科研设计原则
1. 鉴别处理与非处理因素的差异
非处理因素：处理因素之外能影响受试对象效应评 价指标的各种因素
处理因素效应大小，通过比较得出的结论才有意义 对照的关键在于实验组与对照组非处理因素相等或 相近
对照的意义2
2. 排除和减少实验误差
医学研究的对象：人
外在影响因素：自然环境、实验条件、社会、经
济、文化等
研究方法包括模型构建、实验技术、数据分析等
满足实验要求
实验室技术条件
实验技术的熟悉程度
科研设计的基本内容3
4. 设计技术路线
将多个相对独立的实验方案有机联系在一起，并
按课题的总体要求逐步展开的一套实施程序
合理的技术路线设计是课题成功的关键
科研设计的基本内容4
5. 可行性分析
研究目标是否明确 研究方法是否恰当 技术路线是否合理
它们疗效的大小，现设置甲药组、乙药组、空白
对照组
分析：空白对照组是多余的，只需甲、乙两药相 互对照
对照设置问题4
4. 对照不足
举例：观察农药粮食污染对动物健康的影响，实验 分三组：污染米饲料组，污染糠饲料组，非污染米 饲料组( 对照组)
分析：无法评价污染糠饲料组动物体质变化是污染 因素、还是食用糠造成营养不良引起；补充非污染 糠饲料对照组
观测指标类型1
1. 计数指标
将研究对象产生的效应按某种属性或类别分组
举例：痊愈、未愈；有效、无效；阴性、阳性等
构成指标、频率指标亦属此类
观测指标类型2
2. 计量指标
在研究对象上测出不同程度效应的指标，如身高、
体重、脉搏、血压等
实验室检查指标
观测指标类型3
3. 等级资料
介于前两者之间，具有连续性和等级性质 应规定每个等级的判断标准， 减少主观因素影响 癌症疗效判定：complete remission (CR) , partial remission (PR) , no change (NC) , progression disease (PD)
系统误差
源于观察指标同质性不佳和（或）测量技术、其他
相关因素产生的干扰
偏倚：在重复测量中，每次得值呈某种倾向性，影
响研究结果的准确性
选择偏倚：研究对象的纳入和排除标准不当
测量偏倚：检测技术及使用条件等因素偏差所致
混杂偏倚：各种非处理因素在各组中分布不均所致， 其来源与选择偏倚有直接关系
成组设计等）和多因素设计（如随机区组设计、交
叉设计、析因设计、重复测量设计等）
实验设计
小规模实验研究 受试对象通常是动物或样品 试验因素根据专业知识选定，非试验因素较易控制 可同时考察多个试验因素及其交互作用对观测结果的
影响，可将重要非试验因素的干扰和影响控制在最低
水平
临床试验设计
受试对象是正常人和患者 面对“伦理道德”和“受试者依从性”两大问题
分析：针刺任何部位或穴位的刺激可能均对失血性 休克有作用；提示针刺对失血性休克有作用，难以 说明“人中沟”穴位的作用
对照设置问题7
7. 样本太小
实验组与对照组必须有统计之足够的样本数量, 才 能对总体具有代表性
举例：中草药治疗急性阑尾炎60 例，抗生素治疗4 例作对照，结果中草药组治愈率70%( 42/60) 、抗 生素组为75%( 3/4) , 两组间差异无显著性
内部影响因素：遗传、营养、体质、心理等
对照的设置要求
对等：除处理因素之外，对照组与实验组要有对
等的非处理因素
同步：对照组与实验组设置之后，在研究进程中 始终处于同一时间和空间
专设：任何对照组都是为了实验组专门设立，不 能用文献报道、以往结果或其它研究资料代替
对照的形式1
1. 空白对照
对照组不施加任何处理或干预措施 前提：对照组患者不会延误诊断，不影响患者的 治疗、康复
调查研究前功尽弃
实验设计的三大要素
受试对象、处理因素和实验效应
两种药物治疗缺铁性贫血患者，观察两组患者血红
蛋白水平变化
处理因素：两种药物
受试对象：缺铁性贫血患者
实验效应：血红蛋白
受试对象(研究对象)
受试对象选择：处理因素敏感+反应稳定 人类：新药疗效试验中应选择中青年患者，疾病诊 断标准，注意心理、病情、病程、生活习惯、个人 嗜好、家庭经济收入、食品种类等因素的组间均衡
动物：种类、品系、年(月)龄 、性别、体重、窝别、 营养状况、生活环境等
处理因素(受试因素)
抓住主要因素：根据目的需要与实施可能来确定；处
理因素太多使分组、受试对象增多，难以控制误差；
处理因素过少难以提高实验的广度和深度
找出非处理（混杂）因素：影响实验结果的其他因素，
如年龄、性别、营养状况等可影响药物疗效
组在不同温度下分别实验，互作对照
对照的形式7
7. 历史对照
以往的研究结果或文献报道作对照
考察时间因素带来的变化时采用
可比性差，一般不主张采用
发病率、病因、病情、诊断标准、治疗方案、技
术水平、实验室条件等许多条件随时代变化
对照的形式8
8. 阴性与阳性对照
毒理学实验中最常用
举例：阴性对照组少量癌→动物自发性癌；实验组
分组随机：每个实验对象分到处理组和对照组的机会
科研设计原则1
广东医学院附属医院
樊翌明
2013年9月
科研设计概述
科研设计( research design) ：科学研究具体内容方法
的设想和计划安排，使研究过程中搜集的数据资料能 进行统计分析和专业理论分析，从而验证假说、达到 研究目的。
科研设计目的：收集的信息能回答所提出的问题，保 证研究结果的先进性、实用性、重复性、经济性
最重要内容：设置对照组，遵守伦理道德，选择和剔
除受试者，提高受试者依从性，控制整个临床试验过
程中可能产生的偏倚等
调查设计
在没有人为干预措施的前提下，对客观存在的事物或 现象进行被动观察
需要根据拟完成的调查任务，结合专业知识和统计学 知识，把现场可能碰到的各种问题尽可能考虑周到
避免在调查结束后存在无法弥补的漏项和缺项，甚至
对照设置问题5
5. 对照不当
对照组与实验组在非实验因素上未达到齐同，非实 验因素干扰了实验因素的作用
举例：研究绝经后骨质疏松症与血清IL-6、TNFα 关系，用无骨质疏松症青年妇女作对照
分析：年龄、绝经是骨质疏松症的重要影响因素
对照设置问题6
6. 误用空白对照
举例：针刺犬的“人中沟”穴位可改善失血性休克 的低血压和血流动力学，采用空白对照（失血性休 克模型，不进行针刺）
在观测和计算过程中人为过失所造成
不属于统计设计考虑的范畴
应当杜绝过失误差
随机误差
研究对象固有的个体内或个体间变异所致 在同一条件下对同一对象做重复测量，每次得值各 不相同，但呈正态分布
随机误差表现为抽样误差，反映的是样本统计量与 总体参数间的差异
合适抽样方法可减小随机误差，但无法完全避免 实验数据除计算均值外，还须计算抽样误差
目的：使各组的试验对象具有相同的特征；避免试验 者主观因素对分组的影响；保证试验设计分析结果没 有偏倚
随机化方法：随机数字表、随机排列表和用计算机产 生随机数
随机的体现
抽样随机：每个实验对象参加实验的机会相同，即总 体中每个个体有相同机会被抽到样本中来，保证得到 的样本具有代表性，使实验结果具有普遍意义
处理因素必须标准化：处理因素的强度、频率、持续 时间、施加方法等，通过文献和预试验找出最适条件
实验效应
受试对象针对处理因素所产生的客观反应 观察指标的选择对实验效应有直接影响
观测指标选择1
关联性 ：指标与研究目的存在本质联系，能直接反映 处理因素的作用
客观性：能客观记录、不易受主观因素影响的指标； 研究对象回答和/或研究人员自行判断，不能客观记录
的指标为主观指标；一些客观指标有时也受人为影响，
应提高有关技术水平，两人进行判断或评定
观测指标选择2
准确性：测定结果与真实情况符合或接近程度 精确性：反复测量一种相对稳定现象时, 所获得结果 彼此接近或符合的程度
灵敏性：如实反映研究对象体内出现微量效应变化的 指标
特异性：易于揭示研究问题的本质又不易被其他因素 所干扰
应用：动物实验，实验室方法学 举例：疫苗研究
对照的形式2
2. 实验对照
采用与实验组操作条件一致的干预措施 对实验结果有影响的操作、溶媒、试剂等均应设 立实验对照
举例：烟熏剂作病房空气消毒试验，需要不加药 物的单纯烟熏对照，排除烟熏的抑菌作用
对照的形式3
3. 安慰剂对照
安慰剂：外观与受试药物相同，无药理活性
分析： 不能说明是灭滴灵和/或双氧水的作用；设 立对照组（双氧水，或双氧水+常规疗法）
对照设置问题2
2. 对照重叠
举例：观察某毒物对工人的影响，既作了接触毒
