互聯(lián)網(wǎng)體外診斷及其質(zhì)量控制初探

吳凡　馮杰　郭驍　薛輝　顏光濤

摘要：與傳統(tǒng)體外診斷技術(shù)相比，互聯(lián)網(wǎng)體外診斷技術(shù)在快速、便捷、易部署等方面存在明顯的優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也對(duì)其本身質(zhì)量控制環(huán)節(jié)提出了新的問(wèn)題和要求。在互聯(lián)網(wǎng)體外診斷領(lǐng)域的大量實(shí)踐的基礎(chǔ)上，本文對(duì)互聯(lián)網(wǎng)體外診斷質(zhì)量控制的“人、機(jī)、料、法、環(huán)”五環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，并與傳統(tǒng)體外診斷技術(shù)進(jìn)行對(duì)比。分析結(jié)果表明，互聯(lián)網(wǎng)體外診斷的質(zhì)量管理的要求及組成和傳統(tǒng)方案基本一致，靈活度和智能化水平有一定提高，從而降低了對(duì)人員和環(huán)境的要求。結(jié)論對(duì)下一步制定具體的質(zhì)量控制策略打下了良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵字：體外診斷，互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療，質(zhì)量控制，POCT，大數(shù)據(jù)

Internet in Vitro Diagnosis and Its Quality Control

WU Fan2 FENG Jie1 GUO Xiao2 XUE Hui1 YAN Guangtao1

（1.Department of Clinical Laboratory Center，The First Medical Center of the PLA General Hospital， Beijing， 1000853 China;

2. Liuzhou Kangyun Internet Technology Co.， Ltd.， Liuzhou， Guangxi Province， 545000 China）

Abstract： Compared with traditional in vitro diagnosis technology， Internet in vitro diagnosis technology has obvious advantages in fast， convenient and easy to deploy， and at the same time， it also puts forward new problems and requirements for its quality control. Based on a lot of practice in the field of in vitro diagnosis on the Internet， this paper analyzes the five links of "human， machine， material， method and ring" in the quality control of Internet in vitro diagnosis， and compares it with traditional in vitro diagnosis technology. The results show that the quality management requirements and composition of in vitro diagnosis of Internet are basically consistent with the traditional scheme， and the level of flexibility and intelligence has been improved to some extent， thus reducing the requirements for people and environment. Conclusion it lays a good foundation for the next step to formulate the specific quality control strategy.

Key Words： IVD; Internet medicine; Quality control; POCT; Big data

前言

"互聯(lián)網(wǎng)+"醫(yī)療是信息技術(shù)重要產(chǎn)物，它不僅促進(jìn)了醫(yī)改的深化，也改變了醫(yī)療服務(wù)和決策方式^[1]。而互聯(lián)網(wǎng)體外診斷技術(shù)是“互聯(lián)網(wǎng)+”模式在體外診斷領(lǐng)域的創(chuàng)新及運(yùn)用。

互聯(lián)網(wǎng)體外診斷指用云計(jì)算技術(shù)將實(shí)體儀器虛擬化，通過(guò)通用計(jì)算平臺(tái)上傳數(shù)據(jù)并調(diào)用虛擬儀器的分析功能，并返回分析結(jié)果。完整的互聯(lián)網(wǎng)體外診斷體系由分析軟件、檢測(cè)試劑及耗材、通用計(jì)算平臺(tái)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)施構(gòu)成。工作流程是試劑和樣品反應(yīng)后，產(chǎn)生光學(xué)變化被攝像頭捕捉，信號(hào)通過(guò)手機(jī)等終端傳輸?shù)椒?wù)器，分析軟件就相當(dāng)于儀器，分析完成后結(jié)果返回終端。對(duì)使用者來(lái)說(shuō)只需完成①采樣及加樣，②掃描試劑，兩個(gè)步驟就可完成檢驗(yàn)。劉洪等介紹了基于互聯(lián)網(wǎng)體外診斷的尿液檢查系統(tǒng)的原理及實(shí)現(xiàn)方式^[2]。

互聯(lián)網(wǎng)體外診斷技術(shù)目前可使用干化學(xué)、膠體金、熒光免疫、免疫比濁、恒溫?cái)U(kuò)增等方法，覆蓋了醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)的大部分項(xiàng)目，如尿常規(guī)、血脂4項(xiàng)，婦科聯(lián)檢，炎癥4項(xiàng)，新冠病毒抗體/核酸等。使用的軟件和試劑同樣受到藥監(jiān)監(jiān)管，也必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)的要求^[3][4]。試劑產(chǎn)品可用現(xiàn)有產(chǎn)品增加對(duì)應(yīng)規(guī)格，和傳統(tǒng)方案原理一致。合規(guī)的軟件在首頁(yè)、結(jié)論頁(yè)等顯眼位置標(biāo)注注冊(cè)信息。雖然原理一致，但應(yīng)用到互聯(lián)網(wǎng)體外診斷技術(shù)中時(shí)，無(wú)論試劑產(chǎn)品^[5]或軟件^[6]需進(jìn)行針對(duì)性開(kāi)發(fā)。

在互聯(lián)網(wǎng)體外診斷系統(tǒng)投入使用前，對(duì)于每款試劑產(chǎn)品，先要用系統(tǒng)對(duì)其定標(biāo)，圖1說(shuō)明了定標(biāo)流程。

定標(biāo)后，將互聯(lián)網(wǎng)體外診斷系統(tǒng)及傳統(tǒng)儀器檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較，要求準(zhǔn)確度、精密度等達(dá)到規(guī)定的一致性后才會(huì)進(jìn)入市場(chǎng)。在此基礎(chǔ)上，可認(rèn)為其等效于傳統(tǒng)方案。下圖2展示了C-反應(yīng)蛋白（膠體金法）所得到的檢測(cè)結(jié)果相關(guān)性分析。分析結(jié)果表明兩種方案所得檢測(cè)結(jié)果相關(guān)性較高，不存在顯著差異。

互聯(lián)網(wǎng)體外診斷技術(shù)使基層醫(yī)療、互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療、健康管理等領(lǐng)域用上高質(zhì)低價(jià)的檢驗(yàn)產(chǎn)品成為可能，對(duì)其質(zhì)量控制成為相當(dāng)重要的問(wèn)題。

對(duì)于醫(yī)療產(chǎn)品而言，質(zhì)量問(wèn)題可導(dǎo)致對(duì)患者產(chǎn)生傷害，尤其應(yīng)重視質(zhì)量控制。有文獻(xiàn)^[7]表明全程化云監(jiān)測(cè)有助于提高醫(yī)療器械不良事件監(jiān)測(cè)水平與效率，加強(qiáng)風(fēng)控能力，保障用械安全?！叭藱C(jī)料法環(huán)"是質(zhì)量管理的核心要素^[8].下面從“人機(jī)料法環(huán)”五個(gè)方面闡述互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療診斷技術(shù)的質(zhì)量控制的環(huán)節(jié)組成。

1. 操作人員（人）

互聯(lián)網(wǎng)體外診斷系統(tǒng)由護(hù)士等非專業(yè)人員使用，只需少量訓(xùn)練便可熟練操作，比如康云互聯(lián)的教材45分鐘可完成訓(xùn)練。與專業(yè)實(shí)驗(yàn)室相比，基層醫(yī)護(hù)人員流動(dòng)大，系統(tǒng)使用頻率較低，硬件條件也難以支撐類似醫(yī)院的質(zhì)量控制體系，所以只要求完成采樣、加樣工作即可，其他不作要求，其他環(huán)節(jié)的質(zhì)控由后臺(tái)人員完成。針對(duì)采樣、加樣工作應(yīng)對(duì)系統(tǒng)使用人員進(jìn)行培訓(xùn)，以免采樣、加樣錯(cuò)誤造成失控。

從使用者的角度看互聯(lián)網(wǎng)體外診斷系統(tǒng)的質(zhì)控比傳統(tǒng)方案簡(jiǎn)單得多，不加錯(cuò)樣即可。當(dāng)聯(lián)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和生物/身份識(shí)別綁定技術(shù)后，可在公衛(wèi)體檢等大通量場(chǎng)景里大幅提速，且加錯(cuò)樣的可能性微乎其微。在試點(diǎn)半年的128家醫(yī)院，樣本加錯(cuò)的記錄是0次，說(shuō)明在采樣后立即加樣時(shí)，可保證加樣質(zhì)量。

2. 檢驗(yàn)儀器（機(jī)）

由于試劑基本原理和傳統(tǒng)方案一致，所以儀器的質(zhì)量控制是被關(guān)注的焦點(diǎn)。但此環(huán)節(jié)實(shí)際最易控制。分析軟件沒(méi)有任何機(jī)械、光路、電路、液路、也不接觸樣本或試劑。機(jī)械故障、光路電路的老化和液路的泄露及交叉污染從根源已避免，對(duì)云計(jì)算軟件架構(gòu)的應(yīng)用已成熟^[9]，對(duì)其健壯性也有充分的研究^[10]。分布式云計(jì)算架構(gòu)可經(jīng)受輕度災(zāi)難，健壯性優(yōu)于傳統(tǒng)方案，主要注意網(wǎng)絡(luò)暢通和防止意外斷電。網(wǎng)絡(luò)可使用在主干網(wǎng)上架設(shè)的公有云，可把敏感信息放私有云上，私有云和公有云以多個(gè)運(yùn)營(yíng)服務(wù)商進(jìn)行連接，只要任一運(yùn)營(yíng)服務(wù)商還正常運(yùn)營(yíng)，網(wǎng)絡(luò)就可保持正常。電源使用多組不間斷電源加市電、自備發(fā)電機(jī)之間切換，保證不斷電。

互聯(lián)網(wǎng)體外診斷系統(tǒng)把儀器維護(hù)和質(zhì)控的責(zé)任放到廠家（如圖3）。由于從根源消除了隱患，故整體穩(wěn)定性大大改善。使用者不參與這個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，所以幾乎沒(méi)有出問(wèn)題的可能性，偶有用戶投訴當(dāng)?shù)?G網(wǎng)絡(luò)信號(hào)不穩(wěn)定，改用WiFi后問(wèn)題解決。

3.檢驗(yàn)試劑（料）

由于儀器只有一臺(tái)，理論上已消除臺(tái)間差，而試劑質(zhì)控也在后臺(tái)完成，互聯(lián)網(wǎng)體外診斷主流產(chǎn)品對(duì)試劑進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)記，對(duì)每批試劑建立獨(dú)立數(shù)據(jù)庫(kù)單獨(dú)校準(zhǔn)，盡可能消除批間差。另外基層試劑用量小，所以盡可能使用獨(dú)立包裝，避免開(kāi)封后產(chǎn)生變質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)。

試劑質(zhì)控主要有兩個(gè)階段，第一階段是出廠檢前階段，和傳統(tǒng)方法基本一致。第二階段是出廠檢后階段（如圖4），由試劑生產(chǎn)商按指定質(zhì)控周期用留樣抽檢，如質(zhì)控失控，可重新校準(zhǔn)再做質(zhì)控，重復(fù)測(cè)試質(zhì)控在控后，可在線更新校準(zhǔn)曲線數(shù)據(jù)，如一直失控，應(yīng)召回處理。由于基層冷鏈體系不完善，此方法更適用于常溫保存試劑，且需通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)流通中出現(xiàn)的異常進(jìn)行記錄和預(yù)警。一旦試劑有任何異常，可在報(bào)告中顯示預(yù)設(shè)警告信息。

物聯(lián)網(wǎng)工具降低了質(zhì)控難度，使非專業(yè)人員可接受并掌握。在實(shí)踐中，這個(gè)環(huán)節(jié)較易出問(wèn)題，常見(jiàn)問(wèn)題是基層樣本量少，用量較少的項(xiàng)目使用周期長(zhǎng)。試劑有可能過(guò)期。所以要求試劑供應(yīng)商周期性使用留樣做質(zhì)控，保證所有的校準(zhǔn)曲線的實(shí)時(shí)在控。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可追蹤每人份試劑的保質(zhì)期，使得過(guò)期試劑得以識(shí)別，在試點(diǎn)中，幾十次過(guò)期被識(shí)別，是主要失控原因。

4.檢測(cè)方法（法）

互聯(lián)網(wǎng)體外診斷技術(shù)最大的局限性是方法局限性，由于系統(tǒng)以使用光信號(hào)為主，缺乏顯微能力;智能化水平高，但自動(dòng)化水平低。還要考慮使用方便和盡量不依賴?yán)滏湥赃m用方法主要是干化學(xué)法、膠體金/膠乳層析法、熒光免疫層析法、免疫比濁法、恒溫?cái)U(kuò)增法等。以不適用方法作為金標(biāo)準(zhǔn)或者參考方法的項(xiàng)目只能以其他方法替代。方法問(wèn)題很難短時(shí)間完全解決，只能加大研發(fā)力度增加方法，及使用系統(tǒng)集成互補(bǔ)。這是在中心實(shí)驗(yàn)室外做檢驗(yàn)的共性問(wèn)題。

在這個(gè)領(lǐng)域，互聯(lián)網(wǎng)體外診斷優(yōu)于POCT，略遜于大型儀器小型化和專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。由于方法局限性問(wèn)題難以監(jiān)測(cè)，但從抗干擾性指標(biāo)數(shù)據(jù)來(lái)看，不到5%的數(shù)據(jù)可能受到干擾，但干擾強(qiáng)度對(duì)比之前數(shù)據(jù)來(lái)看，可能干擾的樣本影響臨床判斷的程度出現(xiàn)次數(shù)是0。

5.檢測(cè)環(huán)境（環(huán)）

由于在專業(yè)實(shí)驗(yàn)室外操作，不能保證規(guī)定的溫濕度、壓強(qiáng)、光環(huán)境。通過(guò)在采集檢測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)同步采集校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，并傳送到云端進(jìn)行校準(zhǔn)。數(shù)據(jù)采集時(shí)有大量冗余并進(jìn)行篩選。其中光環(huán)境不均一造成的干擾，涉及大量冗余重復(fù)計(jì)算，也是最耗計(jì)算量的，得益于近年云計(jì)算的發(fā)展，此問(wèn)題才得到解決^[11]，而用個(gè)人終端完成是較為低效、困難的。

環(huán)境參數(shù)在常規(guī)范圍內(nèi)可校準(zhǔn)，而極端環(huán)境可被識(shí)別并報(bào)錯(cuò)不出報(bào)告。使用者在系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)時(shí)，按提示避免極端環(huán)境即可。這個(gè)領(lǐng)域主要投訴是二維碼受污染造成遮擋導(dǎo)致識(shí)別失敗，清潔二維碼后可排除。

6.總結(jié)

互聯(lián)網(wǎng)體外診斷的質(zhì)量管理的要求及組成和傳統(tǒng)方案基本一致，由于新技術(shù)的引入，故靈活度和智能化水平有一定提高，反過(guò)來(lái)又降低了對(duì)人員和環(huán)境的要求。為下一步制定策略提供了依據(jù)和基礎(chǔ)。

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