研究设计方案是研究实施全过程的指南，内容包括干预研究的所有方面，从研究目标到所有现场活动的准备，从资料收集、分析到结果的解释、出版、传播及在疾病控制中的应用，是研究成败的关键。现场干预研究具有很强的科学性、设计和实施比较复杂，而且涉及面广、花费巨大，因此其研究设计尤为重要。干预性研究的研究设计必需遵守三个基本原则，即对照、随机和盲法的原则。这些原则将贯穿于研究设计始终。

研究设计首先应明确干预研究的目的，要解决什么问题？目的要具体、集中，应在全面复习文献的基础上，提出研究的必要性与重要意义。有关研究目的的表述应包括研究项目的性质、被评价的干预措施类型、效应测量的最后时点及研究的预期结果等，有时还要描述研究结果对公共卫生政策的影响和对科学的贡献。

另外，现场干预研究是以人作为研究对象的，在实验中必须遵循伦理道德原则，不但要确保研究对象的人身安全，而且要使研究对象和整个人群能从该干预研究中受益。这也是研究目的中必须要考虑的问题。

根据研究目的和现场条件选择合适的研究设计类型。例如，欲对某疫苗效果进行考核评价（这类措施可以直接施加于个体），可采用现场实验设计；欲考核某改水措施的效果或一项健康教育措施的效果（这类措施一般只能施加于群体），宜选用社区干预试验。任何情况下，如果条件允许，都应该选择随机同期对照试验，而不要选择类试验。

现场干预研究，尤其是社区干预研究的现场选择较复杂。除了要求所选社区有代表性，相比较的社区在人口规模、经济、种族构成等方面应具有可比性外，还应考虑以下几个方面：①现场人口相对稳定，流动性小，并有足够的（能满足试验需求）数量；②研究的疾病在该地区有高而稳定的发病率，使之能用较小的样本，获得稳定的结果；③评价疫苗效果时，应选择近期内未发生该疾病流行的地区，以保证有较大比例的易感者，对照组将有较高的发病率；④实验地区有较好的医疗卫生条件，卫生防疫保健机构比较健全，疾病登记报告制度和居民健康信息较完善，医疗机构的诊断水平较好等；⑤试验地区（单位）领导重视，群众愿意接受，交通方便。

根据不同的研究目的选择与之相适应的目标人群总体，在收集目标人群的基线资料的基础上，按照事先制订的纳入和排除标准来选择研究对象，以避免某些外来因素的影响。选择的主要原则有以下几点。

如在现场试验中，欲对某疫苗的预防效果进行评价，应选择某病的易感人群（近期未患该病）为研究对象；欲评价强化补碘对轻度缺碘地区居民碘缺乏病的影响，宜选择孕妇和儿童。

如评价疫苗的预防效果，应在疾病高发区选择高危人群进行。

若干预对其有害，不应选作研究对象，这是伦理学对干预研究的基本要求。例如，有胃出血史者不应选作对胃有刺激性的药物的试验研究对象。

预计在实验过程中就有可能被剔除者不应作为研究对象。例如，用阿司匹林预防老年缺血性脑血管疾病的研究，常将伴有癌症者或有胃病者除外，因为这些人可能在研究尚未结束前即死亡或因不良反应而被迫停止试验。另外，研究对象必须有良好的依从性。

在上述原则规定的范围内，应注意所选人群的代表性，如性别、年龄、种族、职业等特征是否与总体一致，以保证研究结果的真实性。

在选择研究对象时，首先是确定样本来源的总体，即源人群；随后是确定选择研究对象的原则与方法；最后就是要确定所需样本量。为了在一定把握度条件下获得预期精确度的结果，在设计时就应对研究所需的样本量加以适当估计。一般情况下，样本量越大，就越能保证实验结果的准确性；但样本量过大，不仅导致人力、物力、财力和时间的浪费，而且将给实验的质量控制带来更多的困难。在现场干预研究的样本量确定中，需要注意几点：①最适宜的样本量就是达到统计学要求的最小样本量；②在现场干预研究中，常因为各种原因使可获得的研究样本不能达到理论设计的要求，在此情况下，我们需要估计在一定样本含量条件下研究的把握度，以便于准确解释研究结果；③影响样本含量的因素很多，包括预期干预的效果、干预效果的评价指标、要求的显著性水平和把握度，以及抽样方法等。详细的样本含量估计方法见本书第三章。

干预措施是干预研究的核心。确定干预措施有两方面的含义，一是干预措施的内容，二是干预措施如何给予。干预措施的内容一般在实验目的指引下易于确定：如要评价某疫苗的效果，干预措施就是疫苗接种；如要考核戒烟的效果，干预措施就是戒烟。但干预措施如何给予却是需要认真考虑的问题。除了应根据实验目的精心设计干预措施给予的剂量、方式和时间外，主要是要保证实验组对象全部接受干预措施，而对照组不能接受干预措施。研究者在设计时要想出一个切实可行的实施干预措施的办法。这涉及两方面的问题，一是干预因素本身的内外品质是否易于被试验对象所接受；另一问题就是研究工作的组织管理，具体讲就是能否在组织上或人力、物力上保证干预措施正确实施。在进行现场干预研究设计时，要充分考虑到干预因素的内外品质是否符合实验研究的要求。所谓内在品质是指产品的质量是否合格，是否达到了有关标准，也就是说所用的产品是否具备这种物质应有的生物学功效。所谓外在品质是指所用产品的外部包装、剂型、颜色、口味等，这些外在品质是否易于被试验对象所接受。如果干预措施试验对象难以接受，是否有办法让试验对象接受，如看服到口的措施。另外要考虑的因素就是如何能保证干预措施的实施，这主要取决于课题组的组织管理水平，在课题设计时要有周密安排，并需做大量前期准备工作。

设立对照是现场干预研究的重要特征之一。通过设立对照来控制干预因素以外的其他因素对结局的影响，从而准确评价干预因素的效应。常用的对照设计类型有：

即同期选择研究对象，并将其随机分为试验组和对照组，然后进行实验。这是最好的对照形式。

即研究对象是同期选取的，但分组不是随机的。

即以同一人群实验前的结果作对照。例如，欲评价某社区预防措施的效果，可比较社区预防措施实施前后人群的疾病和健康状况。这种对照类型适于评价自然结局明确而且比较稳定的情形。

即在实验过程中将研究对象随机分为两组，在第一阶段，一组人群给予干预措施，另一组人群为对照组；干预措施结束后，两组对换试验。这样，每个研究对象均兼作试验组和对照组成员。这种设计有助于排除个体变异对研究结果的影响，但实施的前提是第一阶段的干预一定不能对第二阶段的干预效应有影响，即干预措施的作用时间短（图6-3）。

随机化分组也是现场干预研究的一个重要特征，它使每个研究对象都有同等的机会被分配到各组，以平衡试验组和对照组中已知和未知的混杂因素，从而提高两组的可比性，使研究结论更加可靠。常用的随机化分组方法有以下3种：

可用掷硬币（正、反两面分别指定为试验组和对照组）、抽签或使用随机数字表（单双数分别指定为试验组和对照组）等方法，也可利用研究对象现成的顺序号（如身份证号及学号等）将其交替随机分配到试验组和对照组中去。

即先按照研究对象的某些特征（如年龄、性别、种族、文化程度等）分层，然后在每层内随机地把研究对象分配到试验组和对照组。分层随机分组可增加处理组间的均衡性，提高实验效率，特别适宜于组间变异较大的情形。

即以社区或团体为随机分配单位，如以一个家庭、一个学校为单位进行随机分组。整群随机分组适于群内变异大而群间变异小的情形。社区干预试验只能采取整群随机的方法。

干预措施首先应明确给予的剂量、方式和时间，并有确保干预措施落实的措施与机制；另一需要重点注意的就是实施干预措施这一过程在两组要有可比性。所采用的办法主要是指在给予实验对象以干预措施的同时，给予对照组以安慰剂。安慰剂（placebo）是一种不含任何有效成分，但外形、颜色、大小和味道与试验药物或制剂极为相似的制品。其作用是排除各种主观因素（来自研究对象和研究者本人）对结果评价的影响，即避免偏倚的产生。在实验时是否需要给对照组安慰剂以及是否需要采用盲法（blindness），这些都需根据实验的目的及实验的具体情况提出要求并进行设计。盲法根据程度不同可分为3种：

即研究对象不知道自己是试验组还是对照组，但研究者了解分组情况。这种盲法的优点是研究者可以更好地观察研究对象，必要时可以及时恰当地处理研究对象可能发生的意外问题；缺点是避免不了研究者方面带来的主观偏倚。

即研究对象和研究者都不了解试验分组情况，而是由研究设计者安排和控制全部试验。其优点是可以避免研究对象和研究者双方的主观因素所带来的偏倚，但不利于研究者及时发现和恰当处理可能发生的意外问题。

不但研究者和研究对象不了解分组情况，而且负责资料收集和分析的人员也不了解分组情况，从而较好地避免了来自各方面的偏倚。

使用安慰剂是保证盲法实施的重要手段，盲法是控制主观偏倚的重要措施。但在现场干预研究中实施盲法往往存在一定的困难，特别是对一些诸如健康教育及环境改善等干预措施，一般不使用盲法。

首先是要根据研究目的明确结局事件（如死亡、发病或生命质量等），然后根据结局事件的特征选择结局变量。结局变量可以是结局事件，也可以是预示结局事件的某些中间生物标志。例如，评价乙肝疫苗对预防乙肝发病的效果，其结局变量可以是乙肝发病，也可以是乙肝病毒的感染或乙肝抗体的产生。在对慢性非传染性疾病进行综合干预时，还常用到一些间接的结局变量，如：①人群知识、态度、行为的改变；②行为危险因素的变化，如吸烟、膳食、体育运动等；③生存质量的变化，包括生理（身体）功能、心理功能、社会功能、疾病的症状体征、对健康总的感受和满意程度等。应用中间生物标志或间接结局变量作为结局变量，一般是基于以下考虑：①这些变量出现较早，可以缩短观察时间；②这些变量易于客观测量。结局变量的选择要注意以下几个问题。

一项干预措施的影响可能是多方面的，甚至包括负面的，因此选择观察的结局变量必须全面反映措施的效果。如某药物可使A病的死亡率降低，但可能使B病的死亡率升高，结果使总死亡率保持不变。因此，结局变量不仅要包括A病的死亡情况，而且应包括总死亡情况。另外，指标应是客观的，国际通用的和专家认可的，最好用定量的指标。

干预措施通常是为了在一定程度上减少疾病或促进健康。结局变量的选择就应该最大限度地反映这些目的。有时为了缩短研究周期和减少研究样本，亦可选择某些中间变量。如在考核疫苗效果时，可选择发病率为指标，也可选择抗体阳转率和抗体平均滴度为指标（当该抗体为保护性抗体时）。

选择的结局变量必须是可以判断和测量到的。这里既要考虑技术的可行性，又要考虑人力、物力、财力和时间的可行性。全面和客观性、相关性要与可行性相协调。

一种结局变量测量方法在研究人群中的可接受性是一个实验能否成功实施的关键。这种测量方法应简便易行，符合伦理学要求，最好是无创性的。如要对新生婴儿多次采血则很难实行。

选定结局变量后，就要收集该变量在现场人群中的基线数据（baseline data）并建立相应的数据监测系统。基线资料一般包括研究人群的基本人口学特征、结局指标的基线水平、其他可能影响研究结果的因素等。基线数据收集完成至干预研究全部结束的随访期内，还有1次（结束时）或以上的数据收集。必须强调的是，各次数据收集的方法必须相同，以便正确评价干预效果。收集数据时，应设法获得社区的支持，社区各方面领导的支持不但有利于所需监测系统的建立，还有利于使用社区已有的相关系统为监测服务。所用的监测系统，可以是当地疾病和健康统计系统、医院信息系统或社区居民健康信息系统；也可根据研究需要，对这些固有信息系统进行改进。监测系统最好有相对低的成本和较高的灵敏度。

由于任何措施的效果都是有时间性的，任何事件或状态（如死亡）的发生与否也是一个时间问题。因此，为了准确评价干预措施的效果，实验性研究在设计时就要根据实验目的和疾病的自然史特点，包括疾病的诱导期、潜伏期、病程、传染与免疫等，明确规定每个研究对象开始观察和终止观察的日期。观察期限太短可能看不到措施的效果，如评价传染病疫苗预防的效果，一般可从接受干预措施日开始，至少观察一个流行季节。如果从接受干预措施至发病的间隔时间短于该病的最短潜伏期（诱导期），则该结局应被排除。同时要特别注意，观察时间太长不但会增加实验的难度和费用，而且观察时间长，时间效应将会越来越明显，干预措施的效果将会变得不显著。例如，一项以死亡情况为结局变量的干预研究，如果观察时间足够长，则两组的死亡率都将达到100%。这种情况在临床试验中尤为常见。

在现场干预研究中，应对所有的研究对象进行随访。观察时间较短的实验，在随访终止时一次性收集资料即可；如果观察时间较长，则需要在整个观察期内分几次随访，其间隔以及随访次数视具体研究的需要而定。一般慢性病的发病或死亡的研究可1～2年随访1次；但对急性传染病的研究，则可能每天都需要观察。随访观察的内容主要包括：①干预措施的落实情况；②某些影响因素的变化，如饮食、其他疾病等；③有关结局或判断结局变量的各种临床和实验资料。

现场干预研究的资料可通过下列方法收集：①随访研究对象或知情人；②体检或采样进行实验室检测，如测量血压、血糖、血脂等；③到有关单位收集现成的资料，包括档案和记录等，如气象和环境监测资料、医院的病案、出生、死亡登记、工厂企业就业和工种档案、工作日志等；④环境调查，如居住及环境卫生情况、饮用水源、水质如何、工作环境如何等；⑤利用现成的疾病或健康监测数据。

对试验对象的随访要注意：①对实验组和对照组要采用同等的随访和资料收集方法；②对所有研究对象都要求随访到观察终止期，尽量避免失访或中途退出；③对随访调查人员应事先进行统一培训、统一资料收集的方法和标准；④整个随访期间资料收集方法要保持不变。

在研究设计阶段就应确定实验结束时的资料统计分析方法，对数据的要求（如失访控制率），缺失值的控制和处理，对失访和中途退出者的处理，将计算的结局指标，数据的处理与评价，并明确所使用的统计工具及软件。这样做的目的一方面是有目的地使随访的数据收集符合统计学的要求，另一方面是要保证统计方法的合理性和可靠性，避免依据实际数据随意更改统计方法。现场干预研究的统计方法依据资料类型不同而不同。

计量资料（measurement data）表现为数值大小，一般为有度量衡单位的资料，如身高（cm）、体重（kg）等。计量资料通常可采用均数、标准差等指标进行描述；可采用 t检验、 u检验、方差分析、相关与回归分析等常用的基本统计分析方法。

计数资料（count data）可编制成分类资料频数表，然后清点各类观察单位数，有二分类和多分类两种情况。二分类观察结果只有两种相互独立的属性，如“阳性”或“阴性”、“死亡”或“存活”；多分类的定性观察结果有两种以上互不包含的属性，如血型A、B、O、AB。计数资料可采用频数表、统计图以及率、构成比等指标进行描述。可用 χ ²检验、秩和检验、二项分布和Poission分布、相关与回归分析等统计分析方法。

等级资料（ranked data）是介于定量测量和定性观察之间的半定量观察结果，通常有两个以上的等级，如阴性、阳性、强阳性；治疗结局的治愈、好转、无效、死亡等。等级资料与计数资料的区别在于等级资料各类别之间存在大小或程度上的差别。等级资料可采用率及构成比进行描述，采用秩和检验、符号检验及Ridit分析等进行检验。

另外，确定统计分析方法时还要考虑研究的目的及研究设计类型等。例如，比较两种干预措施的效果是否有差异，宜采用优势检验（如 t检验、 u检验、方差分析等）；若需要判断两种干预措施的效果是否相同，或一种措施的效果不比另一种措施差，则需要采用非劣效检验或等效检验（equivalence test）；若要分析变量之间的相互关系，则需要采用相关与回归分析；如果设计类型为完全随机设计，对两组计量资料的比较分析就要采用符合应用条件的两独立样本的 t检验或完全随机设计的方差分析；若为随机区组设计（或配对设计），则需要采用配对 t检验或随机区组设计的方差分析。