Bài giảng Chọn mẫu và tính cỡ mẫu - Đinh Thái Sơn

8/18/2016 Mục tiêu • Trình bày được các phương pháp chọn mẫu xác suất và mẫu không xác suất, ưu điểm và Chọn mẫu và tính cỡ mẫu nhược điểm của từng phương pháp chọn mẫu ThS. Đinh Thái Sơn • Trình bày được các phương pháp tính cỡ Viện Đào tạo Y học dự phòng và Y tế công cộng mẫu dựa trên các công thức cơ bản Trường Đại học Y Hà Nội QUẦN THỂ MẪU NGHIÊN CỨU • Quần thể (population): tất cả các cá thể có các đặc • Là 1 tập hợp con của 1 quần thể nghiên cứu. điểm chung nhất định • Có các đặc điểm đại diện cho quần thể • Quần thể đích (target population): quần thể mà người nghiên cứu nghiên cứu muốn kết luận • Một mẫu tốt là mẫu có thể cho phép ngoại • Quần thể nghiên cứu (study population): mẫu nghiên cứu được rút ra suy (ước lượng) các đặc điểm cần quan tâm của quần thể từ mẫu 1 8/18/2016 ĐƠN VỊ QUAN SÁT VÀ ĐƠN VỊ MẪU KHUNG MẪU • Đơn vị quan sát: là chủ thể hoặc người mà sự quan • Là 1 tập hợp các đơn vị mẫu. sát hoặc đo lường sẽ được tiến hành khi thực hiện nghiên cứu • Nó có thể là 1 danh sách hay 1 bản đồ. • Đơn vị mẫu: Là chủ thể thuộc quần thể nghiên cứu là cơ sở cho việc chọn mẫu. • Được chuẩn bị trước cho một số kỹ thuật chọn mẫu. CHỌN MẪU CHỌN MẪU XÁC SUẤT • Mẫu ngẫu nhiên đơn • Chọn mẫu xác suất (probability sampling) • Mẫu ngẫu nhiên hệ thống • Chọn mẫu không xác suất (nonprobability • Mẫu phân tầng sampling) • Mẫu chùm 2 8/18/2016 CHỌN NGẪU NHIÊN ĐƠN MẪU NGẪU NHIÊN ĐƠN • Mẫu ngẫu nhiên đơn là mẫu mà tất cả các cá • Quyết định đơn vị mẫu là gì? thể trong quần thể có cùng cơ hội (cùng xác • Lập danh sách đơn vị mẫu (khung mẫu) và suất) để được chọn vào mẫu đánh số từng đơn vị mẫu • Xác định số đơn vị mẫu cần có • Áp dụng cho quần thể nhỏ và khá thuần nhất • Xác định một số ngẫu nhiên • Lấy đơn vị mẫu có số trùng số ngẫu nhiên vào mẫu Sơ đồ chọn mẫu ngẫu nhiên đơn ƯU ĐIỂM VA HẠN CHẾ CỦA NGẪU NHIÊN ĐƠN Ưu điểm: • Đơn giản, dễ làm • Có tính ngẫu nhiên và đại diện cao • Là kỹ thuật chọn mẫu xác suất cơ bản sử dụng ở các kỹ thuật chọn mẫu khác Hạn chế: • Khung mẫu và đơn vị chuẩn bị sẵn • Đơn vị mẫu không tập trung ảnh hưởng chất lượng nghiên cứu 3 8/18/2016 CHỌN MẪU NGẪU NHIÊN HỆ THỐNG Sơ đồ chọn mẫu hệ thống • Mỗi cá thể trong một danh sách được chọn bằng cách áp dụng một khoảng hằng định theo sau bởi một sự bắt đầu ngẫu nhiên • Các bước tiến hành . Chuẩn bị khung mẫu (khung chọn mẫu) . Xác định khoảng mẫu k = N/n . Chọn ngẫu nhiên một số (i) giữa 1 và k . Các cá thể có số thứ tự i + 1k ; i + 2k; i + 3k.... sẽ được chọn vào mẫu cho đến khi kết thúc danh sách hoặc bản đồ ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐỂM CỦA CHỌN MẪU NGẪU NHIÊN HỆ THỐNG CHỌN MẪU PHÂN TẦNG Ưu điểm: • Là mẫu đạt được bởi việc phân chia các cá thể của quần thể nghiên cứu thành các nhóm • Nhanh và dễ áp dụng riêng rẽ được gọi là tầng • Không cần có khung mẫu trước • Các bước tiến hành • Đơn giản trong điều kiện thực địa . Phân chia quần thể nghiên cứu thành các tầng khác nhau Hạn chế: . Thực hiện việc chọn mẫu ngẫu nhiên đơn • Số liệu có tính chu kỳ, ước tính sẽ hạn chế . Số mẫu mỗi tầng tham gia vào tổng mẫu có • Đơn vị mẫu không xếp ngẫu nhiên hoặc trùng thể bằng nhau hay tỷ lệ với số cá thể của với k, thiếu đại diện mỗi tầng 4 8/18/2016 Sơ đồ chọn mẫu phân tầng ƯU ĐIỂM VÀ HẠN CHẾ MẪU PHÂN TẦNG Ưu điểm: • Dễ phân các tầng với các yếu tố đồng nhất • Tham số mẫu dễ tính • Có tính đại diện cao Hạn chế: • Thiếu chính xác khi đơn vị mẫu ít ở mỗi tầng • Phải có trước danh sách cá thể mỗi tầng CHỌN MẪU CHÙM Sơ đồ chọn mẫu chùm / cụm • Lựa chọn ngẫu nhiên các nhóm (chùm) từ nhiều chùm trong một quần thể NC • Phương pháp . Xác định chùm thích hợp . Lập danh sách chùm (khung mẫu) . Chọn chùm ngẫu nghiên từ danh sách . Chọn các cá thể bằng 2 cách: oLấy tất cả các cá thể của các chùm (chùm 1 bậc) oLập danh sách, chọn cá thể bằng PP ngẫu nhiên đơn hoặc hệ thống (chùm 2 bậc). 5 8/18/2016 ƯU ĐIỂM VÀ HẠN CHẾ CỦA CHỌN MẪU CHÙM Mẫu ngẫu nhiên nhiều giai đoạn Ưu điểm: • Nhóm tất cả các đơn vị mẫu trong quần thể • Có thể điều tra phạm vi rộng, phân tán thành các nhóm có thứ bậc. • Khung mẫu đơn giản, dễ lập • Ví dụ: Các hộ gia đình, các thôn, các huyện, • Điều tra dễ & nhanh các tỉnh... Lấy ra:1 mẫu tỉnh • Có hiệu quả kinh tế (kinh phí, thời gian) Hạn chế của mẫu chùm 1 mẫu huyện 1 mẫu thôn, • Tính chính xác và tính đại diện thấp 1 mẫu hộ gia đình, • Tính đại diện thấp, đặc biệt bệnh hiếm 1 mẫu các cá thể. • Khó xác định mối quan hệ căn nguyên Mẫu có mục đích CHỌN MẪU KHÔNG XÁC SUẤT (purposive sampling) Mẫu có mục đích • Lấy mẫu có mục đích dựa vào quyết định của • Lấy mẫu có mục đích dựa vào quyết định của các nhà NC các nhà nghiên cứu Mẫu thuận tiện • • Mẫu thuận tiện là mẫu thu được trên cơ sở các cá Người nghiên cứu đã xác định trước các thể có sẵn nhóm quan trọng trong quần thể để tiến hành thu thập số liệu Một số phương pháp chọn mẫu không xác suất khác • Các nhóm khác nhau sẽ có tỷ lệ mẫu khác • Mẫu tình nguyện nhau • Mẫu chỉ tiêu: đảm bảo có các đối tượng NC đến từ các nhóm đặc trưng khác nhau. • Mẫu bóng tuyết: hay áp dụng với các quần thể ẩn 6 8/18/2016 Mẫu thuận tiện Ưu điểm và nhược điểm chọn mẫu thuận tiện • Mẫu thuận tiện là mẫu thu được trên cơ sở • Ưu điểm các cá thể có sẵn khi thu thập số liệu Đơn giản, dễ lấy mẫu Hữu ích cho các nghiên cứu thí điểm hoặc hình thành giả thuyết Thời gian thu thập số liệu ngắn Hiệu quả chi phí • Hạn chế: Dễ gặp phải sai số chọn Tính khái quát hóa không cao Mẫu chỉ tiêu TÍNH TOÁN CỠ MẪU • Đảm bảo rằng một số nhất định các đơn vị mẫu với các tính chất đặc trưng sẽ có mặt trong mẫu • Ưu điểm: • Ước lượng tham số (dùng cho nghiên cứu Dễ dàng quản lý Lấy mẫu nhanh và đủ mẫu mô tả) Chi phí không cao Tương ứng với tỷ lệ trong quần thể, nếu muốn • Kiểm định giả thuyết (dùng cho nghiên cứu Có thể thực hiện nếu mẫu xác suất không thực hiện được phân tích) • Nhược điểm: Lựa chọn không ngẫu nhiên Sai số chọn 7 8/18/2016 SAI SỐ CHO PHÉP CỦA ƯỚC LƯỢNG, SAI LẦM LOẠI 1 VÀ ĐỘ TIN CẬY YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍNH TOÁN CỠ MẪU • Ứớc lượng tỷ lệ mắc SDD của trẻ dưới 5 tuổi • Loại thiết kế nghiên cứu của huyện A • Cách chọn mẫu: mẫu chùm có cỡ mẫu lớn • Kết quả: Tỷ lệ SDD này là 30% ± 5% • Vấn đề nghiên cứu càng hiếm thì cỡ mẫu • Nếu cứ đo 100 lần thì sẽ sai 5 lần. Vậy sai càng lớn lầm loại 1 là 5% • Số liệu càng phân tán thì cỡ mẫu càng lớn . Độ tin cậy là 95% • Mức độ sai lệch cho phép giữa tham số mẫu . Sai số cho phép là 0.05 và tham số quần thể càng nhỏ thì cỡ mẫu càng lớn • Phân tích đa biến, phân tích tầng cần mẫu lớn hơn • Khả năng thực thi của nghiên cứu Công thức tính cỡ mẫu Cỡ mẫu ước tính một tỷ lệ • Ví dụ: Cỡ mẫu cho việc xác định tỷ lệ mắc lao ở trẻ em 5 tuổi tại Ước tính một tỷ lệ huyện Hương Trà, Huế. Ước tính một trung bình Nghiên cứu ngang nghiên So sánh hai tỷ lệ • Trong đó: Nghiên cứu bệnh • p: Tỷ lệ mắc lao tại một cộng đồng trong cứu ch ng ứ So sánh hai trung bình • : Khoảng sai lệch mong muốn giữa tỷ lệ thu được từ mẫu (p) và tỷ Nghiên cứu thuần lệ của quấn thể (P). mẫu tập • : Mức ý nghĩa thống kê (được quy ước bởi người nghiên cứu). Cỡ • Z /2: Giá trị Z thu được từ Bảng Z ứng với giá trị được chọn. •  được chọn là một tỷ lệ nào đó so với tỷ lệ bệnh p 8 8/18/2016 Ước tính cỡ mẫu so sánh hai tỷ lệ Cỡ mẫu ước tính một giá trị trung bình • Ví dụ: Cỡ mẫu để so sánh tỷ lệ bệnh bướu cổ đơn • Ví dụ: Cỡ mẫu cho việc xác định nồng độ Cholesterol trung bình thuần giữa hai huyện Gia Lâm và Đông Anh, Hà Nội. của sinh viên trường Đại học Y Hà Nội • n: Cỡ mẫu nghiên cứu cần có • s: Độ lệch chuẩn (từ một NC trước đó hoặc một NC thử) • p1: Tỷ lệ mắc bướu cổ tại huyện tương tự như Gia Lâm • : Khoảng sai lệch cho phép giữa hàm lượng Cholesterol thu • p2: Tỷ lệ mắc bướu cổ tại huyện tương tự như Đông được từ mẫu nghiên cứu và tham số của quần thể Anh • : Mức ý nghĩa thống kê (được quy ước bởi người nghiên cứu) • : Mức ý nghĩa thống kê • Z : Giá trị Z thu được từ bảng Z ứng với giá trị được chọn. /2 • : Xác suất của việc phạm phải sai lầm loại II (chấp nhận Ho khi Ho sai • Z2( ,): được tra từ bảng Cỡ mẫu so sánh hai trung bình Ví dụ: Cỡ mẫu xác định sự khác nhau của hàm lượng đường huyết Cỡ mẫu nghiên cứu bệnh chứng giữa nhóm ĐT thuốc mới và nhóm đối chứng tại khoa Nội tiết bệnh viện Bạch Mai • Trong đó: • n: Cỡ mẫu nghiên cứu cần có • p1: Tỷ lệ các cá thể phơi nhiễm với yếu tố nguy cơ được ước lượng cho nhóm bệnh • s: Độ lệch chuẩn. Trong trường hợp này, độ lệch chuẩn của hai • p : Tỷ lệ các cá thể phơi nhiễm với yếu tố nguy cơ được ước lượng cho nhóm chứng nhóm được giả sử là như nhau. 0 • : Mức độ chính xác mong muốn (chênh lệch cho phép giữa tỷ suất chênh (OR) thực • : Sự khác biệt của hàm lượng đường huyết trung bình giữa hai của quần thể và OR thu được từ mẫu) nhóm mong muốn của nhà nghiên cứu • : Mức ý nghĩa thống kê • : Xác suất của việc phạm phải sai lầm loại II (chấp nhận Ho khi Ho sai 2 • Z ( ,) : Giá trị Z thu được từ bảng 9 8/18/2016 Cỡ mẫu cho nghiên cứu thuần tập Trận trọng cảm ơn! • p1: Tỷ lệ các cá thể mắc bệnh được ước lượng trong nhóm tiếp xúc với yếu tố nguy cơ ThS. Đinh Thái Sơn • p0: Tỷ lệ các cá thể mắc bệnh được ước lượng cho Viện Y học Dự phòng và Y tế công cộng nhóm không tiếp xúc với yếu tố nguy cơ : Mức độ chính xác mong muốn (chênh lệch cho phép giữa nguy cơ tương đối (RR) thực của quần thể và RR thu được từ mẫu) 10