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流行病學基本原理范文1
【關鍵詞】預防醫學專業流行病學現場調查實踐教學
【中圖分類號】G642.0【文獻標識碼】A【文章編號】2095-3089(2020)29-0039-02
前言
現場流行病學的概念是:“要解決的問題出乎預料必須立即對該問題做出反應,流行病學工作者必須親赴現場解決問題,由于必須及時地采取控制措施,故調查深度可能受限”情況下的流行病學應用,現場流行病學是方法學科,有些學習流行病學很好的博士、碩士,由于缺乏現場經驗,面對實際發生的問題而手足無措,他們不善于征取得到當地人員的配合,不知道如何與群眾、決策者溝通,這足以說明僅僅掌握流行病學方法,是難以解決實際問題的。
雖然目前生物醫學日益發達,生物醫學技術已經發展到分子基因水平,但這些仍然代替不了現場流行病學研究,流行病學是研究疾病的群體現象,疾病的群體現象體現在現場人群中,因此必須讓學生經歷規范化的現場人群調查實踐,才能認識疾病的群體現象,探索疾病發生和流行的原因,然而,目前流行病學的教學重視理論,而實踐教學開展的相對較少。
流行病學是一門方法學科,在本科教學工作中應該包括理論教學和實踐教學兩個部分。實踐教學比較注重流行病學各種方法原理的應用,幫助學生消化理論知識,采用實踐教學不僅能提高學生應用理論教學中流行病學方法的能力,還能培養學生學習流行病學的興趣。許多在理論課堂上看起來較簡單的流行病學設計思路在實際應用中會有很多問題。因此通過現場調查實踐,根據存在問題找出對應的解決方案,不僅能夠使學生的理論知識得到應用,還能夠鍛煉其處理問題的能力。
現場實踐教學是流行病學教學的重要環節,但這一環節在實際教學工作中往往沒有得到很好的落實。造成這種情況的原因很多,最主要的原因在于沒有相關流行病學課題支撐的情況下,相關部門不愿意配合完成,學生實踐現場難以獲得。因此為了完成流行病學教學任務,現場實踐教學這一環節必須加強,學校和代課教師要做好與地方疾病預防控制中心、醫院及相關部門和社區及相關部門的聯系工作,組織開展如個案調查、小規模的現況研究和利用現有資料進行生態學研究等現場實踐教學。
流行病學的研究方法具有嚴密的邏輯思維特性,被喻為“醫學中的哲學”,因此培養學生發現問題、分析問題和解決問題的能力,是流行病學理論和實驗教學的重點和難點,面對新形勢下社會和經濟發展帶來的突發公共衛生事件應對,和疾病、防控的機遇和挑戰,加強學科建設,培養高層次流行病學專業人才,是擺在預防醫學專業教學面前的艱巨而又緊迫的任務,現況調查是描述性流行病學調查研究中重要的方法之一,特別適合于慢性病調查,對特定時間內某種疾病或健康狀況及有關因素的資料進行調查,描述資料的三間分布,以分析該人群中疾病的分布特征及其與相關因素的聯系,從而為進一步的研究提供病因線索,也可以調查某特定人群對某醫學知識領域的認知水平,以便對該人群進行針對性的健康教育提供參考依據,同時也可以提高學生流行病學理論教學內容的掌握和應用能力。
在流行病學教學過程中,如何激發學生學習流行病學理論與方法的興趣貫穿于流行病學的課題設計、現場調查、案例討論、統計分析之中,是每一位流行病學教師需要長期研究和實踐的課題,因此通過系統的現場調查研究設計、現場調查實施、實驗室檢測和數據統計分析相結合的流行病學實驗教學改革實踐,可以促進學生理論與實踐相結合,更系統掌握理論知識并運用于實踐。
流行病學現場實踐教學步驟與方法
現場實踐教學大致可分為4個階段:計劃階段,準備階段,實施階段,總結階段。
1.計劃階段
本課題,計劃在南疆51團流行病學現場,該團不同連隊包括美麗社區、和諧社區、6連、2連18周歲以上的村民(約1000人)作為調查對象,采用問卷法、體格測量法調查該地高血壓、血脂異常、肝膽良性腫瘤的患病率和知曉率。學生在帶教教師的嚴密組織和指導下開展流行病學的現況調查,包括調查設計、調查準備、資料收集、整理與分析等流行病學調查的全部實踐過程。
2.準備階段
實踐教學4個階段中,準備階段尤為重要,如果準備工作做得比較周全、完美,就能為現場實踐教學工作的圓滿成功創造條件,打好基礎,如果準備工作做得不扎實,有欠缺,就會為現場實踐教學工作的成功埋下隱患,因此,本次現場實踐教學開始實施之前,我們準備了大量的前期準備工作,為保證本次現場實踐教學活動的順利開展打下了堅實的基礎。
周密的教學設計和完善的教學準備是現場教學成敗的關鍵,該過程的主要教學工作包括:①向學生解釋說明現場教學的教學目標及其重要性、一般步驟和基本要求,使學生對現場教學的目的、內容、步驟及方法有一個整體了解;②指導學生復習流行病學現況調查的基本知識,及高血壓、肥胖、血脂異常、肝膽良性腫瘤的患病率和知曉率與防治技術;③練習擬定調查計劃,制定調查表,撰寫高血壓、肥胖、血脂異常、肝膽良性腫瘤的防治知識宣傳冊;④強化對高血壓、肥胖、血脂異常、肝膽良性腫瘤病史詢問、體格檢查、實驗室檢查等技術訓練,統一檢查和記錄標準,并對學生規范組織紀律和工作作風;⑤將學生分成不同連隊的流行病學調查組,分別參與各組的物質準備工作。
3.現場實踐
進入現場教學之后,將學生按自然村分成4個大組,每一大組均由流行病學基本信息調查小組、體格檢查小組組成,各小組在帶教教師指導下按調查設計有條不紊地開展流行病學現場實踐工作。流行病學調查組在各村領導協助下,主要負責逐戶宣傳動員群眾,收集流行病學基本人口學資料,采集研究對象血標本并送檢。對調查表進行核對、充實之后進行整理,及時計算出不同人群高血壓、肥胖、血脂異常、肝膽良性腫瘤的患病率。最后對流行病學現場場地進行清理,指導學生書寫流行病學調查報告及現場教學體會之后結束現場教學。
4.總結階段
現場教學結束之后,由流行病學實踐教學現場返回學校并由帶教教師組織學生交流現場教學學習后的體會,總結學生在現場教學中的表現,評價學生所撰寫的流行病學調查計劃、問卷調查表及調查報告的質量,最后綜合評定現場教學目標達成度。
教學效果
學生在現場實踐教學中的一系列實踐活動中必然會遇到不同的問題,尤其是對調查對象的宣傳,由于有周密的教學計劃、充分的準備、嚴密的組織、嚴肅認真的工作態度,使得學生在調查過程中遇到的問題和困難都能及時得到解決,順利完成各個環節的教學活動,保證了教學效果和流行病學調查的質量。同時教師認真的工作態度使學生初步認識到:作為一名公共衛生工作者,在工作中想要達到事半功倍之效,除了必須具備扎實的專業基本理論和熟練的操作技能之外,還必須具有科學的工作方法和認真負責的工作態度,從而強化學生對專業學習的進取心和良好的工作作風。
結語
流行病學調查現場教學體現了理論聯系實際的教學原則,有利于預防醫學專業學生的基本技能訓練,有利于促進學生深化學習專業知識和培養學生在實際工作中的專業能力,樹立正確的職業道德觀,是培養實用型人才的有效措施之一,因此對預防醫學專業學生適當開設流行病學現場教學是大有裨益的。同時流行病學作為預防醫學中的主導學科,在預防醫學教學、防病控病以及科學研究中均發揮重要的作用。從“教學型”向“教學研究型”人才培養方向過渡,綜合培養學生的流行病學思維和工作能力,以培養適應社會需求的高層次人才。
流行病學基本原理范文2
公式是從多渠道信息中得出科學結論的基礎,醫學統計學難以避免地會涉及到大量的公式和計算,國內多數學者的觀點是無需記憶統計學公式,臨床藥學專業的學生是學習主體,能否成為合格的臨床藥師主要取決于他們是否學會終身學習,大學期間的一次性教育難以適應醫藥信息量劇增的現實,因此臨床藥學專業學生對專業課程興趣的培養對其將來的發展至關重要。首先,醫學統計學的授課內容需要與專業結合,授課案例、習題均應貼近臨床具體問題,在臨床用藥中,引導學生利用醫學統計學知識解決專業問題,這將很好地調動學生學習的積極性。例如,通過“婦產科手術患者抗菌藥物使用情況分析”[5],合理安排授課內容,講解數據收集、分析、結果解釋的基本概念和操作流程,學生可以自己重復或揭示臨床藥學某些專業領域的規律,切實感受到醫學統計學在設計實驗、收集資料、整理資料和分析資料中的重要作用,從而促進其興趣的提升和能力的培養。
2不同教學法的綜合運用提升教師的能力
作為臨床藥學的專業基礎課,醫學統計學教學的水平很大程度上依賴于教師的綜合能力。教師是提高臨床藥學專業人才素質的前提和基礎,醫學統計學的授課教師不僅要有扎實的醫學統計學知識和豐富的臨床數據處理經驗,要善于總結零散知識點,并綜合運用趣味法、比較法、懸疑法、逆向法、多媒體展示法、知識樹展示法及軟件分析法等多元化教學方法。醫學統計學的授課教師要不斷完善知識結構,拓寬知識體系,提升自身的理論修養和科研水平,同時需要加強對醫學統計學相關領域如藥物流行病學、循證醫學等各個方面的認識,要把臨床藥學相關內容有機的結合,從宏觀角度培養臨床藥學專業學生的綜合能力[6-7],使學生理解設計實驗、收集、整理和分析資料的全過程。例如,通過“婦產科圍手術期患者抗菌藥物應用時間分析”[8],運用現代化教學手段如多媒體技術,展示“抗菌藥物應用時間”的研究思路,充分利用課堂時間,教給學生完整、清晰、系統的醫學統計學思路,明確授課重點、難點和各數據分析環節間的聯系,充分體現學生的主體地位和教師的主導作用,為臨床藥學專業學生畢業后的終身學習奠定基礎。
3實施實踐教學
實踐可將醫學統計學理論與臨床藥學實際緊密地結合起來,培養學生獨立分析問題的能力。醫學統計學的實踐教學是鞏固、強化理論內容,培養、鍛煉學生靈活運用統計學基本原理、基本方法,解決臨床藥學問題的能力。目前國內的醫學統計學實踐多采用課后習題和統計軟件上機操作,筆者傾向于軟件上機、網絡操作和臨床數據分析的形式開展實踐教學。例如,通過《某三級甲等醫院婦產科圍術期患者應用抗菌藥物的經濟學評價》[9]和《中國內地2型糖尿病患者胃轉流術后1年療效的Meta分析》[10],教授學生使用SAS、SPSS、STATA、Revman等分析軟件,通過不同軟件常用統計方法的上機操作,拓寬學生的視野。統計軟件操作的不足之處是比較機械化,無法對醫學統計分析方法使用條件作出判斷,方法的選擇正確與否依賴于使用者對數據的了解程度和對方法的掌握程度,因此統計軟件的上機操作可以加深學生對基本原理和方法的理解。此外,軟件的實踐教學能夠激發學生的積極性,降低遺忘率,提高其應對臨床數據的把握能力,有利于將來開展臨床藥學工作。網絡操作是近年來興起的實踐教學模式,病例分析是臨床教學中常使用的授課方式。隨著互聯網的普及,醫學統計學知識及討論得到廣泛傳播,筆者認為可以在醫學統計學及流行病學相關的學術網站參與臨床病例的探討,例如,通過對七氟醚心肌保護作用的討論[11],搜集網絡資源,從實驗設計、資料收集、整理和分析過程發表學生們的觀點,深化理論與實踐的結合,調動學生參與的積極性,達到取長補短、共同提高的目的。
4改革考核形式
考核是檢驗學習效果的有效途徑之一,傳統的考核形式多為期末閉卷考試,答案往往是固定的,尤其是理科院校的學生,更適應這一類考試,但這大多是考察學生的記憶力,無法達到綜合評價學生能力的效果。筆者認為,沒有標準答案的考核,才是檢驗臨床藥學專業學生學習醫學統計學效果最好的考核形式,也是體現臨床藥學專業醫學統計學教學模式的有效手段。因此,考核形式和成績應兼顧期末與平時成績,采用閉卷與開卷相結合、主觀與客觀題相結合的形式。例如,通過對藥物流行病學研究中無應答問題[6]和循證醫學中循證問題[7]的探討,可以明確臨床藥學專業領域容易混淆的基本知識點,既可以在期末考試中考核學生基本知識點的掌握情況,也可以在平時成績中體現學生分析和判別容易混淆的概念、解決臨床藥學問題的能力。
5結束語
流行病學基本原理范文3
回族醫學是一門以“四性”、“四液”、“真一七行”等阿拉伯伊斯蘭醫學特有的病因病機理論為指導[1],以“理氣調性”為主要治則,以“香藥”為主要方藥特點,對各種疾病進行系統診治的學科。其中“四性學說”占有重要的地位,是回族“體質稟賦”理論體系的核心內容。隨著現代醫學與中醫體質學說的發展和成熟,回族“體質稟賦”理論中的診治體系的量化、標準化成為可能。因此,寧夏醫科大學中醫學院回醫醫學研究所在多年的理論研究和醫療實踐中,提出了“回回體質”這一假說,以期形成一套從“概念”、“生理”、“病理”到“診斷”、“治療”、“養生”和“預防”的診治體系,更好地為回族人民的健康事業服務。筆者對“四性學說”和“回回體質假說”的關系進行論述。
1 四性學說
1.1 基本內容
“四性學說”由天人合一論、性智本原論、稟性論和四性氣質論四部分有機地構成。(1)天人合一論即人(小世界)與宇宙(大世界)的統一于“真一”。伊斯蘭哲學認為:“人之本性,乃無極樣式,此身之本質,……無極雖受真主之命乾坤萬物,其生死貴賤之權,必不由無極太極所能自主也?!笨梢詺w納為“一元論”;(2)性智本原論即“真一”分化為“性”與“智”。伊斯蘭哲學認為:“人體仿佛一個小世界,‘性’和‘智’就是這個世界的主宰,與人形影不離,相伴終生。”“性”者:根于大命中之性而起,人之所以然?!恰撸焊诖竺兄嵌穑镏匀?。”也就是說:性和智被認為是人和物的最直接的根據和本原??梢詺w納為“二分論”;(3)稟性論:“性”和“智”與生俱來,與命共生、共存。a.“智”的基本特征:思想、意志、信念、情感、智能和知識。b.“性”可再分為“真性”和“生性”?!肚逭嬷改稀罚?]中說:“性有二等:一曰真性,二曰生性。真性與命同源,乃仁、義、禮之性,是人的本性。生性因形始具,乃水、火、氣、土之性。二者和合則為‘稟性’。”可歸納為“四分論”;(4)四性氣質論即“稟性”的四種特征?!短旆叫岳怼分姓f:“一曰安定性,屬風(氣);二曰常惺性,屬水;三曰悔悟性,屬火;四曰自任性,屬土?!笨梢詺w納為“四特性論”這四個理論一步步地分化為最后的“四性學說”,最終形成了回族的一種特有的病因病機理論,為疾病的治療提供了有力的依據。
1.2 理論體系
回族醫學[3]認為疾病的發生發展,是生命體身心性智為響應內外環境變化,改變內部稟性、氣質、體液機能的應變能力的一種綜合態勢?;刈遽t學稱之為“稟性衰敗”,回族醫學的重要典籍《回回藥方》以此為綱,提出“病理根源”說,即是“四性學說”的具體應用?!八男猿苫?、“四性流行”(上下流行、單行與相攙、四時成于四行、積陽之氣與四性)、“四性功著”、“四性生克”、“四性顯微”(四性互化、四性顯級)、“四性的生理與病理”(稟性熱者、稟性冷者、稟性干者、稟性濕者)、“四性與四液的病理”、“四性體質與發病”等均是“四性學說”在具體疾病的診療中的具體應用,從而豐富了“四性學說”的內容。
2 回回體質假說
2.1 假說的提出
任何科學假說都是人從個人或前人實踐經驗、科學知識的積累中通過分析和綜合,對所選課題可能得到的預期結果進行解釋[4]?!盎鼗伢w質”是寧夏醫科大學中醫學院回醫研究所通過對大量回族文獻的整理和在多位回族著名專家的臨床經驗基礎上提出的一假說。
回族醫學的“四性學說”已經是一個完備的學說,在堅持回族醫學特色的基礎上,結合現代醫學的相關診療手段,并借鑒“中醫體質學”中的相關方法學,完全有可能形成一套我們自己的體質分型體系,并對特定的人群建立一套“橫斷面研究體系”和“療效評價研究體系”,并且在對相關方藥進行深入的研究基礎上,進行大樣本的“臨床試驗”和“動物實驗”,最后形成一套“回族的臨床與科研體系”。因此說,“回回體質假說”的提出具有重要的戰略意義。
2.2 驗證方法
“回回體質假說”的建立同一切假說一樣,都要運用形式邏輯中的類比(類推)、歸納、演繹等方法進行邏輯推理。因此,我們將首先對寧夏回族人群中常見、多發的幾種疾病進行研究,來論證“回回體質假說”(歸納推理:即由個別到一般);在“回回體質假說”這一前題具有充分合理性后,再以這一假說來指導其他疾病的研究(演繹推理:即由一般到個別)。并且在臨床試驗和動物實驗中貫徹類比的推理方法(隨機、對照、盲法和可比性原則)。在歸納的基礎上演繹,在演繹的前提下歸納,把兩者緊密結合起來,使科學思維活動逐步深化。
2.3 構成體系
2.3.1 概念
“回回體質”是回族人生命過程中,在先天遺傳(基因)和后天獲得(宗教、飲食和地域)的基礎上,表現出來的形態結構、生理機能和心理狀態方面綜合的相對穩定的特質。這種特質反映在:①某些生理特性方面;②對自然及環境方面的適應能力和對疾病的抵抗能力;③在發病過程中對某些致病因素的易患性和病理過程中發展的傾向性等方面。
2.3.2 研究范疇
(1)體質人類學[5]:體質人類學是人類學中的一個分支學科,研究的是現代人類體質特征和類型以及人群的生理、生化特征和靈長類行為等。從研究涉及的內容上來看,體質人類學中的體質概論,包括了形態結構特征、機能、代謝特征,并兼及了心理行為特征等方面的內容。(2)解剖學:人體解剖學中的“體質”概念,按中國解剖學會體質組的研究內容來看,其概念主要是指人體的形態結構特征,包括人體各個組成部分及各組織、器官相各功能系統的形態特征與正常范圍。(3)現代醫學:現代醫學中的“體質”概念尚無統一定義,應用也比較混亂,除上面所提出的人體解剖學中的體質含義外,有時則僅屬“素質”的同義詞。精神病學對體質所作的定義為:體質系指在遺傳素質的基礎上,個體在發育過程中,內外環境相互作用而形成的整個機能狀態和軀體形態特征。以上各學科中的體質概念,其內涵是有差別的,但內涵的確定方法,無不是本學科研究的性質和目的所決定的,而學科性質與研究目的,也就成為該學科中概念的定義原則,“回回體質”研究亦是如此。
2.3.3 內涵
任何科學研究活動都是由兩層因素合成的,即理論背景和經驗基礎。就回族體質研究來看,其經驗基礎是對人群中個體差異性的觀察與總結;其理論背景則是人們對這種個體差異性的基本看法。例如:人群中個體差異性的決定因素是什么?遺傳因素還是環境因素?是形態、功能,還是心理因素?對這些問題的不同回答直接影響著回族體質研究的出發點和發展模式。因此,進行回醫體質研究,必須探明“回回體質假說”的基本原理——“內涵”,包括以下5點:(1)稟賦遺傳論(阿拉伯后裔);(2)宗教制約論(信奉伊斯蘭教);(3)地理制約論(地處我國西部);(4)心身結合論(飲食習慣及信奉宗教帶來的心理問題);(5)年齡發展論(小兒、成年、老年及婦女)。
2.3.4 外延
大量流行病學調查表明,寧夏回族自治區糖尿?。―M)的發病有兩大特征:第一,發病率高。①發病率明顯高于當地漢族人群。1979年全國DM流行病學調查發現[6]寧夏回族DM患病率為1.95%,顯著高于當地漢族。1996年全國DM流行病學調查發現[7]寧夏回族DM患病率為2.82%,仍明顯高于當地漢族。②DM慢性并發癥的發生率顯著高于國內、外。雷晨等[8]報道寧夏回族DM合并高血壓和尿毒癥的發生率為43.2%和3.4%,顯著高于國內的發生率31.9%和1.2%。2001年全國DM慢性并發癥調查發現[9]合并冠心病和腦卒中的發生率均高于國外水平。第二,發病人群以老年DM患者為主。雷晨等對2587例寧夏回族2型DM患者年齡進行調查發現[9-10]:平均年齡為(53.8±13.4)歲,且年齡與高血壓(1.717%)、腦血管疾病(1.735%)、心血管疾病(1.590%)及下肢血管疾病(1.718%)呈正相關。因此,加強寧夏回族老年DM的防治無疑具有重要的意義。
因此,我們將對寧夏回族糖尿病人群進行大樣本的橫斷面研究,并在多位著名回族專家臨床經驗及現代藥理學證明有效的回族古方中篩選出方藥,進行大樣本的臨床觀察(包括人群的自然情況研究及多種療效評價的確定及驗證)。
3 兩種學說的關系
綜上,“四性學說”是“回回體質假說”的理論來源,而“回回體質假說”是“四性學說”的進一步完善。在現代醫學和中醫體質學說不斷發展成熟的今天,其他少數民族醫藥已經結合了本民族的醫學典籍中的體質相關內容,形成了本民族特有的體質診療體系。因此,我們也要在堅持回族醫學特色的基礎上,結合現代醫學的相關診療手段,并借鑒“中醫體質學”中的相關方法學,形成一套我們自己的體質分型體系。
參考文獻
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流行病學基本原理范文4
【關鍵詞】 BP神經網絡; 疾病預測; BP算法; 精神分裂癥
BP神經網絡是人工神經網絡的一種,它通過模仿生物大腦神經系統信息處理功能實現輸入與輸出之間的任意非線性優化映射,有著傳統統計方法無法比擬的適應性、容錯性及自組織性等優點,特別是用傳統統計方法效果不好或不能達到目的時,采用BP神經網絡往往能收到較好的效果,它在疾病預測中有著廣闊的應用前景。
1 BP神經網絡基本結構及BP算法基本原理
BP神經網絡的基本處理單元是神經元(即節點),大量神經元廣泛連接構成神經網絡。BP網絡通常含有輸入層、隱含層(中間層)和輸出層,每層均包括多個神經元,輸入層與輸出層各有一層,隱含層根據需要可以設多層,也可不設。神經元之間通過權相互連接,前一層神經元只對下一層神經元作用,同層神經元之間無相互作用,權值的大小代表上一級神經元對下一級神經元的影響程度,如圖1 所示。網絡中作用于神經元的激勵函數通常采用的是S 型函數(sigmoid 可微函數),見式(1)。
f(x)=(1+e-Qx)-1(1)
式中Q 為調節激勵函數形式的參數,稱增益值。Q 值越大,S 形曲線越陡峭;反之,曲線越平坦,通常取Q =1。
BP算法(Back Propagation) 是為了解決多層前向神經網絡的權值調整而提出來的,也稱為反向傳播算法,即網絡權值的調整規則是向后傳播學習算法,具體來說,BP算法是建立在梯度下降法的基礎上的,訓練過程由正向傳播和反向 傳播組成,在正向傳播過程中,輸入信息由輸入層經隱含層逐層處理,并傳向輸出層,如果輸出層得不到期望的輸出,則轉入反向傳播,逐層遞歸的計算實際輸入與期望輸入的差即誤差,將誤差信號沿原來的連接通道返回,通過修改各層神經元的權值,最終使得誤差信號最小。
2 BP網絡的建模過程及模型設計要點
在流行病學中,可以應用BP網絡建立疾病的預測模型,建模的基本過程如下:首先收集導致疾病發生的主要影響因素及疾病發生的結果;然后把影響因素及疾病結果輸入到設計好神經網絡模型中進行反復訓練,直到網絡收斂(即達到預期的訓練誤差),在訓練過程中可適當采用一定的技巧使網絡的訓練速度最快、誤差最小、模型最優;最后用建立好的模型進行疾病預測。下面具體探討網絡模型的設計要點。
2.1 確定訓練樣本
訓練樣本應來源于研究總體的一個隨機無偏樣本,并且按隨機、對照、重復及盲法等原則收集資料、整理資料、分析資料,保證訓練結果的無偏性。訓練樣本含量適宜,含量過大會造成訓練速度偏慢,訓練結果過分逼近訓練集(或者說是該研究的外部真實性較差),使得網絡的推廣泛化能力降低,況且,大樣本的收集大大增加了工作量;樣本過小其代表性不夠,使訓練結果不夠可靠(或者說是該研究的內部真實性較差)。一般來說,網絡的結構越復雜,所需樣本越多,結構越簡單,所需樣本可相應減少。對于單層BP網絡可參照Logistic回歸對樣本含量的一般要求,當樣本含量與連接權的個數比為10:1時[1],就基本能夠滿足要求,多層BP網絡的樣本量應在此基礎上根據網絡的復雜程度適當增加。
2.2 變量值的歸一化處理
歸一化處理的目的是把變量值歸一到區間[-1,1]內,此原因大致有兩個:一是因為BP網絡中非線性傳遞函數的值域一般在區間[-1,1]內,因此輸入及輸出變量的取值都限于這個區間之內。二是為了使輸入值(特別是那些比較大的輸入值)均落在Sigmoid傳遞函數變化較大的區間,使網絡的訓練速度最快,改善網絡的性能,當然如果輸入及輸出值原本就位于[0, 1]區間內,可不進行的歸一化處理,歸一化處理可采取以下兩種形式:
xbji=xji/ (xji,max-xji,min)(2)
xbji=xji/ (xji,max)(3)
上式中xbji 為歸一化后樣本中第j 個樣品的第i 個輸入變量,xji 為原始資料第j個樣品的第i 個輸入變量; xji,max 與xji,min 為原始資料第j 個樣品的第 i個輸入變量的最大值和最小值。
2.3 BP網絡的初始化
開始訓練時,首先進行網絡權值的初始化,這是因為如果初始權值選擇不當,有可能造成訓練時間過長,誤差平面陷入局部極?。?],甚至不收縮。所以網絡的初始權值一般?。?1 1]之間的隨機數,這樣可保證每個神經元的權值都能夠在 型傳遞函數變化梯度最大的地方進行調節。
2.4 輸入層的設計
輸入層僅設一層,輸入神經元的個數與輸入變量的個數相同。
2.5 隱含層的設計
一是隱含層的層數,對BP網絡而言,一個三層BP網絡就可以完成任意的n維到m維的映射,一般情況下,采用單隱層的網絡就可滿足要求;二是隱含層神經元的個數,隱單元數目的確定比較復雜,與資料的特點、輸入輸出單元的數目都有關系,往往根據設計者的經驗和多次試驗來確定,本文采取類似于統計學中建立"最優"多元回歸方程中逐步向前法和向后法的方式來確定隱單元的數目,該方法如下:先根據以下公式[3]確定一個隱單元數的范圍,n1=n+m+a(4) 式中n 為輸入單元數,m 為輸出單元數,a 為[1,10]之間的常數。
然后放入足夠多的隱單元,通過訓練將那些不起作用的隱單元逐步剔除,直到不收縮為止(此即靈敏度修剪算法[4]);或者在開始時放入比較少的神經元,逐步增加隱單元的數目,直到達到比較合理的隱單元數目為止。
2.6 輸出層的設計
輸出層僅有一層,輸出層神經元的個數與所希望得出的預測變量數目相等。
3 其它需要注意的問題
如何提高網絡的泛化能力。網絡的泛化能力,通俗的說就是網絡對新樣本的預測能力。網絡的泛化能力與網絡的結構和訓練樣本的特性有關,一般說來,網絡的隱節點數與隱層數越少,網絡的泛化能力越強,因此在實際應用時盡可能采用較少的隱節點數和隱層數來得到較優的網絡,另外,加入噪聲等也可以提高網絡的泛化能力[5]。
如何提高網絡的訓練速度與收斂速度。為提高訓練速度,可采用變化的學習速率或自適應的學習速率[6]。
如何克服局部極小。BP算法可以使權值收縮到某個值,但并不能保證其誤差平面的全局最小值,這是因為采用梯度下降發可能會產生一個局部最小值。對于這個問題,可采用附加動量法[7]、遺傳算法等。
4 模型擬合實例
某市通過隨機抽樣、多因素逐步Logistic回歸分析該市的4所精神病醫院的精神分裂癥新發病例及其對照各131例,篩選出影響精神分裂癥發病的主要因素共10個:X1(本人學歷)、X2(母親學歷)、X3(婚姻狀況)、X4(事件經歷史)、X5(性格)、X6(工作學習壓力)、X7(母親孕齡)、X8(出生體重)、X9(家族史)、X10(非雙親撫養史)。變量賦值如表1。表1 精神分裂癥發病影響因素及量化(略)
4.1 確定訓練樣本及測試樣本。以上述131對樣品作為訓練樣本,另外選取精神分裂癥患者及正常人各20例作為測試樣本。
4.2 設計合適的神經網絡參數。輸入神經元10個,單層隱含層,隱含層神經元數目4~13個之間,通過靈敏度修剪算法確定隱含層的最佳神經元個數,輸出層神經元個數為1;訓練次數1000次,訓練目標0.01,學習速率0.1;隱含層采用 型正切函數tansig,輸出層采用 型對數函數logsig ,網絡訓練的函數設定為trainlm。
4.3 編寫程序。應用Matlab7.0編寫BP神經網絡程序如下:p=[ 0 1 3 1 0 0 3 0 1 0;0 1 1 2 2 1 4 1 2 1;......] '; %輸入訓練樣本的輸入變量p
for i=1:10
P(i,:)=(p(i,:)-min(p(i,:)))/(max(p(i,:))-min(p(i,:)));
%輸入變量的歸一化處理
end t=[1 1 1 1 1 1 1...... ]'; %輸入訓練樣本的輸出變量tthreshold=[0 1;0 1;0 1;0 1;0 1;0 1;0 1;0 1;0 1;0 1];
%限定輸入變量的最大值與最小值no=[4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14];%隱含層神經元的個數 for i=1:11net=newff(threshold,K[no(i),1],{ 'tansig','logsig'},'trainlm');
%設定網絡訓練函數net.trainParam.epochs=1000; %設定訓練次數net.trainParam.goal=0.01; %設定訓練目標LP.lr=0.1;%設定學習速率net=init(net); %網絡的初始化net=train(net,P,t); %網絡訓練
p_test=[0 1 3 1 0 0 3 0 1 0;0 1 1 2 2 1 4 1 2 1;......]'; %輸入預測樣本的輸入變量for i=1:10
P_test(i,:)=(p_test(i,:)-min(p_test(i,:)))/(max(p_test(i,:))-min(p_test(i,:))); %歸一化處理 end
Out=sim(net,P_test); %輸出預測變量X=[1 1 1 1 1 1 1 1......]; %輸入預測樣本的實際結果
plot(1:40,X-Out); %繪制預測誤差曲線
4.4 訓練結果。通過反復訓練發現,當隱含層神經元個數為8時,網絡的訓練速度最快,僅需要9次訓練便達到到了預期的訓練誤差,訓練的速度也比均勻,網絡振蕩最小。
4.5 測試樣本的前瞻性考核。把40個測試樣本的調查資料輸入上述訓練好的BP神經網絡模型進行前瞻性考核,如果按照預報誤差大于0.05時為預測錯誤的標準,則病例中有2例預測錯誤,正常人有3例預測錯誤,靈敏度及特異度分別為90%、85%,預測的一致率為87.5%,前瞻性考核的效果較好,通過預測誤差曲線也可看出,如圖2。
5 討論
BP神經網絡是一種非傳統的多元非線性模型,可以識別變量間復雜的非線性關系,功能十分強大,而且無論變量是何種類型,是否滿足正態性、獨立性等條件均可用于BP網絡建模。疾病的發病過程亦是一個受多因素影響的復雜過程,利用傳統的統計方法預測疾病的發生過程往往存在很大的局限性,而BP神經網絡的優點恰恰適合預測疾病的發生過程。BP神經網絡的設計直接關系到網絡的應用效果,在應用時按照資料的特點從每一細節考慮網絡的設計。當然,BP網絡在流行病學領域的應用剛剛起步,尚存在一些問題有待解決,如權重系數的假設檢驗,計算權重系數的可信區間,含隱含層時權重系數的流行病學意義,輸入變量的選擇等都還需要進一步研究。
參考文獻
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流行病學基本原理范文5
1預防醫學實驗教學存在的問題
一直以來,實驗教學以單純驗證學科基本理論為主要目的,忽略了學生創造能力的培養。以往預防醫學實驗內容中環境與健康部分屬驗證性實驗,教師講解原理、操作方法及注意事項等,學生只要按部就班的進行就可到預期的實驗結果。這種被動式的學習,影響了學生自主性的發揮,甚至使部分學生對實驗課失去了興趣。同時預防醫學的驗證性實驗內容大部分與實際生活脫節,造成學生感覺學無所用。因此在預防醫學實驗教學中存在以下問題:①對預防醫學實驗課不重視,不提前預習實驗的內容,對實驗前的準備,學生很少參與,各種儀器的操作、試劑的配制完全不了解,導致在實驗過程中操作不規范,實驗結果不準確甚至沒有結果。②學生動手能力差,有的學生只注重實驗結果,在實驗過程中觀察到的現象和出現的問題不知道怎樣分析,甚至有的學生不進行實驗,最后抄襲別人的實驗結果。③團隊協作能力差,許多學生只知道自己做實驗,不與其他同學協作,不會的不懂得去詢問,應付了事。④實驗報告不規范,課后忽視對實驗結果的分析,一律照教材上的內容分析,沒有創新意識。
因此,為了培養、造就一批集醫療、預防、保健綜合能力的創新人才,我們要加強預防醫學的實驗教學。通過實驗不僅使理論與實踐結合,幫助學生理解和鞏固所學的理論知識,而且更能培養學生的操作能力和分析問題、解決問題的能力及科學創新思維。所以要改變教學方法,來提高學生的積極性和主動性。
2明確教學目標
預防醫學實驗主要是針對環境衛生學、職業衛生學等開設的一些實驗內容。實驗教學的關鍵任務之一是促進學生動手與動腦,動手即是訓練學生親自或獨立進行基本的專業操作技能。動腦即是引導學生思考與理解實驗項目的基本原理和對結果的正確分析。為了利于課堂理論與實驗教學的有機結合,我們提出實驗教學的條主線:一是讓學生在掌握理論知識的前提下,進行實驗前期準備工作的全過程,從玻璃器皿的清洗、藥品試劑的配制、儀器的調試等,并對每步進行詳細記錄。二是引導學生對實驗結果的正確記錄與有效分析,尤是注重用自己的思維去分析,去創新。
3優化實驗教學內容
3.1預防醫學實驗教學內容的安排
我院預防醫學實驗教學內容安排和學時數,具體安排見表1。表1醫學本科生預防醫學實驗項目與教學目標實驗項目學時教學目標飲用水消毒3掌握飲用水消毒的原理、方法和余氯的估計膳食調查3掌握膳食調查的方法和食物成分表的應用食物中毒案例討論3熟悉食物中毒分類和調查處理的原則紅細胞游離原卟啉測定3熟悉原卟啉測定的方法膽堿酯酶活性測定3熟悉膽堿酯酶測定的原理、方法和結果分析塵肺片閱讀3掌握塵肺X線片特點和塵肺的防治措施環境汞污染3了解汞污染的來源和防治措施氣象條件的測定3熟悉氣象條件測定的方法數值變量資料的描述5掌握數值變量資料的描述指標,統計軟件的應用t檢驗2掌握t檢驗的適用條件和步驟方差分析2掌握方差分析的適用條件和公式分類變量資料的u檢驗等2熟悉u檢驗的適用的條件和資料的類型χ2檢驗2掌握χ2檢驗的公式的應用秩和檢驗2熟悉秩和檢驗的步驟直線相關與回歸2掌握直線相關與回歸的概念和分析步驟樣本含量估計、統計圖表2掌握在科研設計中n估計,統計圖表的特定。
3.2預防醫學實驗內容的特點
上述實驗內容注重從實際工作出發,打破學科間壁壘、改變傳統“驗證性”實驗教學模式,克服學科間實驗內容低水平重復、綜合性實驗及創新設計性實驗開設不足等缺點,將實驗內容分類整合、優化體系,并增加近年來公共衛生工作面臨的實際問題等內容組織教學。預防醫學實驗教學的主要任務是通過該課程中基礎實驗、綜合實驗、設計創新實驗及社會實踐等課程內容的系統教學與專業訓練,培養學生掌握預防醫學實驗的基本理論、基本知識和基本技能,系統地掌握該課程的基本實驗方法、基本思維方法及基本科研方法,使學生具有從事疾病預防和控制的實際工作能力、社會實踐能力、科技創新能力、宏觀思維能力、理論聯系實際的能力。預防醫學實驗內容是根據預防醫學專業主要內容有機整合而成的一門綜合性實驗課程,其內容包括預防醫學領域的主要實驗方法和實踐技能,涉及醫學統計與流行病學研究方法,毒理學、職業衛生與職業醫學、營養與食品衛生學、環境衛生學中相關實驗方法,按照基礎實驗、綜合實驗、設計創新性實驗、社區與網絡健康教育實踐等分層次組合,其基本理論源于衛生統計學、流行病學、衛生毒理學、環境衛生學、營養與食品衛生學、職業衛生與職業醫學等相關學科理論。學生必須先修完相應課程的理論知識,并系統掌握,讓后進行相關的實驗操作。該實驗教學與社會實踐相結合,保特學科發展的連續性、教學秩序的穩定性、課程設計的科學性與創新性。實驗教學中,通過老師講解、示范,學生自已操作、對問題的討論分析和課程實驗設計,在注重傳授基礎理論、基本知識,訓練基本技能的同時,要求學生掌握實驗設計的實驗的目的和基本原理、實驗涉及的基本理論與相關的操作方法,提高對實驗相關內容的思維能力,創新能力,操作能力(動手能力)。培養學生創新能力、綜合分析與處理突發性公共衛生事件的能力及運用知識預防和控制疾病的實際工作能力[2]。
4實驗教學改革辦法
4.1實驗教學的改進
傳統的實驗教學模式,一般是教師將實驗的原理、目的、操作方法及注意事項講解和示范,學生只根據教師的講解按部就班的操作就可以,這種傳統的教學模式難以激發學生的學習興趣。在充分體現學以致用的觀點指導下,緊密結合自身實際和社會需要,以及學習興趣得特點,我們對實驗教學內容進行了較大力度的改革,減少了驗證性實驗的數量,增加了與我們生活相關的實驗內容。例如環境汞污染,我們組織學生到水庫,采集水樣,檢測水中的污染物,同學們就體現出極大地興趣,并一起探討環境污染的來源,污染物的在自然界的轉歸,環境污染對人類的危害以及預防措施,用實際數據來體會注重環保意識的重要性。在實驗教學,還引入典型的案例,以加深學生對知識的記憶。同時,我們還把教師的科研課題的部分融入實驗教學中,有針對性的提出一些問題,讓學生自己進行分工,有組織的查閱資料,經充分討論后制定解決問題的方案,使學生體會到團隊協作的重要性,又能充分激發學生對科學研究工作的興趣,讓學生逐步意識到科學研究是為社會實踐服務的,在實踐中培養自己的創造思維。
流行病學基本原理范文6
制度保障是提升學生科技創新能力的基礎條件。[1]學校制定出臺了《大學生科技創新活動實施辦法》和《本科生科技創新項目管理試行辦法》,每年安排專項經費資助學生開展科技創新項目研究,提升學生科學素養。《贛南醫學院大學生創新創業訓練計劃項目管理辦法》《贛南醫學院大學生創新創業訓練計劃項目經費使用管理細則》等文件從項目的申報、訓練及經費等方面確保大學生創新創業訓練計劃的順利實施。
二、推行教學方法改革
《本科醫學教育標準—臨床醫學專業(試行)》要求醫學院校積極開展以“學生為中心”和“自主學習”為主要內容的教育方式和教學方法的改革,注重批判性思維和終身學習能力的培養,關注溝通與協作意識的養成。近年來,學校積極開展了問題式教學(problem-basedlearning,PBL)、案例式教學(case-basedlearning,CBL)、交互式教學(interactiveteachingmethod)、“雙語”教學、臨床技能模擬教學等多種教學方法改革,方便學生自主選擇學習內容、學習方法、學習時間、學習伙伴,自主提出學習問題,安排學習步驟;精選教學內容,大幅度減少必修課學時數;豐富第二課堂,開設校級資源共享課,為學生提供更多的自主學習時間,著力提高學生的學習興趣與積極性,培養學生的自主學習能力。
三、優化課程設置
《本科醫學教育標準—臨床醫學專業(試行)》要求醫學院校在整個教學期間實施科學方法及循證醫學原理的教育,培養學生的科學思維,使其掌握科學研究方法。學校進一步優化課程設置,改革專業課教學內容,構建人文社會科學知識、自然科學知識與醫學知識結合的知識、能力、素質協調發展的新型課程體系。臨床醫學專業課程改革,必修課程開設有基本原理、計算機應用基礎、預防醫學(含醫學統計學和流行病學)、醫學科研方法概論等,在形勢與政策課中開設有醫學與哲學講座,選修課程中開設有醫學信息檢索與利用、自然辯證法概論、循證醫學、臨床科研設計測量與評價、創造學等。
四、引導學生參與科研
《本科醫學教育標準—臨床醫學專業(試行)》要求醫學院校將科學研究活動作為培養學生科學素養和創新思維的重要途徑,采取積極、有效措施為學生創造參與科學研究的機會與條件。課程計劃中必須安排適當的綜合性、設計性實驗,為學生開設學術講座、組織科研小組等,積極開展有利于培養學生科研能力的活動。學校注重醫學生科學思維及科學精神的培養,將其作為學校教育工作的重要內容,提倡教師將科研成果引入教學,鼓勵學生參與科學研究。一是將學生科學素養納入人才培養方案,制訂“三早教育”計劃(早期接觸臨床、早期接觸科研、早期接觸社會)。二是鼓勵學生參與各類課外科技創新活動(如大學生創新課題、學生參與教師科研項目、開放性實驗室項目等)進行科學研究。三是建立學生導師制,為學生配備有經驗的專業老師,對學生進行科研指導,要求學生自己查閱文獻,鼓勵學生撰寫論文。
五、豐富實踐教學