【生活】

資料視覺化系列(二)約翰∙史諾、霍亂與水源

張貼日期:Oct 18, 2020 12:52:19 PM

作者高竹嵐 副教授國立陽明交通大學統計研究所)

圖片取自維基百科

上回提到鼎鼎大名的護士南丁格爾,她不只是統計學家,還有一首專門講她統計故事的音樂劇《玫瑰的數字》,11/14會在台北士林科教館的第一屆臺灣科學節免費公開演出,歡迎有興趣的人前往觀賞。上回也提到,當時的醫學還不發達,南丁格爾用她的玫瑰圖與大眾溝通醫療衛生環境與病人死亡率之間的關係,並進一步推動了整個醫院系統與公衛的改革。

那當初的醫學觀念到底是有多不發達呢?這裡還有一個著名的例子,在類似時期,統計的石器時代,同樣利用資料視覺化與大眾溝通的例子,讓大家稍微感受一下當時的情境。

這次故事的主角叫約翰∙史諾(John Snow,1813-1858),是位英國醫生。

在史諾身處的十九世紀,霍亂是相當嚴峻的流行病。患者會連續水瀉,可能合併嘔吐與肌肉抽搐,甚至導致眼窩凹陷,乃至於死亡。霍亂的死亡率相當高;舉例來說,1854 年在倫敦蘇活區爆發的霍亂疫情,一周內就造成了超過五百人死亡。即使到了現在,全世界每年都有上百萬人感染霍亂,其中有上萬人死亡

我們現在知道霍亂是由霍亂弧菌所引起的,但正如上次所說的,那時候還沒有細菌的概念(巴斯德的研究還沒發生),到底什麼東西會致病會感染根本還沒人說得準。當時大概有兩種主流說法:

1. 透過接觸到患者、患者的衣物或是被單而染病;

2. 因為吸入腐敗垃圾所散發的瘴氣而得病,所以環境骯髒的貧窮社區疫情尤其嚴重。

除此之外還有基於個人體質、生活習慣等各種不同五花八門的說法。再次強調,這個年代細菌還沒被發現,所以根本無從定位什麼是病原體,自然大家也就只能瞎猜。

那史諾是怎麼想的呢?他在 1849 年出版的《論霍亂傳播方式》(On the Mode of Communication of Cholera)中,提出霍亂可能是經由水來傳染的可能性。這個想法在當年算是相當前衛的,醫學界一開始也沒有全盤接受,大眾就更不用說了。有些他之後與當地政府為了是否要管理水源而起衝突的故事流傳了下來,但真實性不明。

到了 1854 年倫敦蘇活區爆發霍亂疫情時,史諾得到了一個強而有力的證據支持他的想法。他研究了倫敦同一個區域裡,使用兩家不同自來水廠的用戶,其中一廠是從上游取水,另一場則從已經受到市區汙水汙染的下游取水。由於這些用戶都居住在同一區,所以他們除了用水外,其他條件幾乎都一樣。

所以他接下來就做一件很簡單的事情:調查有哪幾戶人家染病,然後看看他們跟取水點之間的關係。他得到了下面這張圖:

圖中每一個黑色盒子的大小跟該處染病的人數成正比,紅色圈起來的地方有一個抽水幫浦,史諾通過與當地居民交流和仔細分析,將污染源鎖定在布勞德大街的抽水幫浦上(紅色處),推斷疾病是以該抽水幫浦為中心,往外擴散出去。

猜猜這個幫浦是哪一個自來水廠的?答案是,抽下游水源已經受汙染的自來水廠。

有一說法是他對霍亂的研究成功說服政府單位將該抽水幫浦的把手移走,疫情也逐漸開始好轉。不過,這恐怕僅是後人為了錦上添花,加油添醋之下所催生的傳奇故事,詳情請參考延伸閱讀

不過,可以肯定的是史諾是靠這張圖,成功說服大眾霍亂跟水之間的連結。

當然,以現在的統計觀點而言,這只是非常粗糙的統計。他沒有去考慮各戶人家之間的差異,也沒有去考慮其他控制變因,更沒有辦法直接點出致病原到底是什麼。但別忘了,當時依然還是在統計的石器時代,能在這個年代,就以資料視覺化的方式,直接影響大眾的行為,進而拯救生命,已經很厲害了!

在此感謝約翰∙史諾的研究,以及他為後世帶來的福祉。

延伸閱讀

圖解霍亂傳播: 史諾的傳奇與真實事蹟,李尚仁(中研院歷史語言研究所研究員),科技大觀園。