Bài giảng Tin học ứng dụng chăn nuôi thú y: Chương 2 - Xử lý dữ liệu trong dịch tễ học thú y

Chương II<br /> <br /> XỬ LÝ DỮ LIỆU TRONG DỊCH TỄ HỌC THÚ Y<br /> Dịch tễ học là môn học về trạng thái và diễn biến sức khỏe của một quần thể. Nói như<br /> vậy dịch tễ học bao hàm vấn ñề sức khỏe theo không gian (trạng thái) và thời gian (diễn<br /> biến). ðồng thời dịch tễ học bao hàm cả vấn ñề y học (sức khỏe) và toán học thống kê<br /> (quần thể). Trước ñây, tại các nước xã hội chủ nghĩa cũ, dịch tễ học ñược hiểu là môn học<br /> về các bệnh truyền nhiễm. Chính xác hơn là phần nghiên cứu về sự lây lan và biện pháp<br /> phòng chống bệnh truyền nhiễm trong các trường ñào tạo bác sỹ hay bác sỹ thú y. ðó là<br /> cách hiểu chưa ñầy ñủ bởi dịch tễ học không chỉ giới hạn trong các bệnh truyền nhiễm mà<br /> còn là môn học ñể xác ñịnh mối tương quan giữa sức khỏe với các yếu tố có trong môi<br /> trường xung quanh và quan trọng hơn, dịch tễ học là môn học nghiên cứu về một quần thể<br /> và ño lường bệnh tật của quần thể ñó.<br /> Dịch tễ học còn ñược ñịnh nghĩa là môn toán (thống kê) mang màu sắc y học. Do vậy,<br /> với sự phát triển của ngành ñiện tử, dịch tễ học ñã ñược tin học hóa rất nhanh chóng. Có<br /> thể nói rằng trong khoa học về sức khỏe của người và ñộng vật, dịch tễ học là môn học<br /> ñược tin học hóa sớm nhất và có ý nghĩa nhất. Nhiều phần mềm vi tính ñã ñược viết và<br /> ñược sử dụng rộng rãi. Ngược lại tin học góp phần thúc ñẩy làm cho dịch tễ học phát triển<br /> và dịch tễ học ñược sử dụng nhiều hơn và rộng rãi hơn trong việc quản lý bệnh tật.<br /> Trong chương này, chúng tôi xin giới thiệu một số phần mềm máy vi tính thường ñược<br /> sử dụng trong dịch tễ học. ðể hiểu và sử dụng các phần mềm này, yêu cầu người ñọc (i)<br /> phải là người ñã nắm rõ các khái niệm về dịch tễ học (tỷ lệ mắc bệnh, tỷ suất mắc bệnh, tỷ<br /> lệ chết, tỷ lệ tử vong, tỷ lệ tấn công, ñộ nhạy, ñộ ñặc hiệu, ngưỡng dương tính…). Mặt<br /> khác cũng ñòi hỏi người ñọc (ii) phải có ñủ kiến thức về toán thống kê (số trung bình,<br /> phương sai, khoảng tin cậy, phân bố chuẩn…). Việc sử dụng các phần mềm không khó,<br /> thực chất tin học là công cụ thực hiện các phép tính toán, chúng ta chỉ việc nhập số liệu và<br /> nhấp chuột là có kết quả. Tuy nhiên, kết quả ñó nói lên ñiều gì thì cần kiến thức về dịch tễ<br /> và toán thống kê. Thậm chí, có hiểu về dịch tễ học thì việc nhập số liệu vào máy mới ñúng<br /> và chính xác, ñồng thời kết quả ñưa ra mới có ý nghĩa. Bởi vì máy nhận bất kỳ số liệu nào<br /> khi ta nhập vào và cho kết quả theo số liệu nạp vào nó.<br /> Hạn chế trong khuôn khổ giới thiệu phần mềm dùng trong dịch tễ học, chương này<br /> không giải thích các khái niệm dịch tễ học cũng như không trình bày chi tiết về toán thống<br /> kê. Người ñọc ñược mặc ñịnh là ñã có ñầy ñủ kiến thức về hai môn học trên. Cuối cùng<br /> (iii), ña số các phần mềm ñều viết bằng tiếng Anh hoặc tiếng nước ngoài khác. Do vậy ñối<br /> với sinh viên và những người không thành thạo tiếng Anh hoặc ngôn ngữ nước ngoài nào<br /> khác sẽ rất khó khăn khi học và sử dụng các phần mềm dịch tễ. Với các ñiều kiện (i, ii và<br /> iii) như nêu trên, sau khi ñọc xong chương này, người ñọc có thể sử dụng phần mềm Win<br /> Episcope hoặc EpiCalc sau một vài lần thực tập trên máy.<br /> 53<br /> <br /> 1. CÁC PHẦN MỀM VI TÍNH DÙNG TRONG DỊCH TỄ HỌC<br /> 1.1. ðặc ñiểm<br /> Các phần mềm vi tính dùng trong dịch tễ học ban ñầu chủ yếu là ñể tính toán các con<br /> số ño lường về bệnh trong dịch tễ học. Cùng với sự phát triển tính năng của máy vi tính và<br /> thiết bị ñiện tử, nhiều phần mềm khác ra ñời có tính phức tạp cao phản ánh cụ thể và rõ<br /> ràng hơn về tình hình bệnh dịch. Ví dụ các phần mềm vi tính kết hợp với kỹ thuật ñịnh vị<br /> GIS có thể xác ñịnh vị trí một ổ dịch trên bản ñồ một cách chính xác không những về kinh<br /> ñộ, vĩ ñộ mà cả về ñộ cao so với mặt biển, hoặc phần mềm EpiMap cho phép chúng ta xác<br /> lập bản ñồ dịch tễ mà nếu không có máy vi tính thì con người không thể làm nổi. Cũng như<br /> vậy, người ta ñã ñưa ra các phần mềm về quản lý và thông báo dịch (trong các nước thành<br /> viên của OIE) sao cho các khái niệm dịch tễ trở thành ngôn ngữ chung của nhân loại khi<br /> nói về dịch bệnh. Các phần mềm như vậy dành cho những cán bộ dịch tễ chuyên nghiệp.<br /> Chương này chỉ giới thiệu phần mềm cơ bản ñể tính toán các chỉ số ño lường về bệnh tật<br /> ñược giảng dạy cho sinh viên ñại học trong môn dịch tễ học.<br /> Cuối cùng, ñặc ñiểm của phần mềm vi tính dùng trong dịch tễ học thường là các ô<br /> trống, nhập số liệu vào các ô trống ñó giống như thay các con số vào các ký hiệu bằng chữ<br /> trong các công thức toán học. Máy sẽ tính và cho ta kết quả mong muốn. Ví dụ, công thức<br /> v=S/t là công thức tính tốc ñộ trung bình v bằng quãng ñường ñi S chia cho thời gian t. ðể<br /> có v ta nhập giá trị cụ thể của S và con số giá trị của t, nhấn chuột, máy sẽ cho ra con số<br /> khác, ñó là v và là tốc ñộ trung bình. ðây chỉ là ví dụ ñơn giản. Trong nhiều trường hợp<br /> cần phải có các khái niệm rõ và chi tiết hơn hơn. Ví dụ, trong buôn bán, ta có thể tính lãi<br /> bằng chênh lệch giá trị số tiền chi ra khi mua và tiền thu vào khi bán; nhưng ñó chưa phải<br /> là lãi thực, còn phải trừ tiền thuê cửa hàng và tiền thuê nhân công bán hàng… ðiều ñó cho<br /> thấy cần có khái niệm như thế nào là lãi. Như vậy vẫn chưa ñủ, lại phải tính các khoản chi<br /> khác như thuế (nhiều loại thuế khác nhau)… Trong dịch tễ học cũng như vậy. ðiều ñó nói<br /> lên rằng, phần mềm dùng trong dịch tễ học thực ra chỉ ñể tính toán các con số về bệnh tật.<br /> Các công thức tính toán này ñều có trong các sách về dịch tễ học. Muốn hiểu biết ý nghĩa<br /> các kết quả cần phải hiểu rõ công thức ñể tính kết quả là như thế nào. Tóm lại, sử dụng<br /> phần mền vi tính dùng trong dịch tễ học chủ yếu là nhập số liệu (ñiền các con số vào các<br /> công thức toán học ñã ñược lập ra) ñể tính giá trị các số ño lường về bệnh tật.<br /> 1.2. Các phần mềm ñược dùng nhiều trong dịch tễ học<br /> Như trên ñã nói, có nhiều phần mềm vi tính dùng trong dịch tễ học. Có những phần<br /> mềm mang tính ñặc thù của dịch tễ học như: Epi-Info, EpiCalc, WinEpiscope, EpiMap,<br /> ToolBox, Freecalc … và có phần mềm không chỉ dùng trong dịch tễ học như phần mềm<br /> GIS (ñịnh vị ñịa lý toàn cầu), thậm chí các phần mềm toán thống kê cũng là các phầm mềm<br /> có thể sử dụng ñể tính toán các số ño lường về bệnh tật. Với những người chuyên về dịch<br /> tễ, việc sử dụng thành thạo các phần mềm trên là yêu cầu bắt buộc. Vì hạn chế giới thiệu<br /> trong một chương sách chúng tôi giới thiệu hai phần mềm chính là WinEpiscope và<br /> Epicalc.<br /> 2. SỬ DỤNG PHẦN MỀM WIN EPISCOPE<br /> 2.1. Giới thiệu<br /> Sau khi cài ñặt phần mềm này vào máy vi tính, chúng ta có thể biết rõ hơn về nguồn<br /> gốc và các tác giả soạn thảo phần mềm này. Sơ lược như sau: Win Episcope có nguồn gốc<br /> 54<br /> <br /> từ chương trình EPIDEMO do trường ñại học Hoàng gia Thú y và Nông nghiệp<br /> Copenhagen (ðan Mạch) và ñại học Utrecht (Hà Lan) biên soạn. Sau ñó nó ñược cải tiến<br /> và ñổi tên là EPISCOPE, tiếp theo ñó ñược cải tiến trở thành WIN EPISCOPE với sự hợp<br /> tác của các trường ñại học khác như Wagningen Agricultural University (Hà Lan) và ñại<br /> học Zaragoza (Tây Ban Nha). Phần mềm này có nhiều phiên bản khác nhau, chúng tôi xin<br /> giới thiệu trong chương này phiên bản 2.0. ðể cập nhật, ta có thể tải các phiên bản mới<br /> nhất theo ñịa chỉ: http://www.infecepi.unizar.es hoặc http://zod.wau.nl hoặc<br /> http://www.clive.ed.ac.uk.<br /> Một lý do khác là ñây là phần mềm công cộng, ai cũng có thể tải về, cài ñặt vào máy,<br /> sử dụng, sao chép và phổ biến cho người khác.<br /> Các tiêu chí có thể tính toán ñược bằng Win Episcope<br /> Những người biết tiếng Anh và tiếng Tây Ban Nha có thể dễ dàng sử dụng phần mềm<br /> này vì nó ñược viết ra trên cơ sở hai ngôn ngữ nói trên và phần Help giới thiệu ñầy ñủ các<br /> tiêu chí có thể tính toán ñược khi dùng phần mềm này<br /> Các tiêu chí ñó là: Các phương pháp chẩn ñoán (trong Menu Test), Nghiên cứu về mẫu<br /> (trong Menu Sample), Phân tích (trong Menu Analysis)<br /> Sau khi cài ñặt WIN EPISCOPE, nháy chuột vào chương trình ta sẽ thấy giao diện như<br /> sau xuất hiện trên màn hình:<br /> Start
Progams
WinEpi<br /> <br /> Giao diện này thay ñổi ngay trong vòng vài giây sau ñó, phần tên chương trình mất ñi<br /> chỉ ñể lại giao diện trống và chúng ta có thể bắt ñầu sử dụng.<br /> 55<br /> <br /> Trên thanh công cụ có các menu sau: File, Test, Samples, Analysis, Model, Window<br /> và Help.<br /> Mục File dùng ñể lưu trữ các thư mục và các tính toán ñã ñược tiến hành và có chức<br /> năng giống như mục File của các phần mềm khác trong máy vi tính. Các mục dùng trong<br /> dịch tễ học là test, samples, analysis , model và help.<br /> ðối với người ñã nắm rõ môn học dịch tễ hoc và biết tiếng Anh hoặc Tây Ban Nha, có<br /> thể tự mình làm quen và sử dụng phần mềm này một cách dễ ràng. Khi có khó khăn có thể<br /> vào phần Help ñể ñược hướng dẫn.<br /> Nhấn chuột vào mục Test chẳng hạn chúng ta sẽ thấy trên màn hình xuất hiện giao<br /> diện sau (hình 2.1):<br /> <br /> Hình 2.1.<br /> Như hình trên cho thấy xuất hiện các submenu: Agreement, Evaluation, Advanced<br /> Evaluation, Cut-off Value và Multiple Test. Ta nhấn chuột vào submenu Evaluation chẳng<br /> hạn, trên màn hình sẽ xuất hiện giao diện như sau (hình 2.2):<br /> Test
Evaluation…<br /> <br /> Hình 2.2<br /> 56<br /> <br /> Trên thanh công cụ của window con sẽ xuất hiện dòng chữ: Diagnosis Test Evaluation<br /> có nghĩa là ñánh giá phương pháp chẩn ñoán. Cửa sổ con này có hai phần. Phần trên có các<br /> ô màu trắng và có dòng chữ input of DATA có nghĩa là phần ñể nhập số liệu. Phần dưới<br /> ghi RESULTS là phần cho kết quả.<br /> Ô nhập số liệu có 2 cột (Yes và No) thuộc tiêu ñề Disease (có mắc bệnh và không mắc<br /> bệnh) và 2 dòng (+ và -) thuộc tiêu ñề Test (kết quả dương tính hay âm tính).<br /> ðể hiểu và sử dụng tiện ích này, nói cách khác tiện ích này dùng ñể làm gì chúng ta lấy<br /> một thí dụ như sau: một nhà khoa học nọ sang chế ra một phương pháp chẩn bệnh bằng kỹ<br /> thuật ELISA nhằm phát hiện vi rút dịch tả lợn trong huyết thanh. ðể xác ñịnh phương pháp<br /> này có giá trị chính xác ñến ñâu cần phải xác ñịnh các tiêu chí sau:<br /> - ðộ nhạy (sensitivity)<br /> - ðộ ñặc hiệu (specificity)<br /> - Tỷ lệ mắc bệnh thực (true prevalence)<br /> - Tỷ lệ mắc bệnh thấy ñược (apparent prevalence)<br /> - Tỷ lệ dự ñoán dương tính (predictive value +)<br /> - Tỷ lệ dự ñoán âm tính (predictive value -)<br /> ðể làm việc ñó, tác giả sử dụng mẫu máu của 50 lợn mắc bệnh và 50 lợn không mắc<br /> bệnh ñể xác ñịnh giá trị của phương pháp ELISA do ông ta sáng chế. Sau khi xét nghiêm,<br /> kết quả thu ñược như sau: trong số 50 mẫu lợn bệnh, có 47 mẫu dương tính và 3 mẫu âm<br /> tính. Trong số 50 mẫu lợn khỏe mạnh có 2 mẫu cho kết quả dương tính. Ta nhập số liệu<br /> vào máy 4 con số nói trên như hình 2.3 sau ñây:<br /> <br /> Hình 2.3.<br /> 57<br /> <br />