移動醫(yī)療器械APP軟件監(jiān)管技術探討

王晨希，李澍，王浩，羅維娜，任海萍

中國食品藥品檢定研究院 醫(yī)療器械檢定所，北京 100050

移動醫(yī)療器械APP軟件監(jiān)管技術探討

王晨希，李澍，王浩，羅維娜，任海萍

中國食品藥品檢定研究院 醫(yī)療器械檢定所，北京 100050

隨著互聯(lián)網技術的飛速發(fā)展，移動互聯(lián)、大數據和云計算等新技術和新方法在醫(yī)療器械行業(yè)得到了廣泛應用，其中移動醫(yī)療器械APP軟件的出現正從診斷、監(jiān)護、治療等各方面顛覆傳統(tǒng)的醫(yī)療模式，一個智能化的醫(yī)療時代即將開啟。伴隨著新的醫(yī)療器械產品的出現，如何對其安全性和有效性進行有效控制，對于各國監(jiān)管機構提出了新的挑戰(zhàn)。本文在移動醫(yī)療器械APP軟件定義和特征的基礎上，結合美國、歐盟和中國的監(jiān)管思路和方法，深入剖析軟件更新這一監(jiān)管難點，提出了移動醫(yī)療器械APP軟件的監(jiān)管建議以及面臨的挑戰(zhàn)，旨在為監(jiān)管工作提供支持和幫助。

APP軟件；醫(yī)院信息系統(tǒng)；移動醫(yī)療器械；軟件更新；移動互聯(lián)設備

引言

當前移動醫(yī)療器械APP軟件進入了一個爆發(fā)式發(fā)展的階段。移動醫(yī)療器械APP軟件通過信息技術與醫(yī)療技術相結合，可提供提高初篩診斷效率、降低醫(yī)療成本、提高保健需求的一項全新醫(yī)療服務。移動醫(yī)療器械APP軟件是符合有關法規(guī)中醫(yī)療器械定義的、或者預期用于醫(yī)療器械附件和用于把通用移動平臺轉換為醫(yī)療器械的應用軟件，可以是在移動平臺上可運行的軟件應用，也可以是一種運行于移動平臺的Web的軟件應用，而其后臺程序部署在服務器端。

移動醫(yī)療器械APP軟件的特征：① 具有醫(yī)療用途，符合醫(yī)療器械定義；② 核心在于軟件，但不限于軟件，也包含硬件；③ 采用商業(yè)現成手持式移動平臺，即移動平臺是通用的、手持式的商業(yè)現成產品，如智能手機、平板電腦等[1]。也就是說，鑒于移動醫(yī)療器械APP軟件的特點，監(jiān)管方式既要滿足醫(yī)療器械軟件的要求，又要兼顧其自身的特性，進行更深層次的考量。如何對移動醫(yī)療器械APP軟件這種特殊的醫(yī)療器械產品進行有效的監(jiān)管，對各國監(jiān)管機構提出了一個新的命題。

1 醫(yī)療器械軟件的監(jiān)管情況

移動醫(yī)療器械APP軟件屬于醫(yī)療器械軟件范疇的特殊軟件。首先深入介紹各國醫(yī)療器械軟件的監(jiān)管情況。只有這樣，才能使得對于加強移動醫(yī)療器械APP軟件監(jiān)管的思路更為清晰。

美國FDA自上世紀80年代末開始著手醫(yī)療器械軟件的監(jiān)管工作，先后發(fā)布了軟件申報、軟件確認和現成軟件等指南，分別是Guidance for the Content of Premarket Submissions for Software Contained in Medical Devices（1998）、Guidance for the Content of Premarket Submissions for Software Contained in Medical Devices（2005）、General Principles of Software Validation; Final Guidance for Industry and FDA Staff和Guidance for Industry, FDA Reviewers and Compliance on Off-The-Shelf Software Use in Medical Devices美國FDA監(jiān)管要求是與軟件關注水平相匹配的。近年整體趨勢上看，整體上對軟件申報要求提高了，要求下限明顯提高而上限略有提高。具體來說就是，對于下限-輕微關注度（A級）水平，申報要求盡管取消了體現結構圖，但是增加了可追溯性分析和修訂歷史的要求，提高了驗證與確認的要求，由功能測試改為系統(tǒng)測試和集成測試（如適用）。對中等關注申報要求（B級）的要求基本保持不變。對于上限-重大關注水平（C級）申報要求有所提高，即開發(fā)描述增加了編碼規(guī)范的要求，并提高配置管理和維護的要求，驗證與確認細化了測試要求。同時，美國FDA在軟件質量管理體系的保障下簡化了設計規(guī)范、驗證與確認的要求，但強化了可追溯性分析、修訂歷史的要求。這表明美國FDA在各個監(jiān)管環(huán)節(jié)相互協(xié)調配合的基礎上，有針對性地進行軟件申報要求的調整[2-3]。

歐盟將醫(yī)療器械軟件視作一般醫(yī)療器械，管理主要側重技術管理，也就是說，主要依靠國際標準來進行約束。主要使用的國際標準有：IEC 62304《醫(yī)療器械軟件軟件生存周期過程》、IEC 60601-1-4《醫(yī)用電氣設備第1-4部分：安全通用要求并列標準：可編程醫(yī)用電氣系統(tǒng)》、IEC61508-3《電氣、電子、可編程安全相關系統(tǒng)的功能安全》、ISO/IEC12119《信息技術-軟件包-質量要求和測試》。

我國在2002年8月國家食品藥品監(jiān)督管理局發(fā)布了《醫(yī)療器械分類目錄》，增加了“軟件”產品的管理分類，醫(yī)療器械軟件正式納入監(jiān)管范圍。2012年4月國家食品藥品監(jiān)督管理局器械審評中心發(fā)布了《關于醫(yī)療器械軟件注冊申報基本要求的說明》，提出了醫(yī)療器械軟件注冊申報的基本要求。2015年8月國家食品藥品監(jiān)督管理總局發(fā)布《醫(yī)療器械軟件注冊技術審查指導原則》，對2012年文件內容進行了調整和修訂，在現行法規(guī)框架下針對軟件的特殊性進一步明確了軟件的監(jiān)管要求，特別是強化了對軟件更新和版本控制的要求。2015年文件在結合風險管理、質量管理和軟件工程基礎上較大程度上保證軟件質量。目前，我國按照YY/T 0664《醫(yī)療器械軟件軟件生存周期過程》）進行軟件損害嚴重度分級，即：A級為不可能對健康有傷害和損壞，B級為可能有不嚴重的傷害，C級為可能死亡或嚴重傷害[2,4]。這樣分級同樣適合于移動醫(yī)療器械APP軟件。

對國內外醫(yī)療器械監(jiān)管情況的比較分析可以看到，國內外監(jiān)管部門基于醫(yī)療器械軟件管理的根本就是指南或者標準，其中最為核心的是IEC 62304《醫(yī)療器械軟件軟件生存周期過程》標準，而各國又根據本國產業(yè)發(fā)展現狀，監(jiān)管的側重點有所不同。

2 移動醫(yī)療器械APP軟件的監(jiān)管情況

作為移動醫(yī)療器械APP軟件發(fā)展最為發(fā)達的國家，美國率先開展了對移動醫(yī)療器械APP軟件監(jiān)管的探索，相關的法律法規(guī)已經出臺并不斷完善。2012年7月《安全和創(chuàng)新法案》生效后，美國便從法律層面正式確立了FDA對移動醫(yī)療應用程序的監(jiān)管職責。2011年7月21日，FDA出臺了《移動醫(yī)療應用程序指南草案》，經過長時間的聽證、討論和修正，2013年9月23日FDA正式發(fā)布了Mobile Medical Applications-Guidance for Industry and Food and Drug Administration Staff[3-6]，成為第一部旨在對移動醫(yī)療應用程序進行監(jiān)管的指導性操作規(guī)程文件。

這部文件較為全面地論述了FDA對于移動醫(yī)療器械APP軟件的監(jiān)管思路。文件把移動醫(yī)療器械APP軟件分為A、B兩類。A類移動醫(yī)療器械APP軟件通過使用附件、顯示屏、傳感器，將移動平臺轉換為醫(yī)療器械設備。此類應用是醫(yī)療器械設備功能的擴展，與設備一同監(jiān)管就可以了，也就是說，采用與醫(yī)療器械相同的監(jiān)管標準及風險審查方法對其進行上市評估。這些應用主要有：

（1）安裝在通用設備上，通用設備用于連接（有線和無線）一個或多個醫(yī)療設備，用于病人監(jiān)控和數據分析。常見的有：移動PACS、床旁監(jiān)測APP、控制血壓計應用、控制胰島素泵應用等。

（2）通過使用附件、顯示屏幕、傳感器或具有醫(yī)療器械功能使通用平臺轉換為醫(yī)療器械，應用分類要依從于醫(yī)療設備。這些應用常見的有：讀取血糖儀數據、測量存儲和顯示心電信號、通過傳感器采集呼吸睡眠暫停信息、在移動平臺上植入傳感器使之成為電子聽診器等[7-8]。

（3）類似獨立醫(yī)療器械軟件，根據病情，得出診斷和治療意見。這類應用具備獨立醫(yī)療器械軟件等同或類似功能。認為這些應用風險等級與同功能醫(yī)療器械一致，跟運行平臺無關。這些應用可以是執(zhí)行復雜分析和解釋數據，這些數據來自醫(yī)療器械設備。這些應用常見的有：放療計劃系統(tǒng)、CAD影像處理軟件。

B類移動醫(yī)療器械APP軟件，符合醫(yī)療器械定義但是由于低風險，可以行使執(zhí)法自由裁量權，不需按照醫(yī)療器械法規(guī)強制要求。這些應用主要有：

（1）幫助病人日常病情管理而不提供具體治療或治療建議的，為病人提供管理和跟蹤個人健康信息的工具涉及病人健康狀況和治療建議提供媒介幫助病人向醫(yī)療健康機構記錄、展示個人身體狀況，為醫(yī)療健康機構進行簡單任務的自動安排，用于病人和機構訪問PHR和HER，用于傳輸，存儲、轉換格式和展示數據，這些數據來自醫(yī)療器械的原始數據。

（2）通過指導和提示方式提供臨床護理，幫助患者管理自己的日常健康狀況。比如，指導患有心血管疾病、高血壓、糖尿病或肥胖的患者，通過簡單提示，提供維持正常體重、合理膳食、鍛煉和保持健康、鹽攝入量管理、用藥劑量和實踐安排的策略。

（3）提供簡單工具，為病人提供管理和跟蹤個人健康信息，而不會建議改變之前的治療方案。提供接口訪問數據庫，得到病人健康和治療的相關信息。通過對病人診斷、治療和過敏癥狀的匹配，結合臨床實踐信息，對病人治療進行特定評價。

業(yè)界普遍支持美國FDA對移動醫(yī)療應用建立基于風險管理的監(jiān)管體系，認為它平衡了最大程度保護患者與鼓勵業(yè)界創(chuàng)新這兩個方面。FDA對移動醫(yī)療應用的監(jiān)管體制已然成為這一領域的風向標，我國對移動醫(yī)療應用的監(jiān)管目前與美國FDA思路保持一致，但是在一些技術環(huán)節(jié)上要求有所不同，例如對軟件版本的要求。

3 移動醫(yī)療器械APP軟件更新的控制

移動醫(yī)療器械APP軟件的更新控制是一個需要監(jiān)管部門重點關注的內容。對于移動醫(yī)療器械APP軟件更新首先應當符合醫(yī)療器械軟件更新的要求，同時，由于其本身特點，又具有特殊性。

醫(yī)療器械軟件更新從更新的結果和影響角度出發(fā)，可分為：① 重大更新，指影響到醫(yī)療器械安全性或有效性的軟件更新；② 輕微更新，指不影響醫(yī)療器械安全性與有效性的軟件更新。這種劃分方法主要被歐美采用，優(yōu)勢在于要求明確，軟件發(fā)生重大變更需要重新注冊，而軟件發(fā)生輕微變更通過質量管理體系進行控制，無需重新注冊[4]。但是劣勢也很明顯，可操作性較差。軟件重大變更和輕微變更在實踐中難以區(qū)分，原因在于每個人對于風險的感受和偏好不同，對于軟件變更是否會影響到安全性與有效性的認識和理解也不同，這樣必然會出現判定不一致的情況，增加監(jiān)管的難度和負擔[9-10]。

醫(yī)療器械軟件更新從更新的目的和范圍角度出發(fā)，可分為：① 適應型更新，指醫(yī)療器械軟件上市后，為適應新的運行環(huán)境而進行的軟件更新；② 完善型更新，指醫(yī)療器械軟件上市后，為改變功能、性能等軟件屬性而進行的軟件更新；③ 糾正型更新，指醫(yī)療器械軟件上市后，為修正軟件已知缺陷而進行的軟件更新；④ 預防型更新，指醫(yī)療器械軟件上市后，為修正軟件潛在未知缺陷以避免出現運行故障而進行的軟件更新[5,11]。這種劃分方法源自軟件工程的通用方法，優(yōu)勢在于軟件變更類型易于識別，可操作性較強，而劣勢在于與現行法規(guī)要求無直接對應關系，與國外劃分方法不同，存在國際接軌問題[6,12-13]。

不過以上兩種劃分方法存在一定對應關系，例如適應型變更一般屬于重大變更，完善型變更既可屬于重大變更又可屬于輕微變更，需要具體情況具體分析，而糾正型變更和預防型變更則屬于輕微變更[7,14]。依據上述對應關系可以建立相應的法規(guī)要求。從變更的預期目的劃分軟件變更類型雖然存在國際接軌問題，但是可操作性較強，更符合我國的國情和監(jiān)管體制，只要明確軟件變更類型與法規(guī)要求的關系就可以付諸于實踐中。

監(jiān)管上看，質量控制工作與軟件變更的具體情況相符，技術資料的詳盡程度取決于軟件變更的類型、程度和安全性級別等因素。對于增強類變更，軟件質量控制工作較為復雜，形成的技術資料也較多，需要在重新注冊時提交相應的增強類申報資料；而對于糾正類變更，軟件質量控制工作相對簡單，形成的技術資料相對較少，通過質量管理體系進行控制無需重新注冊，變更當時無需提交申報資料，待下次重新注冊時提交相應的申報資料[8,15-16]。由于軟件變更的情況復雜多樣，變更的組件、類型、程度和運行環(huán)境不同，相應的軟件質量控制工作也不同，同時前期開發(fā)文檔的詳盡程度也影響著軟件質量控制工作的開展。因此，軟件變更應根據變更的具體情況開展與之相符的質量控制工作，技術資料的詳盡程度取決于軟件變更的類型、程度和安全性級別等因素。

4 移動醫(yī)療器械APP軟件監(jiān)管面臨的挑戰(zhàn)

移動互聯(lián)網技術的飛速發(fā)展，意味著移動醫(yī)療器械APP軟件產業(yè)必將是日新月異，伴隨著產業(yè)的發(fā)展，對當前的監(jiān)管方式也提出了新的要求和挑戰(zhàn)，主要體現在以下幾個方面。

4.1 移動醫(yī)療器械APP軟件發(fā)展對分類界定帶來的挑戰(zhàn)

移動醫(yī)療器械的預期用途和使用環(huán)境和傳統(tǒng)醫(yī)療器械相比有其特殊性。在某些場景下，按現有的醫(yī)療器械分類規(guī)則界定移動醫(yī)療產品可能會存在分類較高的問題。我國的《醫(yī)療器械分類規(guī)則》（國家食品藥品監(jiān)督管理總局令第15號）中對醫(yī)療器械獨立軟件的分類最低為二類，而很多移動醫(yī)療器械APP軟件，如果分為二類將面臨著嚴格的注冊審批流程，可能存在過度監(jiān)管的問題，從而影響相關產業(yè)的發(fā)展。而如果將這類軟件排除在醫(yī)療器械之外，任由這類產品隨意上市，任意宣傳，又面臨著監(jiān)管缺失的問題。

此外，根據《醫(yī)療器械分類規(guī)則》，用于測定生理、病理、解剖參數，或者定量測定進出人體的能量或物質的醫(yī)療器械，其測量結果需要精確定量，分類應不低于第二類[9]。在注冊用戶較少時，基于某類算法設備的測量數據可能由于沒有明確的診斷意義而被認為不是醫(yī)療器械，但當注冊用戶爆發(fā)式增長后，大數據的積累呈指數級增加，這類設備的結果可能又具有明確的診斷意義。并且大數據的廣泛應用會用于設備算法的迭代優(yōu)化，反過來會導致設備自身的變更，這些都是未來監(jiān)管需要考慮的問題。

4.2 移動醫(yī)療器械APP軟件發(fā)展對檢測帶來的挑戰(zhàn)

首先是硬件方面，移動醫(yī)療器械多采用小微器件，安全風險較小，如果按照傳統(tǒng)醫(yī)療器械的安全標準強制要求，可能會造成產品不符合，直接阻礙了產品的上市，由此建立如微型傳感器、微型馬達、柔性顯示器、電池、無線傳輸模塊等相關檢測標準是當前急需解決的問題。

其次是軟件方面，移動醫(yī)療器械APP軟件正常運行既需要客戶端軟件，也包括服務器端軟件，客戶端軟件往往是輕量級的，僅僅負責數據采集，傳輸和顯示，重要的臨床功能多是通過服務器來實現的。目前針對服務器端軟件的檢測是依據GB/T25000.51-2010進行的，屬于行業(yè)外的標準，而服務器端軟件一般是基于數據、算法和計算能力的，按照目前的標準無法真實考量軟件的安全特性，比如數據和算法的可靠性和有效性，如何進行針對服務器端軟件進行有效測試一直是行業(yè)的一大難題。

最后是測試環(huán)境方面，移動醫(yī)療器械APP軟件的使用者多為普通大眾，往往缺乏專業(yè)的指導，使用環(huán)境的差異也更大。如何在檢測機構中有效的模擬出移動醫(yī)療器械APP軟件的使用周境，特別是網絡環(huán)境的模擬，進而有效的對移動醫(yī)療器械安全性，有效性進行驗證，現在還缺乏能夠被普遍認可的解決方案。

5 結論

移動醫(yī)療器械APP軟件，作為移動醫(yī)療器械中最富有創(chuàng)意和最為蓬勃的領域，在移動醫(yī)療活動中扮演著“精神領袖”的作用。本文對于該類產品國際國內監(jiān)管情況和基本思路進行了介紹和討論，同時，認為對于網絡化、移動化帶來的一些新風險，必須予以關注和研究。比如，網絡化、大數據、人工智能等技術，不可避免地帶來軟件變更，而軟件變更帶來的危害和風險是傳統(tǒng)器械不可同日而語的，如何界定變更的大小和對變更的評價和控制，都是監(jiān)管需要進一步深入研究、確定和明晰的。

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本文編輯 蘇欣

Study on the Regulation of Mobile Medical Devices APP Software

WANG Chen-xi, LI Shu, WANG Hao, LUO Wei-na, REN Hai-ping
Institute for Medical Devices Control, National Institutes for Food and Drug Control, Beijing 100050, China

With the rapid development of internet technology, new technologies and new methods, such as internet technology, mobile internet, big data and cloud computing and so on, are rapidly developed and widely applied in medical equipment industry. The emergence of mobile medical devices APP software is making revolutionary changes to the traditional healthcare from the aspects of diagnosis, monitoring, and treatment. An intelligent medical era is approaching. Along with the emergence of new medical products, how to effectively control its safety and effectiveness raised new challenges to regulatory agencies. Based on the definition and features of mobile medical APP software, this paper combined the regulation ideas and methods of the United States, the European Union and China, and performed an in-depth analysis on the challenge of software update regulation, and proposed regulatory advice and faced the challenge for the mobile medical APP software, expected to provide support and help for the regulation work.

APP software; hospital information system; mobile medical instrument; software update; mobile internet device

TP181；TH772；TH776

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.06.004

1674-1633(2017)06-0012-04

2017-03-29

中國食品藥品檢定研究院中青年基金項目（2015C02）；中國藥品監(jiān)督管理研究會課題“移動醫(yī)療發(fā)展趨勢與監(jiān)管政策研究”。

任海萍，中國食品藥品檢定研究院光機電醫(yī)療器械檢驗室主任，主要研究方向為有源醫(yī)療器械、醫(yī)用軟件的檢測及質量控制。

通訊作者郵箱：renhaiping@nifdc.org.cn