以臨床問(wèn)題為導向，注重開(kāi)發(fā)環(huán)節……AI醫療器械的發(fā)展路徑漸明

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近期，由醫療器械技術(shù)審評中心（以下簡(jiǎn)稱(chēng)器審中心）和中國健康傳媒集團聯(lián)合主辦的“人工智能類(lèi)醫療器械注冊申報公益培訓”在北京舉行。

該培訓旨在

從政策方面給相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)以引導

幫助有關(guān)企業(yè)

從源頭確保人工智能（AI）醫療器械產(chǎn)品

設計開(kāi)發(fā)和研制生產(chǎn)的合規性

為申報注冊提供指導

促進(jìn)我國AI醫療器械產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展

本次培訓班上，業(yè)內專(zhuān)家圍繞AI醫療器械領(lǐng)域共同關(guān)注的數據質(zhì)量控制要求、深度學(xué)習輔助決策軟件審評要點(diǎn)等進(jìn)行了專(zhuān)題講解。

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設計開(kāi)發(fā)環(huán)節格外重要

   

在火熱的“AI+醫療”浪潮中，AI醫療器械成為醫療器械企業(yè)、AI創(chuàng )業(yè)公司、互聯(lián)網(wǎng)巨頭等紛紛布局的領(lǐng)域。由于A(yíng)I醫療器械屬于新興技術(shù)領(lǐng)域，企業(yè)在發(fā)展中遇到許多新問(wèn)題。尤其是部分AI技術(shù)公司，之前并沒(méi)有醫療器械的相關(guān)生產(chǎn)和從業(yè)經(jīng)驗，缺乏對醫療器械行業(yè)的專(zhuān)業(yè)知識和規范標準的儲備，這很有可能導致技術(shù)和產(chǎn)品脫離行業(yè)法規、標準，無(wú)法滿(mǎn)足臨床實(shí)際需求，從而遠離用戶(hù)和市場(chǎng)。

培訓會(huì )上，器審中心審評二部副部長(cháng)郭兆君強調，在明確相關(guān)法規、醫療器械技術(shù)審評的前提下進(jìn)行產(chǎn)品設計開(kāi)發(fā)十分重要。

郭兆君介紹，醫療器械產(chǎn)品的生命周期是指從產(chǎn)品概念產(chǎn)生到產(chǎn)品退市的整個(gè)時(shí)間段。其中，設計開(kāi)發(fā)是非常關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節，包含用戶(hù)需求、設計輸入、設計輸出、設計驗證、設計確認、設計評審等幾項重要節點(diǎn)�！熬秃帽壬w房子�！惫�兆君舉例說(shuō)，“首先要考慮用戶(hù)需求，如果一家三代同堂，用戶(hù)需求就是滿(mǎn)足每個(gè)人的生活需要；用戶(hù)需求轉化成設計輸入就如設計房子的結構、布局、原材料等；然后開(kāi)始研發(fā)、設計輸出，此時(shí)呈現出的可能是一些圖紙、樣板間、材料的訂購信息等，這時(shí)就要考慮輸出和輸入是否一致，這個(gè)過(guò)程就叫設計驗證；此后再投入生產(chǎn)，看最終產(chǎn)品是否符合用戶(hù)需求，這個(gè)過(guò)程就是設計確認；最后，設計評審是項很重要的工作，評審用戶(hù)需求有沒(méi)有充分采集，設計輸入是否充分、適宜、可被驗證確認，有沒(méi)有正確反映用戶(hù)需求等�！�

郭兆君強調，企業(yè)在開(kāi)發(fā)一款AI醫療器械時(shí)，在設計開(kāi)發(fā)的輸入環(huán)節就要明確一些關(guān)鍵因素，比如：用戶(hù)需求以及產(chǎn)品預期用途所涉及的功能、性能、可用性、安全要求、法規和標準等。另外，企業(yè)在做進(jìn)口產(chǎn)品、為醫生提供定制化服務(wù)的市場(chǎng)決策時(shí)，要格外注意用戶(hù)需求問(wèn)題。因為國外開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品是基于國外的用戶(hù)需求，要考慮產(chǎn)品與中國用戶(hù)需求的契合度，不符合中國用戶(hù)需求的產(chǎn)品不適合進(jìn)口。

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審評審批制度不斷完善

   

針對企業(yè)普遍關(guān)注的AI醫療器械審批問(wèn)題，器審中心審評一部副部長(cháng)彭亮在培訓會(huì )上細致解讀了《深度學(xué)習輔助決策醫療器械軟件審評要點(diǎn)》（草案），系統全面講解了AI醫療器械在審批過(guò)程中所面臨的風(fēng)險考量、設計開(kāi)發(fā)（含需求分析、數據收集、算法設計、軟件確認）、軟件更新、適用范圍擴展、第三方數據庫、網(wǎng)絡(luò )安全與數據安全、云計算與移動(dòng)計算、注冊申報資料等問(wèn)題。

據介紹，AI醫療器械是指采用AI技術(shù)的醫療器械，其中AI是基于數據/知識和算力的算法。而深度學(xué)習作為新一代AI技術(shù)的代表，是基于海量數據和高算力的黑盒算法。按照醫療器械軟件類(lèi)型，AI醫療器械可分為AI獨立軟件（本身即為醫療器械的AI軟件）和AI軟件組件（醫療器械內含的AI軟件）。目前，對AI醫療器械質(zhì)量評價(jià)主要依據《醫療器械軟件注冊技術(shù)審查指導原則》《移動(dòng)醫療器械注冊技術(shù)審查指導原則》《醫療器械網(wǎng)絡(luò )安全注冊技術(shù)審查指導原則》三個(gè)指導原則，技術(shù)審評重點(diǎn)關(guān)注AI醫療器械產(chǎn)品的數據質(zhì)量控制、算法泛化能力以及臨床使用風(fēng)險。

近幾年，為加快創(chuàng )新醫療器械審批進(jìn)程，器審中心做了大量工作。器審中心綜合業(yè)務(wù)處副處長(cháng)賈健雄介紹，2014年2月《創(chuàng )新醫療器械特別審批程序（試行）》發(fā)布，開(kāi)通了創(chuàng )新型醫療器械產(chǎn)品審評審批綠色通道，器審中心按照早期介入、專(zhuān)人負責、科學(xué)審批的原則，對創(chuàng )新醫療器械予以?xún)?yōu)先辦理；同時(shí)，加強與申請人的溝通交流，從而加快其上市進(jìn)程。2018年11月，新修訂的《創(chuàng )新醫療器械特別審查程序》發(fā)布，旨在進(jìn)一步鼓勵醫療器械研發(fā)創(chuàng )新，推動(dòng)醫療器械產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。截至2018年11月底，國家藥監局收到創(chuàng )新特別審查申請1054項，192項同意按照特別審查程序審批，46項創(chuàng )新醫療器械（51個(gè)注冊單元產(chǎn)品）已通過(guò)特別程序獲準上市�！暗�很遺憾，目前還沒(méi)有AI相關(guān)產(chǎn)品過(guò)審�！辟Z健雄說(shuō)。

賈健雄建議企業(yè)應規范醫療器械產(chǎn)品名稱(chēng)；要有明確的軟件預期用途、使用場(chǎng)景、核心功能和運行環(huán)境；使用的數據應來(lái)自臨床機構，且說(shuō)明來(lái)源機構及采集要求；提供算法設計的相關(guān)資料，包括算法選擇及訓練；提供真實(shí)臨床數據的軟件驗證資料；具有能夠支持產(chǎn)品有顯著(zhù)臨床應用價(jià)值的數據資料。

郭兆君表示，企業(yè)還應該正確看待注冊監管。注冊監管和醫療器械制造商的目的是一致的，都是為公眾提供安全有效、有價(jià)值的產(chǎn)品。注冊監管是幫助企業(yè)設計開(kāi)發(fā)出滿(mǎn)足醫療健康需求的AI產(chǎn)品，幫助企業(yè)降低風(fēng)險、提高產(chǎn)品的質(zhì)量、節約成本、形成企業(yè)乃至行業(yè)的良性循環(huán)。監管機構只是監督責任人將預計的事情充分完成，最終的責任人是企業(yè)。

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臨床應用須滿(mǎn)足實(shí)際需求

   

AI醫療器械應該與臨床應用緊密結合，滿(mǎn)足臨床一線(xiàn)的實(shí)際需求，解決臨床診斷難題和醫生短缺問(wèn)題，應用于三甲醫院和基層醫院等諸多不同場(chǎng)景，只有這樣才能促進(jìn)AI醫療器械從實(shí)驗室轉向生產(chǎn)應用。

目前，我國AI醫療器械領(lǐng)域主要集中于肺結節等肺部疾病和糖尿病視網(wǎng)膜病變（以下簡(jiǎn)稱(chēng)糖網(wǎng)）影像診斷領(lǐng)域。

四川大學(xué)華西醫院胸外科主任劉倫旭介紹，目前肺癌的治療以外科手術(shù)為主，但診斷過(guò)程中仍然存在很多難題，包括基于術(shù)前胸部CT的手術(shù)指征判定、手術(shù)方式選擇、肺癌預后精準預測等。劉倫旭表示，將AI對醫學(xué)影像的圖像識別和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)運用于肺癌外科診治，可以解決目前存在的上述臨床難題。他介紹，從2011年開(kāi)始，華西醫院胸外科建立了胸外科肺癌數據庫，涵蓋從2005年至今的外科治療肺癌病例，數據超過(guò)一萬(wàn)例，包含完整的結構化的標準臨床信息、隨訪(fǎng)信息和高質(zhì)量影像數據�；�于胸外科領(lǐng)域目前存在的若干實(shí)際臨床問(wèn)題，研究人員從手術(shù)指征判斷、手術(shù)方式選擇和術(shù)后預后預測模型三方面構建了胸外科肺癌診治智能化系統。經(jīng)過(guò)數據整理，該模型的動(dòng)態(tài)識別模型效能為88%，識別率為81.2%，查全率為73.2%，查準率為87.14%�！斑@是現階段AI產(chǎn)品在臨床中實(shí)現的理想數據�！眲�倫旭說(shuō)。

中國醫學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫院眼科副主任醫師于偉泓以糖網(wǎng)為例介紹了AI對中國眼科公共衛生的重大意義。于偉泓介紹，我國約有3000多萬(wàn)糖網(wǎng)患者，但我國糖網(wǎng)篩查率小于5%，眼科醫生缺乏是主要原因。尤其在基層醫院幾乎沒(méi)有眼底病專(zhuān)科，缺乏專(zhuān)業(yè)人才，因此AI對于基層醫院來(lái)說(shuō)具有更大的臨床價(jià)值。2018年4月，美國食品藥品管理局已批準了世界上第一臺AI檢測糖網(wǎng)的設備IDx-DR用于基層眼科醫療�！跋嘈盼覈�也可以很快上市同類(lèi)產(chǎn)品�！�

“以臨床問(wèn)題為導向研發(fā)AI，可以提高臨床診治能力和服務(wù)質(zhì)量。”劉倫旭認為，醫療AI的研究方向應該基于實(shí)際臨床問(wèn)題的解決。此外，大量高質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)標記數據是開(kāi)發(fā)優(yōu)秀模型的保障。AI研究基于大數據的機器學(xué)習和模型驗證，必須有大量擁有臨床信息和影像數據的臨床病例作為支撐，統一的標準是優(yōu)質(zhì)的數據保障，優(yōu)質(zhì)的數據才能訓練出優(yōu)秀的模型。

于偉泓認為，標注數據質(zhì)量控制也很重要。標注醫生的平均水平對測試集的質(zhì)量至關(guān)重要，比如一張圖像由3位醫生分別標注，采用多數一致的結果，這樣可以降低由于個(gè)人疏忽導致的隨機性錯誤；若再引入專(zhuān)家組進(jìn)行抽查式質(zhì)量檢查，并裁決標注完全不一致的情況，還可以降低由于團隊知識技能水平導致的系統性錯誤。

于偉泓表示，在建立AI產(chǎn)品評價(jià)體系時(shí)既要鼓勵和推動(dòng)創(chuàng )新，又要保證產(chǎn)品使用的安全性和有效性，注重評價(jià)流程和指標的規范性、合理性和可實(shí)施性。臨床評價(jià)需要考慮諸多不同的場(chǎng)景，如考慮輔助篩查、輔助診斷、隨診分析的流程差異，三甲醫院、基層醫院、體檢中心等場(chǎng)景差異，不同場(chǎng)景和機型下的圖片質(zhì)量差異等。她預計，未來(lái)對于醫療AI產(chǎn)品的研發(fā)及評價(jià)分級會(huì )更加精細。