Introducción a la estadística

La estadística tiene sus orígenes históricos a partir del momento en que estuvo ligada a cuestiones de Estado, razón por la cual se le dice que procede del vocablo Status, puesto que era función de los gobiernos de los Estados el establecimiento de registros de poblaciones, nacimientos, defunciones, cosechas, impuestos, entre otros. Hoy en día, se entiende como una ciencia que se ocupa de los métodos para obtener, organizar, representar e interpretar conjuntos de datos numéricos. Su importancia radica en que permite tomar decisiones basadas en datos precisos y confiables, razón por la cual se emplea en múltiples campos de la investigación, como la economía, medicina, ingeniería, psicología, sociología, política y muchas otras áreas.

 La estadística es una herramienta fundamental, siendo catalogada como una de las ramas de las matemáticas que posee más aplicaciones prácticas en la vida cotidiana, desde el análisis de datos recopilados a partir de encuestas, estudios de mercado o experimentos científicos, hasta predecir el comportamiento futuro de una variable, como el precio de las acciones, el clima o el rendimiento académico de un estudiante, además los métodos estadísticos hacen posible identificar problemas de calidad y tomar decisiones informadas sobre la mejora continua, también son fundamentales en los ensayos clínicos cuando se requiere determinar la eficacia de un tratamiento y los factores de riesgo para enfermedades específicas, de tal forma, la estadística permite garantizar que los resultados sean precisos y confiables. En este sentido se comprende, que los objetivos de la estadística son proporcionar una compresión clara y precisa de los datos, inferir conclusiones basadas en ellos, predecir eventos futuros y controlar procesos. Cabe señalar que, según problema que se estudie y el método utilizado, se pueden distinguir dos clases de estadística, la estadística descriptiva y la estadística inferencial. La estadística descriptiva o deductiva se encarga de resumir y presentar los datos de manera visual y numérica, mientras que la estadística inferencial o inductiva se trata sobre la elaboración de previsiones o conclusiones generales acerca de una población, partiendo de los resultados obtenidos en una muestra. Asimismo, es esencial tener presenta las ventajas de la estadística que van desde permitir identificar patrones y tendencias, así como también comparar datos, hasta controlar procesos y resolver problemas.

Dichas ventajas son de gran interés para el campo de la ingeniería biomédica, ya que, la estadística es utilizada para controlar la calidad de los equipos médicos, por ejemplo, se pueden realizar pruebas estadísticas para asegurar que los equipos médicos cumplen con los estándares de calidad y seguridad, además, se pueden analizar los datos de uso de los equipos para determinar cuándo es necesario realizar el mantenimiento preventivo, de igual modo, los métodos estadísticos hacen posible identificar patrones en las fallas y determinar si hay algún problema común que daba ser abordado. La estadística también se utiliza para analizar señales biológicas, como electrocardiogramas, encefalogramas y señales de resonancia magnética, con el fin de identificar tendencias en las señales y hacer inferencias sobre la función fisiológica. Sin embargo, también existen limitaciones en el uso de la estadística en la ingeniería biomédica, una de las principales limitaciones es la necesidad de contar con datos precisos y fiables, ya que, los datos pueden estar sesgados o incompletos, lo que puede afectar la precisión de los resultados, además, la estadística no puede resolver todos los problemas, ya que en el caso de los procesos biológicos algunos suelen ser demasiado complejos para ser analizados únicamente mediante métodos estadísticos. Para proceder a aplicar estos análisis estadísticos es importante tener conocimiento de algunos conceptos básicos, definiendo en primer lugar que una variable es cualquier característica o atributo que puede variar entre individuos o unidades de análisis. Las variables pueden ser de diferentes tipos, dependiendo de su naturaleza y de la forma en que se miden; una variable cualitativa es aquella que describe características o atributos que no pueden ser cuantificados numéricamente, como el género, la raza, la religión o la nacionalidad, por otro lado, una variable cuantitativa es aquella que puede ser medida numéricamente, como la edad, el peso, la altura o el ingreso, las variables cuantitativas se dividen en dos tipos: discretas y continuas. Las variables discretas son aquellas que sólo pueden tomar valores enteros, como el número de hijos o el número de automóviles en un hogar, por el contrario, las variables continuas son aquellas que pueden tomar cualquier valor dentro de un rango determinado y expresarse en decimales, como la temperatura o el tiempo. En cuanto a los datos, son los resultados o las observaciones que se han obtenido al realizar una investigación o estudio, estos pueden ser cualitativos (como opiniones, estado civil o género) o cuantitativos (como mediciones o conteos). Dentro de un conjunto de datos, se tendrán diferentes variables, y estas variables se pueden registrar con diversos grados de precisión, esto es lo se conoce como el nivel de medición. Existen cuatro escalas de medición, incluyen la escala nominal (que se utiliza para clasificar datos en categorías), la escala ordinal (que se utiliza para ordenar datos según una variable), la escala de intervalo (que se utiliza para medir diferencias entre valores) y la escala de razón (que se utiliza para medir relaciones proporcionales entre valores).

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