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以監(jiān)管科學研究推動人工智能醫(yī)療器械創(chuàng)新發(fā)展

  • 2023-06-28 10:31
  • 作者:李安渝
  • 來源:中國食品藥品網(wǎng)

近年來,人工智能技術(shù)在醫(yī)療器械領域的應用快速擴大,在改變診斷和治療方式的同時,也帶來安全風險,給監(jiān)管帶來挑戰(zhàn)。


人工智能技術(shù)存在倫理、偏見、數(shù)字安全等風險,人工智能醫(yī)療器械因其特殊的應用場景,還存在操作、迭代、透明度等額外安全風險。此外,人工智能醫(yī)療器械在責任界定、法律地位等方面還存在監(jiān)管空白,極大影響了人工智能醫(yī)療器械行業(yè)發(fā)展和產(chǎn)品的臨床應用。


2019年以來,全球各大醫(yī)療器械市場的監(jiān)管部門紛紛基于監(jiān)管科學研究,加大對人工智能醫(yī)療器械的管理力度。其中,美國、歐盟提出多項監(jiān)管策略并在實踐中應用,取得了一些成果;我國對人工智能醫(yī)用軟件、人工智能醫(yī)療器械中的計算機學習建模等制定技術(shù)指南,積極開展人工智醫(yī)療器械審評與監(jiān)管改革工作。


美國:在控制風險的同時鼓勵創(chuàng)新


美國食品藥品管理局(FDA)積極推動人工智能醫(yī)療器械監(jiān)管創(chuàng)新。目前,F(xiàn)DA正在試圖建立更靈活和高效的預認證程序,以加快對人工智能醫(yī)療器械的評估和審批;同時,加強對已上市人工智能醫(yī)療器械的持續(xù)監(jiān)管,確保其使用過程中的安全性和有效性。


FDA對醫(yī)療器械的基本監(jiān)管策略是在確?;颊甙踩耐瑫r鼓勵創(chuàng)新?;诖耍現(xiàn)DA實行上市前批準(PMA)和510(k)清除程序,以確保醫(yī)療器械的安全性和有效性。同時,F(xiàn)DA提供創(chuàng)新途徑,如突破性器械計劃就是鼓勵醫(yī)療器械技術(shù)創(chuàng)新的途徑。目前,F(xiàn)DA已經(jīng)批準一些使用人工智能技術(shù)的醫(yī)療器械上市,涉及多種臨床應用場景,如疾病診斷、病情評估、個性化治療等。


面對人工智能技術(shù)帶來的監(jiān)管挑戰(zhàn),F(xiàn)DA建立了人工智能醫(yī)療器械監(jiān)管框架。2019年,F(xiàn)DA發(fā)布涉及人工智能醫(yī)療器械監(jiān)管的藍皮書,提出一種預定型監(jiān)管框架,即對人工智能醫(yī)療器械的持續(xù)學習和自我改進能力進行監(jiān)管。根據(jù)該框架,制造商需要提交算法更改計劃,說明如何實施預定的修改,并在實施修改時保持醫(yī)療器械的安全性和有效性。同時,F(xiàn)DA正在加強對人工智能訓練數(shù)據(jù)的監(jiān)管。人工智能的訓練數(shù)據(jù)質(zhì)量對相應醫(yī)療器械性能影響重大,F(xiàn)DA提出,制造商需要提供足夠的信息,以證明訓練數(shù)據(jù)的質(zhì)量和代表性,以及數(shù)據(jù)收集和處理過程。這對于確保人工智能醫(yī)療器械在實際臨床環(huán)境中的安全性和有效性至關(guān)重要。


考慮到人工智能技術(shù)的特殊性,F(xiàn)DA還提出了針對人工智能醫(yī)療器械的特別監(jiān)管要求。人工智能算法通常具有自我學習和自我改進能力,使得人工智能醫(yī)療器械可能會在上市后發(fā)生改變,因此FDA強調(diào)對產(chǎn)品上市后性能進行持續(xù)監(jiān)測和管理;人工智能系統(tǒng)的決策過程有時缺乏透明度,可能導致患者和醫(yī)生無法理解其決策依據(jù),因此FDA強調(diào)人工智能醫(yī)療器械的透明度和可解釋性。


目前,F(xiàn)DA面臨的主要挑戰(zhàn)之一是如何適應人工智能技術(shù)的快速發(fā)展。全球性對話和合作既可以避免重復工作,還可以達到更好的監(jiān)管一致性,F(xiàn)DA在人工智能醫(yī)療器械全球監(jiān)管協(xié)同方面作出積極努力。例如,F(xiàn)DA是國際醫(yī)療器械監(jiān)管機構(gòu)論壇(IMDRF)成員,IMDRF正在研究人工智能技術(shù)在醫(yī)療器械領域的應用,并提出相關(guān)監(jiān)管建議。


隨著人工智能技術(shù)的進步和醫(yī)療器械的快速創(chuàng)新,F(xiàn)DA的監(jiān)管策略和框架將持續(xù)發(fā)展和調(diào)整。一個可能的發(fā)展方向是更加積極地利用數(shù)字健康技術(shù)進行監(jiān)管,例如使用真實世界數(shù)據(jù)開展醫(yī)療器械性能實時監(jiān)測和評估。此外,F(xiàn)DA還可能更注重對人工智能訓練數(shù)據(jù)以及醫(yī)療器械透明度和可解釋性的監(jiān)管。


總體來說,F(xiàn)DA對人工智能醫(yī)療器械的監(jiān)管是一個動態(tài)的風險控制與創(chuàng)新的平衡過程,努力控制各種安全風險;同時,盡可能鼓勵創(chuàng)新,從而適應人工智能醫(yī)療器械技術(shù)和市場發(fā)展。


歐盟:強調(diào)數(shù)據(jù)保護和算法透明性


在歐洲,醫(yī)療器械及其所涵蓋技術(shù)受到嚴格監(jiān)管。歐盟全方位審查和監(jiān)控人工智能醫(yī)療器械設計、制造、銷售和使用,特別關(guān)注醫(yī)療數(shù)據(jù)保護,積極推動人工智能醫(yī)療器械標準化,提高其互操作性和可用性。


歐盟的醫(yī)療器械監(jiān)管基于一系列法規(guī),其中最重要的是醫(yī)療器械法規(guī)(MDR)和體外診斷醫(yī)療器械法規(guī)(IVDR)。這些法規(guī)對醫(yī)療器械安全性和性能提出了詳細要求,包括產(chǎn)品設計、制造、臨床評估、質(zhì)量管理等。人工智能醫(yī)療器械作為軟件或系統(tǒng),通常被歸類為“軟件醫(yī)療器械”,在MDR和IVDR中有明確規(guī)定。根據(jù)相關(guān)規(guī)定,人工智能醫(yī)療器械應滿足包括數(shù)據(jù)保護、算法驗證、性能評估等在內(nèi)的一系列要求。


在歐盟,人工智能醫(yī)療器械的監(jiān)管強度根據(jù)產(chǎn)品風險級別不同而不同。根據(jù)MDR和IVDR,醫(yī)療器械風險從低到高分為四個等級,分別為Ⅰ、Ⅱa、Ⅱb和Ⅲ。人工智能醫(yī)療器械風險等級取決于預期用途和可能產(chǎn)生的風險。例如,如果人工智能醫(yī)療器械被用于診斷或治療重大疾病,則可能被分類為較高風險等級。高風險等級的醫(yī)療器械需要經(jīng)過更嚴格的審查才能上市,包括通過被歐盟認證的獨立機構(gòu)(稱為公認機構(gòu))進行的臨床評估。


歐盟對人工智能醫(yī)療器械的審批流程包括技術(shù)文件編制、臨床評估、質(zhì)量管理系統(tǒng)評審等步驟。制造商需要提供詳細的信息,證明產(chǎn)品的安全性和性能,包括設計和制造信息、臨床評價數(shù)據(jù)、風險管理措施等。在審批過程中,公認機構(gòu)會評估制造商提供的所有信息,如果評審結(jié)果為“滿意”,將頒發(fā)CE標志證書,表示該醫(yī)療器械符合歐盟法規(guī)要求,可以在歐盟市場銷售。


在歐盟監(jiān)管框架中,人工智能醫(yī)療器械的數(shù)據(jù)保護和算法透明性受到特別關(guān)注。歐盟的一般數(shù)據(jù)保護法規(guī)(GDPR)對處理個人數(shù)據(jù)提出了嚴格要求,對人工智能醫(yī)療器械的開發(fā)和應用產(chǎn)生了重要影響。此外,制造商需要提供足夠的信息,以說明其人工智能系統(tǒng)的決策過程,使用戶和監(jiān)管部門可以理解和驗證算法的性能和結(jié)果。這在保護用戶權(quán)益、提高算法公平性和可信賴性方面起著關(guān)鍵作用。


面對人工智能技術(shù)的快速發(fā)展,歐盟正在調(diào)整和更新其醫(yī)療器械監(jiān)管框架。2021年,歐盟發(fā)布了人工智能法規(guī)草案,旨在建立“人本主義”的人工智能監(jiān)管框架,強調(diào)對高風險人工智能系統(tǒng)的監(jiān)管。此外,歐盟還在考慮建立專門針對人工智能醫(yī)療器械的監(jiān)管路徑,以適應產(chǎn)品特點和監(jiān)管挑戰(zhàn)。


歐盟在人工智能醫(yī)療器械領域的監(jiān)管措施反映了其對公眾健康和數(shù)據(jù)安全的重視,也體現(xiàn)出支持創(chuàng)新和技術(shù)進步的態(tài)度。


中國:積極探索和推進監(jiān)管改革


近年來,我國藥監(jiān)部門積極探索和推進人工智能醫(yī)療器械監(jiān)管改革,努力建立更公平、透明、靈活的監(jiān)管框架。我國對人工智能醫(yī)療器械研發(fā)、生產(chǎn)、銷售和使用全過程實施監(jiān)管,以確保產(chǎn)品安全性、有效性、質(zhì)量可控性。此外,為加強醫(yī)療數(shù)據(jù)保護,我國還制定了詳細的醫(yī)療數(shù)據(jù)收集、使用和存儲規(guī)定。


2019年7月,人工智能醫(yī)療器械創(chuàng)新合作平臺成立,旨在促進人工智能醫(yī)療器械監(jiān)管研究;國家藥監(jiān)局醫(yī)療器械技術(shù)審評中心在全球率先發(fā)布《深度學習輔助決策醫(yī)療器械軟件審評要點》,明確人工智能醫(yī)療器械審評關(guān)注重點,引發(fā)國際廣泛關(guān)注。2020年以來,我國加大力度開展人工智能醫(yī)療器械監(jiān)管研究,積極參與IMDRF人工智能醫(yī)療器械工作組、國際電信聯(lián)盟/世界衛(wèi)生組織醫(yī)學人工智能焦點組等國際監(jiān)管協(xié)調(diào)工作;制定和發(fā)布多項相關(guān)指導原則、審評要點和行業(yè)標準,批準20余項第三類深度學習輔助決策類獨立軟件產(chǎn)品上市。


建議:持續(xù)更新監(jiān)管策略和手段


建議根據(jù)我國情況并參考國際經(jīng)驗,從以下幾方面強化人工智能醫(yī)療器械監(jiān)管,在保障公眾用械安全的同時鼓勵創(chuàng)新。


建立專門針對人工智能醫(yī)療器械的監(jiān)管框架。人工智能技術(shù)在醫(yī)療器械領域的應用對傳統(tǒng)的醫(yī)療器械監(jiān)管體系提出了巨大挑戰(zhàn)。人工智能醫(yī)療器械與傳統(tǒng)醫(yī)療器械具有顯著區(qū)別,尤其體現(xiàn)在持續(xù)學習和適應能力上,因此需要建立適應人工智能醫(yī)療器械特性的監(jiān)管框架??蓞⒖細W盟和美國對高風險人工智能系統(tǒng)的分類和監(jiān)管策略,制定我國人工智能醫(yī)療器械風險評估方法和分類標準,對不同風險級別的產(chǎn)品制定不同的監(jiān)管策略?,F(xiàn)階段,建議繼續(xù)推進重點產(chǎn)品相關(guān)技術(shù)指導原則和審評要點的制修訂工作,緊跟人工智能醫(yī)療器械發(fā)展趨勢,不斷建立健全技術(shù)指導原則體系。


實施適應性監(jiān)管。人工智能技術(shù)發(fā)展迅速,監(jiān)管政策需要及時應對技術(shù)變化。監(jiān)管部門可以采取適應性監(jiān)管策略,如預見性監(jiān)管和沙箱試驗等,在保障公眾用械安全的同時鼓勵技術(shù)創(chuàng)新。


強化數(shù)據(jù)保護和算法透明度。數(shù)據(jù)安全和隱私保護是人工智能醫(yī)療器械監(jiān)管的重要方面,應確保產(chǎn)品在收集和使用患者數(shù)據(jù)時遵循嚴格的數(shù)據(jù)保護規(guī)定。同時,人工智能系統(tǒng)的決策過程應該透明,以便醫(yī)務人員、患者和監(jiān)管人員理解和產(chǎn)生信任,這不僅有助于保障人工智能醫(yī)療器械質(zhì)量安全,還可以提高產(chǎn)品公信力。


鼓勵合作和標準制定。與行業(yè)、科研機構(gòu)以及其他國家和地區(qū)監(jiān)管機構(gòu)建立廣泛的合作關(guān)系,是推動我國人工智能醫(yī)療器械監(jiān)管發(fā)展的途徑之一。這種合作可以促進分享實踐經(jīng)驗,發(fā)展和推廣技術(shù)和標準,以及制定全球通用的監(jiān)管策略。


提升科學監(jiān)管能力。鑒于人工智能技術(shù)的復雜性和快速發(fā)展的現(xiàn)狀,監(jiān)管部門需要持續(xù)提升自身技術(shù)能力,這樣才能有效應對人工智能醫(yī)療器械監(jiān)管挑戰(zhàn)。這需要加強監(jiān)管科學研究,加強人才引進和培養(yǎng),并與科研機構(gòu)和行業(yè)建立緊密的合作關(guān)系。


加強產(chǎn)品上市后監(jiān)管和監(jiān)測。人工智能醫(yī)療器械上市后可不斷學習和改進,監(jiān)管部門需加強產(chǎn)品上市后監(jiān)管。一方面,可以通過定期審查和評估,確保人工智能醫(yī)療器械的持續(xù)安全性和有效性;另一方面,通過上市后監(jiān)測,可以快速發(fā)現(xiàn)和應對潛在風險。此外,建議充分利用真實世界數(shù)據(jù),客觀評價人工智能醫(yī)療器械的算法泛化能力,助力實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期閉環(huán)監(jiān)管。


鼓勵用戶教育和培訓。人工智能醫(yī)療器械的正確使用對保證其安全性和有效性至關(guān)重要,應鼓勵制造商提供適當?shù)挠脩襞嘤柡徒逃?,以確保使用者正確理解和使用產(chǎn)品。


建立倫理和社會影響評估機制。人工智能醫(yī)療器械可能帶來一系列倫理和社會問題,如數(shù)據(jù)隱私、算法偏見和人機責任等,監(jiān)管部門應建立倫理和社會影響評估機制,識別、討論和處理上述問題。


(作者單位:四川大學醫(yī)療器械監(jiān)管科學研究院)


(責任編輯:丁凌)

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