Zgodovina biostatistike, področje študija in aplikacije



The biostatistika je znanost, ki je del statistike in se uporablja predvsem za druge discipline na področju biologije in medicine.

Biologija je obsežno področje, ki je odgovorno za preučevanje ogromne raznolikosti živih oblik, ki obstajajo na Zemlji - virusi, živali, rastline itd. - z različnih vidikov..

Biostatistika je zelo uporabno orodje, ki ga je mogoče uporabiti pri preučevanju takšnih organizmov, vključno z načrtovanjem poskusov, zbiranjem podatkov za izvedbo študije in povzetkom dobljenih rezultatov..

Tako se lahko podatki analizirajo na sistematičen način, kar vodi do pridobitve ustreznih in objektivnih zaključkov. Na enak način ima tudi orodja, ki omogočajo grafično predstavitev rezultatov.

Biostatistika ima širok spekter podskupin za molekularno biologijo, genetiko, kmetijske študije, raziskave na živalih - tako na terenu kot v laboratoriju, klinično zdravljenje pri ljudeh, med drugim.

Indeks

  • 1 Zgodovina
    • 1.1 James Bernoulli
    • 1.2 Johann Carl Friedrich Gauss
    • 1.3 Pierre Charles-Alexandre Louis
    • 1.4 Francis Galton
    • 1.5 Ronald Fisher
  • 2 Kaj proučuje biostatistika? (Področje študija)
  • 3 Aplikacije
    • 3.1 Zdravstvene znanosti
    • 3.2 Biološke znanosti
  • 4 Osnovni testi
    • 4.1 Preskusi za eno spremenljivko
    • 4.2 Multivariatni testi
  • 5 Najpogosteje uporabljeni programi
    • 5.1 SPSS
    • 5.2 S-plus in Statistica
    • 5.3 R
  • 6 Reference

Zgodovina

Sredi sedemnajstega stoletja se sodobna statistična teorija pojavlja z uvedbo teorije verjetnosti in teorije iger in naključja, ki so jo razvili misleci iz Francije, Nemčije in Anglije. Teorija verjetnosti je kritični koncept, ki velja za "hrbtenico" moderne statistike.

Tukaj je nekaj najpomembnejših sodelavcev na področju biostatistike in statistike na splošno:

James Bernoulli

Bernoulli je bil pomemben švicarski znanstvenik in matematik svojega časa. Bernoulliju je pripisana prva pogodba teorije verjetnosti in binomska porazdelitev. Njegovo mojstrovino je izdal njegov nečak, leta 1713 in nosi naslov Ars Conjectandi.

Johann Carl Friedrich Gauss

Gauss je eden najvidnejših znanstvenikov v statistiki. Od zgodnjega otroštva se je izkazal za čudežnega otroka, saj je bil znan na znanstvenem področju, saj je bil le mladi srednješolski učenec..

Eden njegovih najpomembnejših prispevkov k znanosti je bilo delo Disquisitionses arithmeticae, objavljeno, ko je imel Gauss 21 let.

V tej knjigi nemški znanstvenik razkriva teorijo števil, ki združuje tudi rezultate serije matematikov, kot so Fermat, Euler, Lagrange in Legendre..

Pierre Charles-Alexandre Louis

Prva študija medicine, ki je vključevala uporabo statističnih metod, je pripisana zdravniku Pierre Charles-Alexandre Louis, rojenemu v Franciji. Uporabil je numerično metodo za študije, povezane s tuberkulozo, ki so imele pomemben vpliv na študente medicine tega časa.

Študija je motivirala druge zdravnike, da v okviru svojih raziskav uporabijo statistične metode, ki so močno obogatile discipline, zlasti tiste, povezane z epidemiologijo..

Francis Galton

Francis Galton je bil lik, ki je večkrat prispeval k znanosti in velja za ustanovitelja statistične biometrije. Galton je bil bratranec britanskega naturalista Charlesa Darwina, njegove študije pa so temeljile na mešanici teorij njegovega bratranca in družbe, v tako imenovanem socialnem darvinizmu..

Teorije Darwina so imele velik vpliv na Galtona, ki so občutili potrebo po razvoju statističnega modela, ki je uspel zagotoviti stabilnost prebivalstva..

Zaradi te zaskrbljenosti je Galton razvil korelacijske in regresijske modele, ki se danes pogosto uporabljajo, kot bomo videli kasneje.

Ronald Fisher

Znan je kot oče statistike. Razvoj posodobitve biostatističnih tehnik pripisujemo Ronaldu Fisherju in njegovim sodelavcem.

Ko je Charles Darwin objavil Izvor vrst, biologija še vedno ni imela natančne interpretacije dedovanja znakov.

Leta kasneje, s ponovnim odkritjem del Gregorja Mendela, je skupina znanstvenikov razvila moderno sintezo evolucije, tako da je združila oba telesa znanja: teorijo evolucije skozi naravno selekcijo in zakone dedovanja..

Skupaj z Fisherjem, Sewallom G. Wrightom in J. B. S. Haldanom sta razvila sintezo in uveljavila načela populacijske genetike..

Sinteza je prinesla novo zapuščino v biostatistiki in razvite tehnike so bile ključne v biologiji. Med njimi izstopata porazdelitev vzorčenja, varianca, analiza variance in eksperimentalni načrt. Te tehnike imajo široko paleto uporab, od kmetijstva do genetike.

Kaj je biostatistika? (Področje študija)

Biostatistika je veja statistike, ki se osredotoča na oblikovanje in izvedbo znanstvenih poskusov, ki se izvajajo v živih bitjih, pri pridobivanju in analizi podatkov, pridobljenih s takšnimi poskusi, ter pri kasnejši interpretaciji in predstavitvi rezultate analiz.

Glede na to, da biološke znanosti obsegajo obsežno vrsto študijskih ciljev, mora biti biostatistika enako raznolika in se lahko prilagodi raznolikim temam, ki jih biologija skuša preučiti, opredeliti in analizirati oblike življenja..

Aplikacije

Uporaba biostatistike je izjemno raznolika. Uporaba statističnih metod je bistveni korak znanstvene metode, zato mora vsak raziskovalec prilagoditi statistiko, da bi preskusil svoje delovne hipoteze..

Zdravstvene vede

Biostatistika se uporablja na področju zdravja, da bi med drugim prinesla rezultate, povezane z epidemijami, prehranskimi študijami.

Uporablja se tudi v medicinskih študijah neposredno in pri razvoju novih zdravil. Statistika omogoča, da se objektivno razbere, če ima zdravilo pozitivne, negativne ali nevtralne učinke na razvoj določene bolezni.

Biološke znanosti

Za vsakega biologa je statistika nepogrešljivo orodje v raziskavah. Raziskave v bioloških znanostih zahtevajo interpretacijo rezultatov, za katere je uporaba statističnih testov nujna, z nekaj izjemami zgolj opisnih del..

Statistični podatki nam omogočajo, da vemo, ali so razlike, ki jih opazujemo v bioloških sistemih, posledica naključja ali odražajo pomembne razlike, ki jih je treba upoštevati..

Na enak način omogoča izdelavo modelov za napovedovanje obnašanja neke spremenljivke, na primer z uporabo korelacij.

Osnovni testi

V biologiji je mogoče izpostaviti vrsto testov, ki se pogosto izvajajo v raziskavah. Izbira ustreznega preskusa je odvisna od biološkega vprašanja, na katerega je treba odgovoriti, in od nekaterih značilnosti podatkov, kot je porazdelitev homogenosti varianc..

Preskusi za spremenljivko

Preprost test je primerjava s parom ali t učenca. Široko se uporablja v medicinskih publikacijah in pri zdravstvenih vprašanjih. Na splošno se uporablja za primerjavo dveh vzorcev z velikostjo, manjšo od 30. Predpostavlja enakost v variancah in normalno porazdelitev. Obstajajo različice za parne ali neparne vzorce.

Če vzorec ne ustreza predpostavki o normalni porazdelitvi, obstajajo testi, ki se uporabljajo v teh primerih in so znani kot neparametrični preskusi. Za t-test je neparametrična alternativa Wilcoxonov test.

Tudi analiza variance (skrajšano ANOVA) je široko uporabljena in omogoča, da se ugotovi, ali se več vzorcev bistveno razlikuje. Podobno kot Studentov t-test predpostavlja enakost v variancah in normalno porazdelitev. Neparametrična alternativa je Kruskal-Wallisov test.

Če želite vzpostaviti razmerje med dvema spremenljivkama, se uporabi korelacija. Parametrični test je Pearsonova korelacija, neparametrična pa je Spearmanova korelacija.

Multivariatni testi

Pogosto želimo preučiti več kot dve spremenljivki, zato so multivariatni testi zelo koristni. To vključuje regresijske študije, kanonsko korelacijsko analizo, diskriminantno analizo, multivariatno analizo variance (MANOVA), logistično regresijo, analizo glavnih komponent itd..

Najpogosteje uporabljeni programi

Biostatistika je bistveno orodje v bioloških znanostih. Te analize se izvajajo s specializiranimi programi za statistično analizo podatkov.

SPSS

Ena izmed najbolj uporabljenih v svetu, v akademskem okolju, je SPSS. Ena od prednosti je tudi upravljanje velike količine podatkov in zmožnost prevajanja spremenljivk.

S-plus in Statistica

S-plus je še en razširjen program, ki omogoča - tako kot SPSS - izvajanje osnovnih statističnih testov na velikih podatkovnih količinah. Statistica se pogosto uporablja, za katero je značilno intuitivno upravljanje in raznolikost ponujene grafike.

R

Danes se večina biologov odloči za statistično analizo v R. Za to programsko opremo je značilna vsestranskost, saj se vsak dan ustvarjajo novi paketi z več funkcijami. Za razliko od prejšnjih programov morate v programu R poiskati paket, ki izvaja test, ki ga želite narediti, in ga prenesti.

Čeprav se zdi, da R ni zelo prijazen in enostaven za uporabo, zagotavlja širok spekter testov in funkcij, ki so zelo koristne biologom. Poleg tega obstajajo določeni paketi (kot je ggplot), ki omogočajo vizualizacijo podatkov na zelo profesionalen način.

Reference

  1. Bali, J. (2017). Osnove biostatistike: Priročnik za zdravnike. Jaypee Brothers Medical Publishers.
  2. Hazra, A., & Gogtay, N. (2016). Biostatistika serije 1: Osnove biostatistike. Indijski časopis za dermatologijo, 61(1), 10.
  3. Saha, I., & Paul, B. (2016). Osnove biostatistike: za dodiplomske, podiplomske študente medicinske znanosti, biomedicinske znanosti in raziskovalce. Akademski založniki.
  4. Trapp, R. G., & Dawson, B. (1994). Osnovna in klinična biostatistika. Appleton & Lange.
  5. Zhao, Y., & Chen, D.G. (2018). Nove meje biostatistike in bioinformatike. Springer.