今年是新修訂的《醫(yī)療器械監(jiān)督管理條例》施行的第一年,企業(yè)的質(zhì)量主體責(zé)任更加突出,產(chǎn)品的驗證與確認活動趨于多元化,對標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的需求更加強烈。在人工智能醫(yī)療器械監(jiān)管研究方面,國家藥監(jiān)局取得了豐碩的成果,圍繞產(chǎn)品的分類界定、審評審批等發(fā)布了多個指導(dǎo)原則的征求意見稿。在國家政策與監(jiān)管科學(xué)的支持下,國內(nèi)獲批上市的產(chǎn)品數(shù)量持續(xù)增加,影響力不斷壯大,臨床轉(zhuǎn)化與推廣步伐加快。與此同時,國外法規(guī)、監(jiān)管與標(biāo)準(zhǔn)化研究處于新的活躍期,對國內(nèi)的工作帶來有益的啟示。

在此背景下,人工智能醫(yī)療器械標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)歸口單位(以下簡稱歸口單位)緊密跟蹤監(jiān)管需求和行業(yè)動態(tài),在國家藥監(jiān)局的領(lǐng)導(dǎo)下積極開展工作。本文對近年的進展進行總結(jié),對后續(xù)計劃和任務(wù)進行展望。

國外動態(tài)與分析

當(dāng)前,人工智能作為熱點創(chuàng)新技術(shù),廣泛應(yīng)用于包括醫(yī)療器械在內(nèi)的各行各業(yè),各國針對人工智能本身的監(jiān)管認識與法規(guī)建設(shè)不斷升級。

今年4月,歐盟發(fā)布了人工智能立法框架,提出了人工智能風(fēng)險分級管理的理念。其中,人工智能的醫(yī)學(xué)應(yīng)用被劃入了高風(fēng)險的等級,預(yù)示著對人工智能醫(yī)療器械的監(jiān)管將趨于嚴(yán)格。該立法框架與歐盟在2019年所提出的“可信賴的人工智能”倫理理念一脈相承,從人與AI的關(guān)系出發(fā),旨在強調(diào)和保護人的安全、權(quán)益和公平。

美國FDA在今年1月份發(fā)布了《基于人工智能/機器學(xué)習(xí)的醫(yī)療器械軟件行動計劃》。該計劃回應(yīng)了2019年FDA發(fā)布的《基于人工智能/機器學(xué)習(xí)的醫(yī)療器械軟件變更監(jiān)管框架》收到的社會反饋。在質(zhì)量管理方面,該計劃繼續(xù)研究軟件持續(xù)學(xué)習(xí)背景下的預(yù)定義變更控制的指南草案,開發(fā)良好機器學(xué)習(xí)規(guī)范以評估和改進機器學(xué)習(xí)算法。在監(jiān)管要求方面,該計劃提倡以患者為中心的路徑,包括器械對用戶的透明度,與歐盟的立法框架存在相通之處。在質(zhì)量評價方面,該計劃重視對算法偏倚和魯棒性的評價,推動真實世界性能監(jiān)測的試點。

國際醫(yī)療器械監(jiān)管者論壇(IMDRF)的人工智能醫(yī)療器械工作組在今年組織了多次線上會議。各國監(jiān)管機構(gòu)的代表圍繞基于人工智能/機器學(xué)習(xí)的醫(yī)療器械術(shù)語文稿的編制展開了細致的討論。其中,歐美各國關(guān)注持續(xù)學(xué)習(xí)、算法變更等關(guān)鍵詞,重視良好機器學(xué)習(xí)規(guī)范在質(zhì)量管理中的作用,值得關(guān)注。

根據(jù)國外的發(fā)展趨勢,人工智能倫理思想、全生命周期質(zhì)量管理的理念、產(chǎn)品快速更新的需求等因素對人工智能醫(yī)療器械的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)生了較大影響,產(chǎn)品的測試思路也在轉(zhuǎn)型,與傳統(tǒng)計算機輔助診斷軟件產(chǎn)品的差異越來越大。

國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化進展

2020年我國首批人工智能醫(yī)療器械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《人工智能醫(yī)療器械 質(zhì)量要求與評價 第1部分:術(shù)語》和《人工智能醫(yī)療器械 質(zhì)量要求與評價 第2部分:數(shù)據(jù)集通用要求》已經(jīng)進入報批階段?！度斯ぶ悄茚t(yī)療器械 質(zhì)量要求與評價 第1部分:術(shù)語》旨在為人工智能醫(yī)療器械的質(zhì)量評價提供基礎(chǔ)通用的術(shù)語,為后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)的起草提供字典。該標(biāo)準(zhǔn)在基礎(chǔ)共性技術(shù)、數(shù)據(jù)集、質(zhì)量評價指標(biāo)、質(zhì)量評價方法、應(yīng)用場景等方面給出了一百多個詞條及定義,并以附錄的形式給出了部分公式?！度斯ぶ悄茚t(yī)療器械 質(zhì)量要求和評價 第2部分:數(shù)據(jù)集通用要求》旨在把數(shù)據(jù)集納入人工智能醫(yī)療器械的質(zhì)量評價體系,明確數(shù)據(jù)集的評價對象及技術(shù)路徑。該標(biāo)準(zhǔn)借鑒了醫(yī)療器械領(lǐng)域、信息技術(shù)領(lǐng)域、臨床試驗等領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)質(zhì)量的管理思路,結(jié)合了人工智能可解釋性、可溯源性等方面的需要,提出了數(shù)據(jù)集的描述文檔、質(zhì)量特性、風(fēng)險分析文檔等方面的要求,并給出了評價方法。同時,中檢院聯(lián)合中華醫(yī)學(xué)會放射學(xué)分會、國家衛(wèi)生健康委能力建設(shè)與繼續(xù)教育中心等共同發(fā)布了《胸部CT肺結(jié)節(jié)數(shù)據(jù)集及質(zhì)量控制專家共識》,為標(biāo)準(zhǔn)的落地提供參考。

根據(jù)國家藥監(jiān)局公示的標(biāo)準(zhǔn)制修訂計劃,2021年中檢院作為歸口單位圍繞《人工智能醫(yī)療器械 質(zhì)量要求和評價 第3部分:數(shù)據(jù)標(biāo)注通用要求》和《人工智能醫(yī)療器械 肺部影像輔助分析軟件 算法性能測試方法》兩個主題開展標(biāo)準(zhǔn)立項起草工作。

數(shù)據(jù)標(biāo)注是影響人工智能醫(yī)療器械質(zhì)量的重要技術(shù)服務(wù),直接關(guān)系到算法研發(fā)與測試所依據(jù)的參考標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確性和可靠性。目前業(yè)內(nèi)在數(shù)據(jù)標(biāo)注環(huán)節(jié)的差異較大,標(biāo)注的實施主體、工作流程、質(zhì)控與驗收等環(huán)節(jié)參差不齊,急需標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范?！度斯ぶ悄茚t(yī)療器械 質(zhì)量要求和評價 第3部分:數(shù)據(jù)標(biāo)注通用要求》在參照國內(nèi)臨床領(lǐng)域人工智能數(shù)據(jù)標(biāo)注專家共識基礎(chǔ)上,對標(biāo)注任務(wù)的定義、描述、組織等相關(guān)內(nèi)容進行了規(guī)定,把相關(guān)的技術(shù)工具、平臺納入考量。該標(biāo)準(zhǔn)草案也是對《人工智能醫(yī)療器械 質(zhì)量要求和評價 第2部分:數(shù)據(jù)集通用要求》的呼應(yīng)和補充,有助于促進數(shù)據(jù)集的開發(fā)活動。

《人工智能醫(yī)療器械 肺部影像輔助分析軟件 算法性能測試方法》是中檢院歸口單位標(biāo)準(zhǔn)立項的第一個方法標(biāo)準(zhǔn)草案,面向肺結(jié)節(jié)、肺炎等臨床用途的人工智能醫(yī)療器械軟件的測試需求,描述了輔助診斷、輔助檢測等場景下的常見指標(biāo)與測試方法。同時,該標(biāo)準(zhǔn)草案根據(jù)近年來人工智能軟件測試的發(fā)展趨勢,對人工智能醫(yī)療器械軟件的一些特殊性能提出考量,包括對抗測試、壓力測試等。

2021年3月,中檢院歸口單位召集來自臨床、教育、科研、企業(yè)等領(lǐng)域的專家,形成了標(biāo)準(zhǔn)草案的框架。在起草組的配合下,標(biāo)準(zhǔn)草案的初稿已完成編制,在歸口單位內(nèi)部進行了研討。下一步,歸口單位將結(jié)合具體的產(chǎn)品開展技術(shù)驗證工作。

與此同時,中檢院歸口單位在年初面向社會啟動了2022年度標(biāo)準(zhǔn)立項征集工作,共收到立項提案20余份,提案內(nèi)容涉及基礎(chǔ)通用要求、臨床試驗特殊要求、軟件開發(fā)管理、算法性能測試、數(shù)據(jù)集專用要求等主題。本年度的部分提案內(nèi)容參考了國外2020年發(fā)布的技術(shù)文獻,與國際前沿的接軌程度有所提升,反映了國內(nèi)各界對標(biāo)準(zhǔn)研究的熱情和投入。為了確保提案遴選的科學(xué)性和效率,秘書處依據(jù)醫(yī)療器械標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作規(guī)范,在6月底舉行線上線下相結(jié)合的標(biāo)準(zhǔn)研討會,組織歸口單位專家組進行專題研究和投票,下一步將按照標(biāo)準(zhǔn)制定程序辦理后續(xù)事宜。

國際標(biāo)準(zhǔn)合作進展

在推進國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)研究的同時,歸口單位也在積極拓展國際合作。2021年3月,國家藥監(jiān)局和國家標(biāo)準(zhǔn)委批復(fù)同意由中檢院專家加入國際電工委員會IEC TC62委員會的軟件網(wǎng)絡(luò)與人工智能顧問團,參與IEC在醫(yī)療器械創(chuàng)新領(lǐng)域的國際標(biāo)準(zhǔn)研究。在顧問團的首個正式研究報告中,中檢院承擔(dān)了部分章節(jié)的編寫和校對任務(wù),宣傳了我國在人工智能醫(yī)療器械監(jiān)管與標(biāo)準(zhǔn)化方面取得的研究成果,獲得了顧問團的認可。

中檢院牽頭的IEEE人工智能醫(yī)療器械標(biāo)準(zhǔn)也取得了顯著的進展。在近期的工作組會議上,來自中國、美國、德國、荷蘭等國的十余個成員單位對IEEE P2802 人工智能醫(yī)療器械質(zhì)量評價術(shù)語標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容進行了審議并達成共識,即將提交IEEE進行文稿格式審查,啟動外部投票與征求意見進程。該標(biāo)準(zhǔn)在起草階段即獲得了國際同行的關(guān)注,已被美國NIST的人工智能標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)劃、美國FDA的機器學(xué)習(xí)/人工智能行動計劃、美國ANSI CTA 2089-1標(biāo)準(zhǔn)等文件引用。該標(biāo)準(zhǔn)在凝聚我國國內(nèi)行業(yè)共識的基礎(chǔ)上形成初稿,在國際交流的背景下進行了修改完善。它的起草與發(fā)布有助于增進國內(nèi)外的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)與合作。IEEE P2801數(shù)據(jù)集質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)草案在今年也推出了新的版本,即將進行組內(nèi)的技術(shù)審議。

標(biāo)準(zhǔn)落地應(yīng)用進展

為了促進標(biāo)準(zhǔn)的落地應(yīng)用、提升產(chǎn)品檢測服務(wù)能力,中檢院在科技部重點研發(fā)計劃項目的資助下,正在建設(shè)醫(yī)學(xué)人工智能產(chǎn)品檢測平臺,面向科研院所、企業(yè)、臨床機構(gòu)、檢測機構(gòu)等開展應(yīng)用示范。平臺使用中心化云端部署的模式,使用私用數(shù)據(jù)和公有數(shù)據(jù)相結(jié)合的渠道,打通數(shù)據(jù)集開發(fā)與質(zhì)控、數(shù)據(jù)標(biāo)注、測試方案定制、算法指標(biāo)評估、對抗測試等關(guān)鍵環(huán)節(jié),形成可定制、標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品測試服務(wù)模式,滿足產(chǎn)品上市前測試、臨床在用質(zhì)控、真實世界性能監(jiān)測、算法更新與再評價等階段的評價需求,從而支持人工智能產(chǎn)品的全生命周期質(zhì)量控制。

在開發(fā)階段,項目組集成了智能檢索、智能標(biāo)注、對抗攻擊等先進技術(shù),擴展了產(chǎn)品魯棒性、臨床性能動態(tài)評估等方面的評價能力。在項目參與單位的共同努力下,包含數(shù)據(jù)入庫、人員管理、檢測業(yè)務(wù)申請、待測算法部署、數(shù)據(jù)中臺、檢測報告編輯等在內(nèi)的主要模塊基本達到中期設(shè)計指標(biāo),平臺處于聯(lián)合調(diào)試和內(nèi)測階段。目前,已有十余家來自企業(yè)、檢測機構(gòu)、臨床機構(gòu)的用戶參與平臺的調(diào)試,待測產(chǎn)品涉及肺部影像、眼底彩照、心電、血糖、電子病歷等數(shù)據(jù)模態(tài)。同時,項目組完成4個單模態(tài)典型樣板數(shù)據(jù)集、2個多模態(tài)典型樣板數(shù)據(jù)集,為數(shù)據(jù)集的社會共籌共建模式提供了參照。平臺預(yù)計在今年10月份正式上線并面向社會征集應(yīng)用示范單位,提供公益技術(shù)服務(wù),支持標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用落地和宣貫培訓(xùn)。

綜上所述,我國人工智能醫(yī)療器械標(biāo)準(zhǔn)化工作在理論與實踐兩方面協(xié)同推進,密切關(guān)注國內(nèi)外行業(yè)與監(jiān)管形勢的變化。隨著我國人工智能醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大和監(jiān)管科學(xué)研究的推進,我國的人工智能醫(yī)療器械標(biāo)準(zhǔn)化工作逐步走向自主創(chuàng)新的道路,為行業(yè)和監(jiān)管需求提供技術(shù)保障。(王浩 李佳戈 李靜莉作者單位:中國食品藥品檢定研究院)

來源于|中國醫(yī)藥報