đơn thuần và biến cần so sánh theo bảng chéo.

PHÂN TÍCH SỐ LIỆU VỚI CÁC BIẾN ĐỊNH LƯỢNG?

→ Việc phân tích xoay quanh việc đo lường độ tập trung và phân tán của số liệu.

→ Dưới đây là phân loại các chỉ số thường dùng (được chuyển đổi từ bảng phân loại):

• Nhóm chỉ số Đo lường độ tập trung:

  • Trung bình số học (mean)

  • Trung vị (median)

  • Mốt (mode)

• Nhóm chỉ số Đo lường độ phân tán:

  • Khoảng phân tán (range)

  • Phương sai (variance)

  • Độ lệch chuẩn (standard deviation)

  • Hệ số biến thiên (coefficient of variation)
    

4.1. Đo lường độ tập trung:

• Trung bình số học (mean): Là tổng giá trị của các quan sát chia cho tổng số quan sát.

  • Công thức:

    → X (trung bình) = (X₁ + X₂ + ... + X_n) / n = ∑Xi / n
    

• Trung vị (median): Tùy theo số quan sát (n) là chẵn hay lẻ:

  • Nếu số lẻ:

    • Trung vị là số hạng thứ (n + 1) / 2.

  • Nếu số chẵn:

    • Trung vị là giá trị trung bình của 2 quan sát đặt ở hai vị trí n / 2 và (n / 2) + 1.

• Mốt (Mode): Là giá trị quan sát được với tần số cao nhất trong toàn bộ các quan sát.

  • Lưu ý: Một bộ số liệu có thể không có mode hoặc có thể có nhiều mode.
    

4.2. Đo lường độ phân tán của số liệu:

• Khoảng phân tán (Range): Là hiệu giữa giá trị cao nhất và thấp nhất của trong một bộ số liệu thu được.
  

• Phương sai (Variance - S²): *

  • Vì tổng độ lệch ∑(Xi - X trung bình) luôn luôn = 0, nên ta phải tính ∑(Xi - X trung bình)², từ đó tính phương sai, sau đó khai căn để tính độ lệch chuẩn.

  • Công thức trong tài liệu:

    → S² = [∑Xi² - (∑Xi)² / n] / (n - 1)
    

• Độ lệch chuẩn (Standard deviation - Sd):

  • Công thức trong tài liệu: Sd = √ { [∑Xi² - (∑Xi)² / n] / (n - 1) }
    

• Hệ số biến thiên (Coefficient of variation - CV):

  • Công thức trong tài liệu: CV = (S / X) * 100 (Trong đó S là độ lệch chuẩn, X là số trung bình).

VỊ TRÍ BIẾN ĐỘC LẬP / PHỤ THUỘC?

→ Biến Độc Lập -> luôn đặt theo chiều Dọc (cột bên trái).

→ Biến Phụ Thuộc -> luôn đặt theo chiều Ngang (phía trên).

Chỉ số nào bị ảnh hưởng/phụ thuộc vào cỡ mẫu (n)?

Chỉ có Tần số tương đối (tần suất) mới phụ thuộc vào cỡ mẫu.

→ Tần số tuyệt đối không phụ thuộc vào cỡ mẫu.