科研设计的要素

临床医学研究首先要进行科研设计，其目的是为了使临床科研既经济又可靠，从而获得较可信的结果。临床医学科研设计包括三个基本组成部分，即研究因素、研究对象和研究效应。

（一）研究因素

研究因素又称处理因素，是指实验研究中研究者感兴趣的对试验有影响的试验条件或因素，通常指由外界施加于受试对象的因素，包括生物的、化学的、物理的或内外环境的。但是生物本身的某些特征（如性别、年龄、民族、遗传特性、心理因素等）也可作为处理因素来进行观察。

设立处理因素的注意事项有以下几种。

1.确立和区分研究因素与非研究因素　一个研究中对实验效应有影响的因素很多，研究者应根据研究目的抓住一个或几个需要阐述的主要因素作为研究因素进行研究，一般一个研究中研究因素不宜过多。主要因素是在以往研究基础上提出的某些假设和要求决定的，如营养实验的各种饲料，治疗某病的几种疗法或药物，药理研究中某药的各种剂量等。一次实验涉及的处理因素不宜太多，否则会使分组增多，受试对象的例数增多，在实施中难以控制误差。然而，处理因素过少，又难以提高实验的广度和深度。因此，需根据研究目的需要与实施的可能来确定关键性因素。

除处理因素外，其他对试验有影响的因素，称为非处理因素（又称混杂因素），影响实验结果的其他因素为非处理因素（混杂因素）会影响处理因素效应。如应用两种不同药物治疗缺铁性贫血，非处理因素可能有年龄、性别、营养状况等差异。如两组病人的非处理因素不一，则可能影响药物疗效的比较。因此控制非处理因素可减小实验误差。在实验全过程中，处理因素始终按一个标准进行实验。如药物成分、含量、出厂批号等必须保持不变。如手术的熟练程度稳定一致。实验设计的目的就是控制非处理因素影响，显示处理因素的效应。因此，对试验有影响的主要的非处理因素必须有清醒的认识，才能在设计中加以控制。

处理因素作用于受试对象所显示的结果称效应。在医学研究中，不论哪种研究，要探索的因素必须通过具体的指标反映出来。因此要根据研究目的，选择对说明实验结论最有意义，并具有一定特异性、灵敏性、客观性的观察项目。按照观察项目间的逻辑关系，编制便于填写和统计的登记表，以便随时记录实验数据。

2.研究因素的标准化　强调处理因素及效应指标标准化问题。处理因素强度、频率、持续时间与施加方法等，都要查阅文献和预备试验找出最适条件，然后订出有关规定和制度并使之固定、标准化有如下几方面。

（1）药品：确定名称、性质、成分、作用、用法、生产厂家、批号、出厂日期、保存方法及购买地、给药途径和时间等。

（2）仪器：应明确名称、产地、型号、规格、性能、精密度、使用维修常规等。

（3）实验条件：确定实验的饮食、温度、湿度及观察时间等。

（4）检测方法：明确采用的具体方法及原理，定性（阳性或阴性？有效或无效？）（生理指标：T、P、R、BP，生化指标：血清胆固醇、黄疸指数等），应尽量避免主观指标（头痛、乏力等）。主观性指标易受心理状态与暗示影响。客观指标是通过精密设备或仪器测定的数据，能真实显示试验效应的大小或性质，排除了人为因素干扰。部分科研采用主观性指标如头痛、失眠、头晕、舌质、脉象等。这些指标易受心理状态、暗示程度和感官误差影响。阅读X线片和CT片，也带有一定的偏性，可采用多人、分别阅读。对治疗结果若采用定量指标，如对治愈率高的急性病可用治愈天数，降温时间等；其他疾病可选用灵敏度和准确性高的测量指标。如对肝炎的疗效用转氨酶，对血小板减少症用血小板量、对肾炎用24小时尿蛋白总量等指标，能提高结果的可靠性。

（5）指标灵敏度：该指标能正确反映的最小数量级。如溶液中物质含量测定，除测出下限值外，还可测出最低改变浓度来反映灵敏度。灵敏度能正确反映处理因素对受试对象所引起的反应就够了。

（6）测定值精确性：精确性具有精密度与准确度双重含义。准确度是测定值与真实值接近程度。精密度是重复测定值的集中程度。从设计角度，既准确又精密最好，准确但精密度不理想尚可，精密度高但准确度低则不行。精确性除与检测的方法、仪器、试剂及试验条件有关外，还取决研究者技术水平及操作情况。处理因素的标准化就是保证处理因素在整个实验过程中始终如一保持不变。

3.确定因素的水平和因素的个数　研究中只有一个处理因素，称为单因素试验，实验中有两个或两个以上的研究因素，称为多因素试验；单因素和多因素试验均有相应的实验设计方法。实验中除确定因素的个数以外，还要确定因素的水平，所谓水平就是指因素所处状态或等级。如降压药的临床试验，设立新药组与常规药对照组两组，那么，药物是研究因素，它分为新药与常规药两个水平。单因素一个水平的优点是目的明确、单一，相对来说容易操作、执行，其研究条件容易控制。缺点是能说明的问题少，研究的效率低。如果有多种因素有待探讨，则研究速度缓慢，浪费了对照组。单因素多个水平研究时，研究因素虽然单一，但一个因素有不同水平或称不同等级，如：观察一种药物及其不同剂量的疗效等。多因素研究一般是在一次临床试验中同时观察多种因素的效应，如果多因素中每个因素又具备不同的水平，则称之为多因素多水平设计。

（二）研究对象

研究对象亦称受试对象，他的选择对实验结果极为重要。常用的医学受试对象一般为人、动物或某个器官、组织、细胞（中药种植中培育品系研究则将药用植物列为受试对象）。在医学科研中，作为受试对象必须同时满足两个基本条件：①对处理因素敏感。②反应稳定。动物实验要考虑动物的同质性及是否来源容易。

受试对象疾病应诊断明确（依照国内或国际统一诊断标准），且具有典型表现。此外，必须了解心理状况、病情程度、病程长短、生活习惯、家庭经济收入、食品种类等对疗效的不同程度的影响，控制这些影响因素，才能使组间均衡化。世界医学大会曾发表“赫尔辛基宣言”，“不允许进行有害人类健康的临床试验”（寻找病因或有明显毒副作用的治疗措施）。

合理选择受试对象得出正确的科研结论。一般在观察新药临床疗效试验中，应选择中等程度中青年患者，可客观显示疗效差别。因高血压病住院的病人病情重，且常有并发症，若以这些病人做受试对象，验证某药疗效，会降低这种药的效果。这时可将受试对象按高血压病分期分3组，分别验证各期的疗效。比较中药保守疗法和手术疗法对胆结石的疗效，对慢性轻症患者采用中药疗法，而急性重症患者施行手术疗法，以此推断中药的疗效会人为地偏差。

根据研究目的不同，对实验动物的选择也不同。应有针对性注意种类、品系、年龄（月龄）、性别、体重、窝别和营养状况，实验结果尽可能与人近似，且经济可行，容易获得等。为保证实验效应精确性，对某些动物的生活环境还有严格要求。

医学科研常用动物作受试对象，为了减少经费开支，研究者愿意选择小白鼠和大白鼠，但这时要考虑动物的生理解剖特点。大白鼠仅喉部有气管腺，故不宜做支气管炎模型或祛痰平喘药实验。做肿瘤研究，必须了解何种动物何种肿瘤发生率是多少？有无自发性肿瘤？考虑动物种系差异，有时应重复做几种动物，以保证由动物实验类推到人的安全性。

确定动物受试对象应注意①确定种属：常用动物有大小鼠、狗、猫、兔、灵长类等哺乳类动物。②受试对象齐同性：年龄、性别（雌雄各半）、体重、健康状况、病情轻重、诊断标准等尽可能高度一致。③动物数量：假设检验（显著性检验）需样本例数的估计，可通过公式计算或查表。

（三）研究效应

研究效应又称实验效应。临床研究中，观察指标的选择对研究因素在研究对象上体现出的效应有直接影响，因此在临床研究设计中应重视指标的选择问题。主要有以下几点。

1.指标的关联性　选用的指标必须与所研究的题目具有本质性联系，且能确切反映被试因素的效应。

2.指标的客观性　指标数据来源决定它的主、客观性质。主观性指标来自观察者或受试对象，易受心理状态与暗示作用的影响，在科研中一般尽量少用。客观性指标是指通过精密设备或仪器测定的数据，能真实显示试验效应的大小或性质；排除了人为因素的干扰。

3.指标的灵敏度　通常是由该指标所能正确反映的最小数量级或水平来确定。如溶液中物质含量的测定，除测出下限值以外，还可测出最低改变浓度来反映灵敏度。

4.测定值的精确性　精确性具有指标的精密度与准确度双重含义。从设计角度来分析，第一强调准确，第二要求精密。既准确又精密最好，准确但精密度不理想尚可，而精密度高但准确度低则不行。应当强调指标的精确性除与检测指标的方法、仪器、试剂及试验条件有关外，还取决于研究者的技术水平及操作情况。

5.指标的有效性　是由该指标的敏感性（敏感度）与特异性（特异度）来决定的。

6.指标的特异性　既易于揭示研究问题的本质又不易被其他因素所干扰，多个非特异指标也不能替代。