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🧫Handwerk & Know-how

Klinischer Datenwissenschaftler · Verwendet klinische Daten, Studiendaten und Daten des Gesundheitssystems, um zuverlässige Beweise für eine sicherere Pflege, Forschung und betriebliche Entscheidungen zu generieren.

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Das populäre Bild eines klinischen Datenwissenschaftlers, der clevere Vorhersagemodelle erstellt, ist real, aber unvollständig. Umfragen unter Praktikern und Berichte aus erster Hand beschreiben durchweg einen Job, bei dem das Finden, Bereinigen und Umformen unordentlicher Daten mehr Stunden in Anspruch nimmt, als der Modellierungsschritt, den sich die meisten Leute vorstellen.

Bei der in diesem Bereich weitergegebenen Kunst geht es weniger darum, sich einen bestimmten Algorithmus zu merken, als vielmehr um disziplinierte Skepsis: man schaut sich die Daten an, bevor man einem Modell davon vertraut, prüft, ob ein Muster innerhalb von Untergruppen gilt, und erkennt, wann die ehrliche Antwort auf die Frage eines Stakeholders lautet, dass die Daten eines nicht unterstützen können.

Was die Arbeit verlangt

857870726258
Statistik und Wahrscheinlichkeit
85
Programmierung (Python, SQL, R)
78
Daten-Wrangling und Pipelines
70
Modellierung maschinellen Lernens
72
Erkenntnisse kommunizieren
62
Geschäfts- oder Domänenkontext
58

Statistik und Wahrscheinlichkeit

Hypothesentests, Regression und das Verständnis, was ein p-Wert oder ein Konfidenzintervall tatsächlich aussagt – die Schlussfolgerungsgrundlage, auf der alles andere in der Arbeit aufbaut.

Programmierung (Python, SQL, R)

Schreiben Sie Code fließend genug, um Daten in großem Maßstab abzurufen, zu bereinigen und zu transformieren, und nicht nur einen Prototyp einer Analyse in einem Notebook, der nie wieder ausgeführt werden muss.

Daten-Wrangling und Pipelines

Verwandeln Sie unordentliche, inkonsistente, reale Daten – fehlende Werte, doppelte Datensätze, nicht übereinstimmende Formate – in etwas, das ein Modell oder Diagramm tatsächlich verwenden kann.

Modellierung maschinellen Lernens

Ein für das Problem geeignetes Modell auswählen, trainieren und validieren und wissen, wann eine einfache Regression einem ausgefeilten neuronalen Netzwerk überlegen ist.

Erkenntnisse kommunizieren

Die Übersetzung eines statistischen Ergebnisses in ein Diagramm, ein Memo oder eine Empfehlung, auf die eine technisch nicht versierte Führungskraft reagieren kann, ohne die tatsächliche Unsicherheit zu stark zu vereinfachen oder zu verdecken.

Geschäfts- oder Domänenkontext

Verstehen, was eine Metrik in einem bestimmten Geschäfts- oder Wissenschaftsbereich tatsächlich bedeutet, sodass eine Analyse die tatsächlich gestellte Frage beantwortet.

Ein Tag im Leben

Stand-Up- und Dashboard-CheckDatenabruf und -bereinigungMittagessenModellierung und AnalyseStakeholder-Treffen und ÜberprüfungenAußerhalb der Uhr (meistens) 036912151821 24h
  1. 8–9 Stand-Up- und Dashboard-Check

    Überprüfung der Pipeline-Läufe über Nacht und der Dashboards mit wichtigen Kennzahlen sowie eine kurze Abstimmung mit dem Team über die Prioritäten des Tages.

  2. 9–12 Datenabruf und -bereinigung

    Schreiben von SQL-Abfragen für ein Data Warehouse, Zusammenführen und Umformen von Tabellen sowie Umgang mit fehlenden oder inkonsistenten Werten – häufig der größte einzelne Block eines Arbeitstages.

  3. 12–13 Mittagessen

    Eine echte Pause und oft ein informeller Rahmen, in dem teamübergreifende Probleme angesprochen werden, bevor sie zu einem geplanten Meeting gelangen.

  4. 13–15 Modellierung und Analyse

    Ein statistisches Modell erstellen oder verfeinern, den Signifikanztest eines Experiments durchführen oder herausfinden, warum sich eine Metrik verschoben hat.

  5. 15–17 Stakeholder-Treffen und Überprüfungen

    Präsentation von Ergebnissen vor einem Produkt- oder Geschäftsteam, Überprüfung der Ergebnisse eines A/B-Tests oder Verteidigung der Annahmen einer Analyse unter Befragung.

  6. 17–8 Außerhalb der Uhr (meistens)

    Persönliche Zeit, außer rund um eine Produkteinführung oder einen vierteljährlichen Geschäftsbericht, wenn abends noch kurzfristige Analyseanfragen bearbeitet werden können.

Das Know-how

Handwerkswissen, das Praktiker tatsächlich weitergeben — keine Motivationssprüche.

01

Schauen Sie sich die Daten an, bevor Sie sie modellieren

Zeichnen Sie die Rohverteilungen, Streudiagramme und einfachen Zusammenfassungen grafisch auf, bevor Sie etwas anpassen – eine Angewohnheit, die fehlerhafte Daten, Einheitenfehler und Ausreißer erkennt, die ein Modell sonst stillschweigend absorbieren und verbergen würde.

John Tukey, „Exploratory Data Analysis“, 1977
02

Überprüfen Sie, ob der Trend innerhalb von Untergruppen fortbesteht

Ein aggregierter Trend kann sich vollständig umkehren, sobald die Daten nach einer relevanten Kategorie aufgeteilt werden – ein Muster, das als Simpson-Paradoxon bekannt ist und nach einer Arbeit des Statistikers Edward H. Simpson aus dem Jahr 1951 benannt wurde.

Edward H. Simpson, Aufsatz von 1951; Phänomen, das bereits von Karl Pearson und anderen festgestellt wurde
03

Halten Sie einen Testsatz bereit und schauen Sie ihn erst zum Schluss an

Durch die wiederholte Überprüfung der Leistung anhand derselben zurückgehaltenen Daten und die anschließende Anpassung des Modells werden Informationen aus diesen Daten stillschweigend in das Modell eingeschleust. Nur eine einmalige Berührung sorgt dafür, dass das Endergebnis ehrlich bleibt.

Standardpraxis, formalisiert in Hastie, Tibshirani und Friedman, „The Elements of Statistical Learning“, 2001
04

Budgetieren Sie den Großteil des Projekts für die Reinigung, nicht für die Modellierung

Bei realen Projekten liegt die Datenvorbereitung zu 80 % und die Modellierung bei 20 % und nicht umgekehrt. Die Planung eines Zeitplans auf der Grundlage der gegenteiligen Annahme ist eine häufige Ursache dafür, dass Projekte zu spät kommen.

Großes Echo seit Steve Lohr, „For Big-Clinical Data Scientists, „Janitor Work“ Is Key Hurdle to Insight“, New York Times, 2014
05

Versenden Sie zuerst das einfachste Modell, das plausibel funktionieren könnte

Eine Basislinie – manchmal nur eine Regel oder ein lineares Modell – verdeutlicht, wie viel ein komplexeres Modell tatsächlich hinzufügt, und ist oft gut genug, um allein ausgeliefert zu werden.

Martin Zinkevich, „Rules of Machine Learning: Best Practices for ML Engineering“, Google, Regel Nr. 4
06

Wenn ein Muster zu gut aussieht, machen Sie sich auf die Suche nach der Verwirrung

Eine überraschende Korrelation ist häufiger ein Artefakt einer verborgenen dritten Variablen als eine echte Entdeckung – suchen Sie aktiv nach weiteren Erklärungen, bevor Sie ein Ergebnis präsentieren.

Verwurzelt in Fishers experimenteller Designtradition; formalisiert in Judea Pearl, „The Book of Why“, 2018

Werkzeuge des Handwerks

Python (Pandas, Scikit-Learn, NumPy)

Die vorherrschende Sprache für Datenmanipulation und klassisches maschinelles Lernen, mit Pandas für Tabellendaten und Scikit-Learn für Standardmodellierungsalgorithmen.

SQL

Die Abfragesprache zum Abrufen von Daten aus den relationalen und Cloud-Data-Warehouses – Snowflake, BigQuery, Redshift – in denen sich die Daten der meisten Unternehmen tatsächlich befinden.

Jupyter-Notizbuch

Die standardmäßige interaktive Umgebung für explorative Analysen, die es einem klinischen Datenwissenschaftler ermöglicht, Code auszuführen, ein Diagramm anzuzeigen und Notizen im selben Dokument zu machen.

Tableau / Power BI

Business-Intelligence-Dashboarding-Tools, mit denen eine fertige Analyse in etwas umgewandelt wird, das ein technisch nicht versierter Stakeholder untersuchen und überwachen kann, ohne Code schreiben zu müssen.

Git- und Cloud-Plattformen (AWS, GCP, Azure)

Versionskontrolle für Code und zunehmend auch für Modelle, zusammen mit der Cloud-Infrastruktur, die Daten speichert und Trainingsjobs in einem Umfang ausführt, den ein Laptop nicht bewältigen kann.

Wie man daran scheitert

Testen, bis etwas von Bedeutung ist

Die Durchführung vieler statistischer Vergleiche und die Meldung nur desjenigen, der eine Signifikanzschwelle überschreitet, führt zu falschen Entdeckungen, die sich nicht reproduzieren lassen – ein gut dokumentierter Fehlermodus, der als P-Hacking bekannt ist.

Versand eines Modells, das das Ziel verfehlt

Das versehentliche Einfügen einer Funktion, die das vorhergesagte Ergebnis kodiert, führt zu unrealistisch starken Offline-Ergebnissen, die zusammenbrechen, sobald das Modell mit wirklich unsichtbaren Produktionsdaten ausgeführt wird.

Eine ausgefeilte Antwort auf die falsche Frage entwickeln

Ein sorgfältig abgestimmtes maschinelles Lernmodell, das ein Problem löst, das eine einfache SQL-Abfrage oder eine Tabellenkalkulationsformel genauso gut beantwortet hätte, verschwendet Aufwand und kann die eigentliche Geschäftsfrage verfehlen.

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