科研设计目的
如果将每一种研究均视为一种测量，设计的
目的便是保证这种测量的准确性（ accuracy)
系统误差 真实性 （ validity)
影响 测量准确性原因
随机误差 精确性 (precision)
科研设计原则与策略
提高 真实性途径：减少偏倚
提高 精确性途径
增大样本含量
提高研究效率
样本构成
分 层
临床科研设计的重要性
1 临床研究的主体是病人，许多因素（不
仅仅是生物医学的）可以影响研究结果，
并且有些因素是不能控制的。
2 我国临床科研现状
临床课题的研究, 如以实验动物或人体
与动物的生物材料为对象, 称为临床实验
（ 基础 ） 研究；如以病人为受试对象, 则谓
之临床试验 。 通常所说的临床科研设计即是
指以病人为对象的临床研究设计 。 下面, 将
介绍几种常用的临床科研设计方案 。
临床科研设计的基本类型
观察性研究
描述性
分析性
病例报告
横断面研究
病例对照研究
队列研究
试验性研究
常用临床科研设计方案
一 描述性研究
（ 一 ） 个案报告, 病例分析与专家述评
个案报告是有关单个病例或 10例以下病例的临床
经过和治疗经过的详尽报告 。 这对于我们发现, 认
识新的疾病非常重要 。 而且对罕见病来说, 这是进
行临床研究的主要形式, 有时甚至是唯一的形式 。
病例分析是对几十, 上百, 上千例病例的总结分
析, 可以分组比较, 进行统计学检验, 是临床医生
总结临床经验, 提高诊断治疗水平的重要研究方法 。
由于个案报告与病例分析缺乏严格
的科研设计，因而其论证强度不高，但
临床医生拥有大量的临床资料，能够很
方便地运用上述方法研究各种临床问题，
并提出有关假设或提供进一步深入研究
的线索与基础，因此，这仍是目前临床
医生所熟悉、应用的主要研究方法之一。
专家述评是某一领域的专家对本领域内
某一问题 （ 或疾病 ） 发表的观点和见解,
它集中了该专家的经验与智慧, 有时甚至
可以反映出对这一问题 （ 或疾病 ） 研究的
焦点与前沿所在, 我们可以从中得到许多
启发或发现研究的线索, 因而值得重视 。
（ 二 ） 现况研究 （ prevalence study）
现况研究 亦称横断面研究 （ cross-sectional
study）,是 指 在某个特定时间内 （ 如一周, 一月 ）
对某一特定人群中的疾病或临床事件及其影响
因素进行的调查分析 。 它对, 暴露, 和, 结局,
同时进行描述, 不能区分二者的时间关系, 不
设立对照, 仅仅是对所观察事物的客观反映,
所以该调查结果不能揭示事物之间的因果联系,
但它常常为分析性研究与试验性研究提供线索 。
现况研究是流行病学研究中最基本的一
类方法，广泛应用于社区诊断、提供病因研
究线索、及早发现病人、评价人群中防治措
施效果、疾病监测等方面。但鉴于临床医生
的工作特点，他们不大可能经常深入现场去
进行较大规模的人群调查，因此在临床科研
中，现况研究的设计主要应用在诊断试验
（ diagnostic test） 的评价上。
诊断试验评价是一种特殊形式的现况研
究 。 设计的关键问题在于确立金标准 （ gold
standard） 及正确确定研究对象 。 金标准系
指当前公认的诊断疾病最可靠的方法；正
确确定研究对象是指用于 评价诊断试验的
病例应是其总体的一个随即样本, 在年龄,
性别, 病情等方面应能代表整个患病人群,
而非病例除被 金标准确认未患该病之外,
在其他方面应尽可能与病例组保持可比 。
评价方法是将以金标准确诊的病例
与非病例及拟评价的 诊断试验测定的阳
性与阴性结果整理如下表, 从真实性
（ validity）, 可靠性 （ reliability） 和实
用性三个方面来进行 。
诊断试验评价资料整理表
金 标 准
D ＋ D －
合 计
T ＋ a b a ＋ b
诊断试验
T － c d c ＋ d
合 计 a ＋ c b ＋ d N
1 灵敏度 (sensitivity)与特异度 (specificity)
灵敏度表示, 金标准, 判定的病人中,
该诊断试验也为阳性结果的百分比 。 灵敏
度越高, 漏诊的可能性越小 。 灵敏度估计
值为：
e
a
S
ac
?
?
特异度表示, 金标准, 判定为
无病者中, 该诊断试验也判为阴
性结果的百分比 。 特异度越高,
误诊的可能性越小 。 特异度估计
值为：
p
d
S
bd
?
?
灵敏度和特异度是从两个方面来反
映诊断试验真实性的基本指标 。 研究
者期望两个指标均处于高水平, 但实
际上难以达到, 往往在提高灵敏度时
会降低特异度, 反之亦然, 此时可用
一个综合指标 ── Youden指数来反映 。
Youden指数又称为正确指数 。 其估
计值为,
YI＝ Se＋ Sp－ 1
若 YI越接近, 1”, 说明该诊断试
验的真实性越高, 正确性越好, 反之,
越接近, -1”, 则真实性越低, 正确率
越差 。 在要求灵敏度与特异度同等重要
时常使用这一指标 。
2 可靠性 ( reli ab il it y )
可靠性又称为精确性、可重复性，反
映相同条件下重复试验测量结果的一致程
度。可以用变异系数来衡量一项诊断试验的
可靠性。
变异系数 =
测定值均数
测定值均数的标准差
× 100%
（ 3） 试验方法差异：指因为试验方法本身
不稳定或使用的仪器, 设备不同甚至外环境
的影响所造成的差异 。
可靠性受以下几个方面的影响,
（ 1） 研究对象差异：包括研究对象自身的生
物学差异和不同研究对象之间的个体差异 。
（ 2）研究者差异：包括同一研究者本身的差
异和不同研究者之间的差异。考察此差异可
用 Kappa值或 组内相关系数 (coefficlent of
interclass correlation )R。 Kappa值越高,
R越大，表示一致性越好。
二 分析性研究
（ 一 ） 病例对照研究 （ case-control study）
病例对照研究 的基本原理是以确诊的患
者为病例,以未患该病但其他方面与病例具
有可比性的个体作为对照,搜集他们既往的
暴露史,比较两组各危险因素的暴露比例,以
揭示暴露与疾病的关系,达到检验病因假设
的目的 。 因此,该设计方案主要应用在病因 /
危险因素的研究中 。
临床医生应该熟练地掌握 病例对照研究的
设计方法, 这是因为该方案除了具有省时, 省
力, 可同时调查多个危险因素, 尤其适用于少
见疾病的研究等优点之外, 相对于其他设计方
案, 对 临床医生 而言还有 很好的可行性 。 只要
有好的科研假设, 就可以结合日常临床工作,
选择合适的病例与对照, 搜集其过去的暴露情
况进行研究 。 病史记录也可作为数据的来源 。
应该指出的是, 病例对照研究为
从, 果, 到, 因, 的研究, 因而不
能直接得出, 暴露, 即是所研究疾
病的病因或危险因素的结论 。
病例对照研究的设计要点在
于 研究对象 的选择和 暴露因素
（研究变量）的确定。
研究对象包括病例与对照, 病例的来源有二：
一是源于社区中的病例, 称为以社区为基础的
病例对照研究； 二是源于医院的现患病人, 称
为以医院为基础的病例对照研究 。 如果病例来
源于社区, 则病例对所有该病病人的代表性较
好, 如果病例来源于医院, 则比较方便, 可行,
信息也较为准确, 完整 。 对临床医生来讲, 以
医院为基础的病例对照研究运用较多 。 无论哪
种研究, 需要强调的是,必须明确对疾病的诊断
标准且尽量选择新发病例 。
对照的选择是病例对照研究的核心问题，
也是较病例的选择更加困难、复杂的一个问题。
如进行以社区为基础的病例对照研究，那么对
照最好是全人群的一个无偏样本，如进行以医
院为基础的病例对照研究，则对照应是产生病
例的人群（源人群）中全体非该病患者的一个
随机样本，即是说对照应当代表这个病例的源
人群，而不是整个非病的人群。
另外, 对照的选取还要注意两点：一是在
某些特征上要与病例保持一致, 即有可比性；
二是对照不应患有与所研究疾病有共同已知
病因的疾病, 比如研究乙型肝炎病毒感染与
原发性肝癌的关系, 就不应以肝硬化病人作
为对照, 因为乙型肝炎病毒感染可能同时是
这两种疾病的病因, 且肝硬化还可能是原发
性肝癌病因链中的一环 。
研究变量的确定取决于研究的目的或具体
目标 。 通过文献查阅或工作经验的积累, 我
们可能形成某个 （ 些 ） 病因假设, 病例对照
研究的目的是验证假设, 因此, 应围绕这个
（ 些 ） 假设确定研究变量, 体现在调查表上
就是具体设置哪些调查项目, 原则是与研究
目的有关的项目一个不能少且应细致, 深入,
与研究目的无关的项目一个也不要 。
关于病例对照研究设计的
各种模式（如配比、分层、分
级以及巢式病例对照研究）与
资料分析方法，详见有关流行
病学书籍。
（ 二 ） 队列研究 （ cohort study）
队列研究 是将研究对象按是否暴露于
某因素分为两组，随访观察一定的时间，
比较两组结局的差异，从而判断暴露因素
与疾病的关系，因此，同 病例对照研究一
样,它也多用于验证病因假设。因为该研
究方法是前瞻性的,是一种 从, 因, 到
,果, 的研究，所以这种设计方案的论证
强度 较病例对照研究为高,而且也很适用
于预后因素的研究 。
暴露因素如果处于一种持久并容易识别
的状态，那么，暴露组与非暴露组的划分就
非常简单，但事实上，研究对象的暴露情况
很少是不变的，且常常难以测量。因此，对
暴露因素应予以定量，同时考虑暴露的时间
长短及暴露是否连续以尽可能将研究对象正
确划分到暴露组与非暴露组。
结局系指研究者预期的结果事
件, 与观察期终点并非一回事 。
应尽量采用国际或国内统一标准
来判断结局 。
确定研究人群即是选择暴露与非暴露人群 。
前者可选择特殊暴露人群 （ 如某些职业人群 ）,
某行政区划或地理区域的人群以及有组织的团
体成员；后者可采用内对照 （ 即同一人群中非
暴露或暴露水平最低的人员 ）, 外对照 （ 指特
殊暴露人群之外另设对照 ） 或以一般人群为对
照 。 应注意对照人群亦即非暴露人群与暴露人
群的可比性 。
三 试验性研究
试验研究是指研究者根据研究目的将研
究对象随机分组，人为地对某一组施加干预
措施,同时 控制非干预措施的影响,追踪观
察一定时间，比较不同组别结局的差异，判
定 干预措施的效果。
研究对象为病人，称为临床试验（ clinic trial）
研究对象为, 健康, 人 （ 如某社区人群 ）, 则
为现场试验 （ field trial） 。
（ 一 ） 试验研究的基本要素与基本原则
1 试验研究的基本要素
试验研究的基本要素包括研究对象,
研究因素和试验效应。
在试验进行前必须对研究对象的
条件作出严格的规定，以保证他们的
同质性。
首先研究对象应满足两个基本条
件：①对处理因素敏感；②反应稳定。
同时对研究对象还应规定明确的
诊断标准 （ diagnostic standard）,
纳入标准 （ inclusion criteria） 和排除
标准 (exclusion criteria)。
研究者根据研究目的施加的能作用
于研究对象并引起直接或间接效应的因
素称为 研究因素 (study factor)。与研究
因素相伴出现、对研究因素效应可能会
起到干扰作用但又不作为本次试验的研
究因素的因素属于, 非研究因素, 。
试验效应 (trial effect)是研
究因素作用于研究对象的反应
和结果，它通过观察指标来表
示。
应从指标的 客观性、敏感
性与特异性 方面来考虑选择指
标。
2 试验研究的基本原则
试验设计的主要目的是减少误
差、提高试验效率，因此根据误差
产生的来源，在设计时需遵守三个
基本原则，即对照、随机化分组与
重复原则。
