四、科研设计与实施

为了验证科学假说，要进行科研设计。科研设计是针对某项科研课题而制订的总体计划、研究方法、技术路线与实施方案等，直接影响到科研的实施、结果，决定科研的成败，是科研中一个重要的环节。科研设计结束后，即可按照有关设计实施。

（一）科研设计内容

科研设计包括专业设计、统计设计、进度设计和人员设计等。

1.专业设计　是运用专业理论知识和实验技术进行设计。包括明确研究目的，确定研究方法、研究对象、样本大小、观察指标及资料收集方法，误差与偏倚的控制，研究工作的必备条件，解决研究结果的科学性、创新性和实用性等问题。

2.统计设计　是运用统计学知识设计实验的对照、重复、均衡、随机化、误差控制，估计样本含量、经费预算，收集、整理和分析资料，解决研究成果的可靠性、重复性和经济性等问题。

3.进度设计　是根据课题的研究计划年限安排研究方案的时间进度，包括远期目标和近期计划，以保证按期完成任务。

4.人员设计　是对科研人员的技术水平、专业进行设计，组建学术水平高、技术力量雄厚、专业结构合理的科研团队。

（二）科研设计基本要素

受试对象、处理因素、实验效应，是科研设计的三大基本要素。

1.受试对象　是指研究者施加处理的对象，包括人、动物、器官、细胞等。在针灸科研中，受试对象主要是人或实验动物。受试对象选择的正确与否是实验结果是否可信、实验成败的关键。所以，要制订受试对象“纳入和排除”的标准，减少或消除对实验结果的干扰和影响，重视受试对象的同质性；临床实验（试验）必须考虑到“伦理道德”“尊重人权”和“提高受试者依从性”等问题。动物实验还需考虑动物模型和实验效应与人的相似性等问题。选择受试对象时应着重考虑下列基本条件：

（1）敏感性：受试对象对被施加的处理因素应有较高的敏感性，容易显示处理效应。因猫对呕吐反应最敏感，且其呕吐机制与人类最为接近，所以常用猫作为呕吐反应的受试对象。

（2）稳定性：受试对象对处理因素的反应应有恒定性，可减少误差。若反应不稳定、指标的波动幅度大，则实验结果的误差也大。

（3）依从性：即受试对象接受处理因素的合作程度。

（4）可行性：在研究周期内能够得到足够的、符合条件的受试对象。

2.处理因素　是根据研究目的，欲施加于实验对象并引起直接或间接效应的因素，也称为受试因素。这既可以是研究者主动施加的外部干预，如动物模型的造模因素和药物、针灸、推拿等干预因素；也可以是受试对象客观存在的固有因素，如中医证候、性别、年龄等。实验针灸学研究常用的处理因素有针刺、艾灸、推拿、药物或其他生物、物理和化学等因素。

处理因素可有不同的类别。每次研究只观察一个类别的作用，称为单因素研究；如同时观察多个类别的作用，则称为多因素研究。同一类别的因素，可有不同的水平，如不同针灸刺激量、作用时间与方式等。不同的因素、不同的水平可能产生不同的效应，如在针灸疗效研究中给予研究对象（人或动物）不同的穴位、相同的操作方法就是单因素；而不同的穴位、不同的操作方法、不同的疗程就是多因素。在针灸科研设计的实施过程中，应保持处理因素的标准化与稳定性。如对穴位定位、刺激方法、针具规格、使用手法、刺激时间、疗程等处理因素应做出明确规定，保持标准化，维持稳定性。

3.实验效应　是指处理因素作用于受试对象的反应和结局，通过效应指标来体现。选择效应指标时应优先考虑客观指标、计量指标、变异小的指标和动态指标。选择的效应指标应具有以下特性。

（1）关联性：是指所选指标应与研究目的有本质的联系，能确切反映研究因素的效应。不同的研究目的，其关联性的指标也不同。除了注意所选指标与实验的关联度，还应注意指标间的关联性，可选择指标之间是并列关系或是上下关系，是效应与机制关系或是佐证或反证的关系等。例如，在动物实验中研究针刺镇痛效应，通常以机械痛阈和（或）热痛阈的变化率作为效应指标。

（2）特异性：指能反映某一病证及效应的专属性，不易受其他因素干扰。可分为判别性指标、评价性指标、预测性指标三种。判别性指标用于临床研究中疾病的诊断，评价性指标用于临床试验的疗效评价，预测性指标用于个体临床事件发生可能性的估计和疾病的发生或预后状况的事前估测。

（3）客观性：是指观察指标本身具有客观特性，避免受主观因素干扰，可度量和检测。根据指标本身具有的客观特性可将观测指标分为定量指标、定性指标。定量指标是指观察指标能通过适当的手段和方法被客观度量和检测，并以一定的量表述其观测值，如穴位电阻值、胃电图波形的幅值和频率等；定性指标是指观察指标本身虽具有客观表现，但检测的结果只能定性描述，如某些病理检测结果、舌象或脉象特征等。在中医针灸学研究中，应努力选择本身具有较强客观性的指标。

（4）精确性：要求观察指标既精密又准确，精密性指重复观察时各观察值与其平均值的接近程度，其差值属于随机误差；准确性指观察值与其真实值的接近程度，主要受系统误差的影响。为保证实验效果的精确可靠，尽量采用先进的实验方法和重复的实验手段。

（5）灵敏性：灵敏度高的指标能使处理因素引起的微小效应显示出来。指标的灵敏度与测试技术、测量方法、仪器精密度等方面关系密切。但要注意，过高的灵敏性容易造成假阳性。

（三）科研设计基本原则

科研设计应遵循的基本原则是：随机、对照、重复、盲法。

1.随机　是使每一个体都有均等机会被分配到任何一个组别中，分组结果不受人为因素的干扰和影响。通过随机化，一是尽量使抽取的样本能够代表总体，减少抽样误差；二是使各组样本的条件尽量一致，消除或减少组间的误差，从而使处理因素产生的效应更加客观，便于得出正确的实验结果。常用方法有：

（1）简单随机法：也称完全随机化法，包括抽签法、抓阄法、扔硬币法、随机数字表法和计算机随机编码等。操作简便，但例数较少时易出现各组例数不平衡。

（2）区组随机法：是先将研究对象分为不同区组，然后再对每一区组内的研究对象用简单随机法进行分配。本方法能保证各组人数相等，便于逐渐累积研究样本。

（3）分层随机法：即先分层后随机，首先对可能影响研究过程和结果的主要混杂因素（如年龄、性别、病情、疾病分期等）进行分层，然后在每一层内完全随机化分组进行样本分配，可使实验组与对照组之间的均衡性增强，可比性增大。

2.对照　是确立实验中可供相互比较的组别。目的在于控制各种混杂因素、鉴别处理因素与非处理因素的差异，消除和减少实验误差，提高研究结果的真实性和可靠性。常用的对照方法如下：

（1）空白对照：又称正常对照，在不加任何处理的空白条件下进行观察的一种对照方法。原则上临床疗效对比研究不用空白对照。

（2）实验对照：是采用与实验组相同操作条件的对照，即对照组除无处理因素外，施加与处理因素组相同的其他实验因素。例如，在针刺过程中对动物进行了抓取和固定，为消除这些因素的影响，对照组除不针刺外，也需接受同样的抓取和固定操作。

（3）标准对照：是采用目前标准的或公认的、通用的方法做对照，即以参考值、理论值、经验值或标准值等标准条件进行对照。研究中医针灸治疗方法或疗效时，可设目前国内或国外已被公认的药物或疗法作为标准对照。例如，研究井穴放血对脑水肿的治疗作用时，可选择甘露醇作为对照。

（4）自身对照：将同一受试对象实验后的结果与实验前的资料进行比较。例如，针灸前、后的对比研究，是临床常用的一种对照方法。

（5）配对对照：把研究对象条件（年龄、性别、病灶、病程等）相近似两个配成一对，再把每一对中的研究对象随机地分配到各比较组中去，给予不同的处理因素，对比两者之间的不同效应。

（6）相互对照：又称组间对照，不设立对照组，但几个实验组、几种处理方法之间互为对照。例如，同一针灸方法不同时间的对照、不同针灸方案的对照、针灸和药物的对照等。

（7）安慰对照：是空白对照的特殊类型，目的在于克服患者由于心理因素所造成的偏倚。如在药物疗效研究中常有安慰剂对照，安慰剂要求在外观、颜色、形状上与实验药物完全一致，但无明显的药理作用。临床实验中，使用安慰剂对照要特别谨慎，注意其在医疗道德上的可行性。针灸的安慰对照（如假针刺组）还存在着一些问题，有待探索。

3.重复　指要求研究样本对于相应的总体具有代表性，既指实验过程可多次重复进行，又指按照实验方法其他人也能重复。重复是保证科研成果可靠性的重要措施之一。

4.盲法　是指受试对象、实验研究者和结果测量者三者中任一者或一者以上不知道受试对象分组情况和实验措施的实验方法。其目的是克服实验实施和测量时由于人为主观性而造成的偏倚。主要分为以下三种。

（1）单盲法：是指受试对象、研究者和测量者中的一方（通常指受试对象）不知道所接受治疗措施的具体内容，包括分组和所施加的处理因素。

（2）双盲法：是指研究者和受试对象均不知道分组情况和所施加的处理因素具体内容。双盲实验大大减少了来自研究者和研究对象两方面主观因素所造成的偏倚。但双盲法并非适用于所有的临床研究，有些临床实验实施双盲较困难，例如探讨针灸疗法的疗效，针灸医师的手法操作暂无公认、有效的双盲法。

（3）三盲法：是指受试对象、研究者与测量者均不知道研究对象分组情况或者所施加的研究因素。三盲法可将偏倚减到最小程度，使评价结果更符合客观情况，是一种客观、合理、严肃的临床试验方法，但在实际的应用中实施起来比较困难，故实际应用中较少。

严格把握科研设计三大基本要素，遵循科研设计四大基本原则，进行科研设计，设计结束后，即可按照有关设计实施，对其假说进行论证，得出的结果以论文陈述。