美國人工智能醫(yī)療器械監(jiān)管與應(yīng)用分析

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)學(xué)信息研究所 醫(yī)療器械與藥物戰(zhàn)略情報(bào)研究室，北京 100020

引言

近年來，人工智能技術(shù)在醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展迅速，為多種疾病的診斷、慢性病的監(jiān)測(cè)與管理提供了更為高效的技術(shù)手段[1-2]，而人工智能醫(yī)療器械的注冊(cè)審批是決定該技術(shù)能否產(chǎn)品化、獲得市場準(zhǔn)入并進(jìn)行規(guī)模化臨床應(yīng)用的前提條件。不同于傳統(tǒng)醫(yī)療器械，人工智能醫(yī)療器械具有迭代速度快、算法可釋性差、對(duì)診療影響較大等特點(diǎn)，產(chǎn)品審批涉及產(chǎn)品劃分、算法評(píng)估、臨床評(píng)價(jià)、數(shù)據(jù)處理等多方面內(nèi)容，難度較大，對(duì)管理機(jī)構(gòu)和人員在審批途徑、方法、指標(biāo)等方面的選擇提出挑戰(zhàn)[3-4]。

2017年8月，美國出臺(tái)《數(shù)字健康創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃》 （Digital Health Innovation Action Plan），提出要鼓勵(lì)創(chuàng)新，提高管理效率，實(shí)現(xiàn)監(jiān)管現(xiàn)代化[5]。作為醫(yī)療器械的監(jiān)管機(jī)構(gòu)，美國食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）認(rèn)為傳統(tǒng)審批程序不能很好適用于人工智能醫(yī)療器械產(chǎn)品，計(jì)劃通過開展軟件預(yù)認(rèn)證試點(diǎn)項(xiàng)目等改革探索，創(chuàng)新審批模式，提高對(duì)產(chǎn)品上市后真實(shí)世界數(shù)據(jù)的利用效率，為上市前審批創(chuàng)造較為寬松的空間，并在上市后持續(xù)保障產(chǎn)品的安全、有效[6-7]。與此同時(shí)，F(xiàn)DA針對(duì)人工智能醫(yī)療器械傳統(tǒng)途徑審批也已展開，多種用途產(chǎn)品陸續(xù)上市，已積累一定審批經(jīng)驗(yàn)。本研究旨在通過對(duì)FDA人工智能醫(yī)療器械準(zhǔn)入制度的改革創(chuàng)新和已上市產(chǎn)品審批與應(yīng)用的分析，總結(jié)前沿監(jiān)管思路與方法，以期為我國行政管理部門和制造商對(duì)人工智能醫(yī)療器械產(chǎn)品的監(jiān)督與管理提供參考。

1 美國人工智能醫(yī)療器械注冊(cè)框架

1.1 上市前風(fēng)險(xiǎn)分類管理

1976年美國通過《醫(yī)療器械修正案》（Medical Device Amendments）[8]，提出對(duì)醫(yī)療器械上市前和上市后監(jiān)管的理念，建立了以產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)為依據(jù)的醫(yī)療器械分類管理制度，將醫(yī)療器械按照風(fēng)險(xiǎn)程度分為Ⅰ—Ⅲ類[9]。FDA對(duì)Ⅰ類低風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)品實(shí)行一般控制，除極少數(shù)產(chǎn)品外，大多數(shù)Ⅰ類產(chǎn)品僅需備案管理，而不需要進(jìn)行上市前通告[510（k）]；Ⅱ類為中等風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)品，F(xiàn)DA對(duì)其實(shí)施特殊控制，需要進(jìn)行510（k）審批，將擬申報(bào)醫(yī)療器械與已上市的參照器械在功能、性能、技術(shù)等方面進(jìn)行對(duì)比，通過實(shí)質(zhì)等同證明申報(bào)器械的安全性和有效性，從而獲準(zhǔn)上市，也有少量Ⅱ類產(chǎn)品可豁免510（k）；對(duì)于Ⅲ類高風(fēng)險(xiǎn)醫(yī)療器械，F(xiàn)DA則要求制造商進(jìn)行更為嚴(yán)格的上市前審批（Premarket Approval Application，PMA）[10]。目前美國上市的人工智能醫(yī)療器械多數(shù)屬于Ⅱ類中等風(fēng)險(xiǎn)醫(yī)療器械。

從頭開始（De Novo）通道是FDA針對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)以外的醫(yī)療器械新品種提供的審批通道，設(shè)立于1997年，同510（k）與PMA一樣，依據(jù)法律框架《聯(lián)邦食品、藥品和化妝品法案》 （Food Drug & Cosmetic Act）下的條款513（f）（2）設(shè)立[11]。FDA規(guī)定企業(yè)進(jìn)行510（k）申請(qǐng)時(shí)，在收到?jīng)]有實(shí)質(zhì)等同（No Substantial Equivalence，NSE）通知的30天內(nèi)，可以提交De Novo申請(qǐng)，請(qǐng)F(tuán)DA對(duì)器械進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并分類，按照實(shí)際風(fēng)險(xiǎn)類型的要求進(jìn)行審批。FDA會(huì)對(duì)產(chǎn)品使用的收益和風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行衡量，給出是否通過的決定[12]，如果De Novo被批準(zhǔn)，不僅該器械會(huì)被允許在美國市場銷售，還會(huì)隨之建立一個(gè)醫(yī)療器械新類型，后續(xù)同類產(chǎn)品則可以使用該分類以510（k）途徑進(jìn)行上市前申請(qǐng)[13]。在此通道設(shè)立前，無論產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)高低，只要已上市產(chǎn)品中不存在相同類型，就需要提交Ⅲ類器械的PMA申請(qǐng)。De Novo通道的設(shè)立加快了中低風(fēng)險(xiǎn)創(chuàng)新醫(yī)療器械的審批效率，降低了產(chǎn)品的上市成本。2016年，根據(jù)美國《21世紀(jì)治愈法案》（21st Century Cures Act）[14]的新規(guī)定，制造商可自行就是否存在同類型上市產(chǎn)品做出判斷，不再需要提前獲得FDA的NSE即可提交De Novo申請(qǐng)。

1.2 軟件預(yù)認(rèn)證試點(diǎn)項(xiàng)目

為應(yīng)對(duì)人工智能軟件快速持續(xù)學(xué)習(xí)、不斷進(jìn)化等特性所帶來的監(jiān)管挑戰(zhàn)，F(xiàn)DA于2017年啟動(dòng)了軟件預(yù)認(rèn)證試點(diǎn)項(xiàng)目，提出將嘗試建立基于制造商質(zhì)量與組織卓越文化（Culture of Quality and Organizational Excellence，CQOE）的審批模式，作為完全基于產(chǎn)品的傳統(tǒng)審批模式的選擇性補(bǔ)充（圖1）。該項(xiàng)目旨在通過對(duì)制造商及其產(chǎn)品上市后表現(xiàn)及管理行為的收集，評(píng)估制造商是否已建立CQOE，能否做到保障軟件在全生命周期內(nèi)的安全、有效[15]。2017年FDA已從100家制造商中選出9家參與首期項(xiàng)目，其中包括蘋果、羅氏、Fitbit、強(qiáng)生等，并著手進(jìn)行更多制造商的評(píng)選[16]。

2019年，F(xiàn)DA公布軟件預(yù)認(rèn)證試點(diǎn)項(xiàng)目1.0版工作模型，根據(jù)流程，F(xiàn)DA將先對(duì)軟件制造商的卓越性進(jìn)行評(píng)價(jià)，從企業(yè)資源、用戶使用、學(xué)習(xí)與成長和管理過程四個(gè)角度評(píng)價(jià)企業(yè)在患者安全、產(chǎn)品質(zhì)量、臨床責(zé)任、網(wǎng)絡(luò)安全責(zé)任和前瞻性文化五個(gè)方面的管理水平和既往表現(xiàn)，評(píng)價(jià)問題多達(dá)140余項(xiàng)。經(jīng)認(rèn)可的制造商也將被分為兩級(jí)，具有卓越文化且軟件監(jiān)管經(jīng)驗(yàn)較多的制造商被評(píng)為二級(jí)，其低風(fēng)險(xiǎn)和中等風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)品不再需進(jìn)行FDA上市審批；而具有卓越文化但軟件監(jiān)管經(jīng)驗(yàn)較少的制造商為一級(jí)，僅低風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)品不需要審批。

圖1 FDA軟件預(yù)認(rèn)證試點(diǎn)項(xiàng)目產(chǎn)品監(jiān)管模式

經(jīng)認(rèn)可制造商仍需要審批的產(chǎn)品將通過流程化程序進(jìn)行審批，F(xiàn)DA將參考制造商在CQOE評(píng)估中提交的產(chǎn)品資料，結(jié)合制造商在證明產(chǎn)品分析性能、臨床表現(xiàn)和安全性測(cè)量方面提交的材料，給出最終審批決定。FDA希望在流程化審批中更早介入與制造商的互動(dòng)以提高審批效率，縮短上市所需時(shí)間。

預(yù)認(rèn)證項(xiàng)目框架另一特點(diǎn)在于重視上市后真實(shí)世界的產(chǎn)品表現(xiàn)和受管理情況。經(jīng)認(rèn)可制造商在產(chǎn)品上市后需要持續(xù)關(guān)注產(chǎn)品表現(xiàn)，收集用戶體驗(yàn)、產(chǎn)品性能、臨床結(jié)果等數(shù)據(jù)，并持續(xù)保障產(chǎn)品的安全性，解決出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)問題。此外，制造商在CQOE申請(qǐng)中所聲明和承諾的內(nèi)容也將在產(chǎn)品上市后的管理中由FDA進(jìn)行核實(shí)與查證。

1.3 人工智能醫(yī)療器械預(yù)修正框架

FDA將數(shù)字醫(yī)療器械軟件主要分為四類，即醫(yī)療器械獨(dú)立軟件、移動(dòng)醫(yī)療應(yīng)用程序、臨床決策支持軟件和醫(yī)療器械數(shù)據(jù)系統(tǒng)[17-18]。前三種軟件涉及疾病檢測(cè)、監(jiān)測(cè)、診斷、治療等功能，是目前運(yùn)用人工智能技術(shù)的主要軟件類型。FDA參考國際醫(yī)療器械監(jiān)管機(jī)構(gòu)論壇標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)軟件所申明的用途和所針對(duì)疾病的嚴(yán)重性對(duì)其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)分類[19]。而最后一類軟件功能以醫(yī)療數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存、傳輸和管理為主，通常作為低風(fēng)險(xiǎn)軟件管理，不作為人工智能軟件監(jiān)管的重點(diǎn)。

以獨(dú)立軟件為代表的人工智能醫(yī)療器械在使用過程中會(huì)根據(jù)真實(shí)世界數(shù)據(jù)和反饋不斷自我學(xué)習(xí)與進(jìn)化，F(xiàn)DA希望能根據(jù)軟件特性制定新的管理框架和監(jiān)管范式，在不影響產(chǎn)品上市后安全性和有效性的基礎(chǔ)上，允許其在一定程度內(nèi)學(xué)習(xí)和進(jìn)化以提高軟件性能，且不需要重新審批[20]。2019年2月，F(xiàn)DA發(fā)布了《人工智能醫(yī)療器械獨(dú)立軟件修正監(jiān)管框架（討論稿）》（Proposed Regulatory Framework for Modifications to Artificial Intelligence/Machine Learning (AI/ML) -Based Software as a Medical Device Discussion Paper），提出對(duì)人工智能獨(dú)立軟件進(jìn)行全生命周期監(jiān)管的思路與方法[21]。FDA認(rèn)為人工智能軟件持續(xù)的改進(jìn)和迭代可以遵循以下原則：① 制造商需要建立質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)管系統(tǒng)，以及包括數(shù)據(jù)管理、特征抽取、訓(xùn)練和評(píng)價(jià)在內(nèi)的機(jī)器學(xué)習(xí)質(zhì)量管理規(guī)范；② 制造商可以在提交上市申請(qǐng)時(shí)同時(shí)提交產(chǎn)品在使用時(shí)發(fā)生“學(xué)習(xí)”后，性能等方面預(yù)期發(fā)生的變化，并提供產(chǎn)品發(fā)生預(yù)期變化后仍保持安全性和有效性的方法；③ 當(dāng)產(chǎn)品發(fā)生預(yù)期變化后收集資料做好記錄，如產(chǎn)品發(fā)生預(yù)期外變化則需與FDA溝通，將變化控制在預(yù)期之內(nèi)或提交新的預(yù)期變化申請(qǐng)；④ 加強(qiáng)管理透明度和產(chǎn)品真實(shí)世界性能監(jiān)測(cè)，并提交周期性報(bào)告。

2 上市產(chǎn)品情況

2.1 產(chǎn)品分類及用途

自2017年美國第一個(gè)人工智能醫(yī)療器械軟件上市以來，該類型器械在FDA的審批數(shù)量持續(xù)上升，截至2019年底，已有數(shù)十種產(chǎn)品通過審批進(jìn)入市場，主要審批途徑為510（k）和De Novo。這些獲批產(chǎn)品的主要類型包括放射診斷器械、臨床化學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)、心血管診斷和監(jiān)測(cè)器械、神經(jīng)病學(xué)診斷器械和眼科診斷器械等，其中以醫(yī)學(xué)影像診斷軟件數(shù)量最多，用途包括多種疾病診斷（表1），而目前上市的產(chǎn)品基本為“鎖定”算法軟件[22]。

2.1.1 影像分析輔助診斷軟件

2017年1月，F(xiàn)DA批準(zhǔn)了首個(gè)人工智能醫(yī)療器械軟件Arterys Cario DL，該軟件可以通過對(duì)心臟血流和血管的核磁影像數(shù)據(jù)的分析，為醫(yī)生和專家提供臨床決策支持。無論是從產(chǎn)品名稱還是產(chǎn)品的對(duì)外宣傳都可以發(fā)現(xiàn)這是一款應(yīng)用了深度學(xué)習(xí)技術(shù)的人工智能軟件，然而在FDA發(fā)布的產(chǎn)品概要中卻沒有關(guān)于算法的描述。而且，這款產(chǎn)品的審批通道是510（k），其選擇進(jìn)行實(shí)質(zhì)等同對(duì)比的兩款參照器械也并未說明是人工智能軟件。一年后該公司用于腫瘤學(xué)輔助診斷的產(chǎn)品Arterys Oncology DL上市，此次的產(chǎn)品概要中就明確提出應(yīng)用了深度學(xué)習(xí)模型。

ContaCT是FDA通過De novo通道獲準(zhǔn)上市的第一個(gè)影像計(jì)算機(jī)輔助分級(jí)提示軟件，它通過人工智能算法對(duì)腦血管CT影像中閉塞的大血管數(shù)量進(jìn)行分析，將超過閾值的影像返回醫(yī)生進(jìn)行復(fù)核，醫(yī)生可以通過移動(dòng)應(yīng)用程序預(yù)先瀏覽這些圖片的壓縮版。軟件概要在用途的說明中明確表示，不會(huì)在圖片上做任何標(biāo)記和提示，也不做出任何診斷，是醫(yī)生標(biāo)準(zhǔn)診斷流程的額外輔助。為驗(yàn)證產(chǎn)品的有效性，制造商用300張腦血管CT影像對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試，并將產(chǎn)品判斷結(jié)果與多位神經(jīng)放射學(xué)專家讀片標(biāo)定的真實(shí)結(jié)果進(jìn)行比較，結(jié)果顯示產(chǎn)品ROC曲線下面積（Area Under Curve，AUC）為0.91，靈敏度和特異性分別為87.8%和89.6%。此外，制造商還進(jìn)行了產(chǎn)品檢測(cè)時(shí)間與傳統(tǒng)流程下檢測(cè)時(shí)間的對(duì)比，證明該產(chǎn)品的使用可以提高醫(yī)生的診斷效率。FDA基于該軟件設(shè)置的新分類為影像計(jì)算機(jī)輔助分類提示軟件，此后又有多家公司的數(shù)款產(chǎn)品以該分類通過FDA準(zhǔn)許上市，功能包括乳腺癌檢查等。

OsteoDetect是一款影像計(jì)算機(jī)輔助骨折診斷軟件，通過對(duì)成人后前位和側(cè)位手腕X射線影像的分析，輔助醫(yī)生識(shí)別橈骨遠(yuǎn)端骨折。產(chǎn)品使用深度學(xué)習(xí)算法，通過三層結(jié)構(gòu)運(yùn)行，即網(wǎng)絡(luò)層、表示層和決策層。制造商對(duì)使用該產(chǎn)品醫(yī)生和未使用該產(chǎn)品醫(yī)生診斷結(jié)果的AUC、靈敏度、特異性、陽性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值等數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，以證明OsteoDetct可以輔助醫(yī)生進(jìn)行診斷。

2.1.2 心電數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與診斷軟件

AI-ECG Platform是FDA以510（k）通道批準(zhǔn)上市的人工智能心電圖產(chǎn)品，其功能是進(jìn)行12導(dǎo)聯(lián)心電圖數(shù)據(jù)的測(cè)量和自動(dòng)化結(jié)果的分析與解釋，為醫(yī)生提供心率不齊、心肌梗塞、心室肥大等心臟異常的判斷。醫(yī)生可自行在軟件判斷的基礎(chǔ)上做出確認(rèn)、修正或刪除的決定。該產(chǎn)品選擇與兩種參照器械分別在數(shù)據(jù)測(cè)量和數(shù)據(jù)分析上實(shí)質(zhì)等同，其中一種是同公司的心電圖產(chǎn)品，另一種是2005年上市的可編程心電圖診斷軟件。AI-ECG Platform雖引入了人工智能算法，在算法上與參照軟件有所不同，但產(chǎn)品預(yù)期功能不變且未引入影響安全性與有效性的新問題，F(xiàn)DA則仍判定該產(chǎn)品與已上市的參照器械實(shí)質(zhì)等同。同樣以510（k）通道獲準(zhǔn)上市的產(chǎn)品還包括KardiaAI等。

作為人工智能移動(dòng)醫(yī)療應(yīng)用程序的代表，Apple公司的兩款配合其智能手表使用的非處方移動(dòng)醫(yī)療應(yīng)用程序ECG APP和Irregular Rhythm Notification Feature也通過FDA的De Novo通道獲準(zhǔn)上市，分別用于心率失常的識(shí)別和基于不規(guī)則心率的心房纖顫提醒。通過可穿戴設(shè)備獲取并分析生理數(shù)據(jù)，用于特定疾病的監(jiān)測(cè)也是人工智能器械的重要應(yīng)用方向之一。

2.1.3 糖尿病視網(wǎng)膜病變?cè)\斷

IDx-DR是由FDA眼科評(píng)審專家組以De Novo途徑審批通過的首個(gè)糖尿病性視網(wǎng)膜病變?cè)\斷軟件，基于該軟件設(shè)立的新分類為視網(wǎng)膜診斷軟件。IDx-DR采用基于服務(wù)器的自適應(yīng)算法，通過對(duì)眼底照相機(jī)獲得的眼底彩色圖像進(jìn)行識(shí)別，判斷視網(wǎng)膜病變及其程度，并由軟件自動(dòng)給出檢測(cè)出輕度以上糖尿病視網(wǎng)膜病變（more than mild Diabetic Retinopathy，mtmDR）、未檢測(cè)出的mtmDR或圖片質(zhì)量不足以進(jìn)行判斷的結(jié)果，但該軟件僅用于已確診糖尿病但從未檢測(cè)出糖尿病性視網(wǎng)膜病變的成年患者。軟件從FDA收到De Novo申請(qǐng)到審批上市歷時(shí)僅3個(gè)月。

2.1.4 生化數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與疾病預(yù)測(cè)軟件

DreaMed Advisor Pro是由FDA臨床化學(xué)評(píng)審專家組審批通過的胰島素療法調(diào)節(jié)器械，也是該分類下的第一款產(chǎn)品。該產(chǎn)品根據(jù)I型糖尿病患者的動(dòng)態(tài)血糖監(jiān)測(cè)、自我血糖監(jiān)測(cè)和胰島素泵數(shù)據(jù)的計(jì)算，就患者胰島素泵使用的基礎(chǔ)輸注率、碳水化合物比率、校正系數(shù)以及患者行為做出優(yōu)化建議，輔助醫(yī)生進(jìn)行臨床決策。制造商提供了兩組短期小規(guī)模臨床試驗(yàn)數(shù)據(jù)，其中一組為15人的多中心試驗(yàn)，對(duì)比針對(duì)同一患者產(chǎn)品和專家所給出的建議結(jié)果，另一組為6人的單一中心試驗(yàn)，對(duì)比應(yīng)用產(chǎn)品和專家的決策方案后，血糖的數(shù)據(jù)情況，結(jié)果證明DreaMed Advisor Pro與內(nèi)分泌專家給出胰島素使用方案基本相似。

DIP/U.S. Urine Analysis Test System是FDA通過510（k）途徑上市的一款家用尿檢測(cè)處方軟件，由應(yīng)用程序、色板和尿檢測(cè)試劑條組成，用于半定量分析尿樣本中的葡萄糖、蛋白質(zhì)、血、尿液比重和pH值，以及定性判斷尿中是否含有亞硝酸鹽。該軟件可以輔助醫(yī)生管理并診斷影響腎臟功能導(dǎo)致內(nèi)分泌失調(diào)的代謝性疾病或系統(tǒng)性疾病，而患者端是無法看到檢測(cè)結(jié)果的。該軟件圖像識(shí)別算法運(yùn)行時(shí)基于后端的云計(jì)算服務(wù)器，運(yùn)用服務(wù)器端算法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，輸出檢測(cè)結(jié)果。制造商通過兩組試驗(yàn)對(duì)產(chǎn)品的精確性、可用性、準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性、干擾、檢測(cè)極限等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明其各項(xiàng)性能皆優(yōu)于其選擇的參照器械，從而證明實(shí)質(zhì)等同。此后，該公司用于檢測(cè)尿液中白蛋白和肌酐的軟件ACR LAB Urine Analysis Test System也通過相同途徑獲準(zhǔn)上市。

表1 FDA批準(zhǔn)上市的典型人工智能醫(yī)療器械（軟件）

2.2 產(chǎn)品審批特點(diǎn)

2.2.1 按產(chǎn)品功能分類

無論從分類編號(hào)還是參與評(píng)審的專家組來看，美國人工智能醫(yī)療器械的審批與其他醫(yī)療器械一樣，根據(jù)產(chǎn)品的功能與用途進(jìn)行分類。一些影像輔助診斷產(chǎn)品在功能未發(fā)生改變的情況下，雖引入了人工智能算法，但仍能被視為與十余年前上市的參照器械等同，通過510（k）途徑獲準(zhǔn)上市，不需要開展大規(guī)模臨床實(shí)驗(yàn)。具有新的功能和用途的中等風(fēng)險(xiǎn)人工智能醫(yī)療器械通過De Novo途徑上市后，也將為其后續(xù)具有相似功能的產(chǎn)品建立新的分類，并將成為后續(xù)產(chǎn)品的實(shí)質(zhì)性等同的參照器械，從而加快產(chǎn)品的上市速度。

2.2.2 未突出算法解釋

雖然FDA對(duì)Ⅱ類特殊控制的人工智能器械提出了算法說明要求，但從目前獲準(zhǔn)上市器械的概要文件中可以發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品對(duì)于算法部分的描述較為簡單且沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。部分產(chǎn)品明確提出運(yùn)用了人工智能技術(shù)或機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等算法、模型，而部分產(chǎn)品僅提到算法，甚至少量產(chǎn)品未對(duì)算法進(jìn)行描述，這個(gè)現(xiàn)象在影像輔助診斷以外的產(chǎn)品中尤為明顯。制造商大多通過短期、小規(guī)模臨床實(shí)驗(yàn)從產(chǎn)品的靈敏度、特異性等角度證明產(chǎn)品性能優(yōu)于已上市參照器械，且在用途上未引入其他風(fēng)險(xiǎn)，即可獲得實(shí)質(zhì)等同的判定。

2.2.3 數(shù)量與種類快速增長

近年來，美國人工智能醫(yī)療器械上市產(chǎn)品數(shù)量快速增長，除本土產(chǎn)品外，以色列、意大利、中國等多個(gè)國家都已有產(chǎn)品在美國上市，這一方面說明美國市場的巨大吸引力，另一方面也肯定了美國注冊(cè)準(zhǔn)入制度的效率。從已上市產(chǎn)品來看，人工智能軟件的分類代碼不斷增加，既有通過De Novo審批途徑后新設(shè)立的，也有既有類型產(chǎn)品在技術(shù)改進(jìn)后引入人工智能技術(shù)的，已實(shí)現(xiàn)了多種疾病的監(jiān)測(cè)、診斷和檢測(cè)。此外，該領(lǐng)域還存在同一家公司產(chǎn)品用途迅速擴(kuò)展的特點(diǎn)，Zebra Medical Vision僅在2019年就有顱內(nèi)出血、氣胸、胸腔積液等多款產(chǎn)品相繼上市，而Aidoc Medical的BriefCase也從首款顱內(nèi)出血診斷產(chǎn)品陸續(xù)實(shí)質(zhì)等同出大血管閉塞診斷等多種產(chǎn)品。

3 討論與總結(jié)

從監(jiān)管制度建設(shè)與產(chǎn)品上市進(jìn)展來看，美國人工智能醫(yī)療器械的發(fā)展仍處于起步階段，器械上市審批仍沿用傳統(tǒng)審批程序，已上市的數(shù)十種產(chǎn)品應(yīng)用范圍僅包括癌癥、心腦血管、眼科和骨科等領(lǐng)域小部分疾病的輔助診斷、檢測(cè)和監(jiān)測(cè)。但同時(shí)，該領(lǐng)域發(fā)展受到聯(lián)邦政府的高度重視，上市產(chǎn)品數(shù)量與用途迅速增長，注冊(cè)審批經(jīng)驗(yàn)不斷積累，多個(gè)針對(duì)人工智能特點(diǎn)制定的審批模式正在探索、試點(diǎn)階段，管理當(dāng)局希望能通過對(duì)制度的創(chuàng)新和對(duì)上市后真實(shí)世界數(shù)據(jù)的有效利用，繼續(xù)加快產(chǎn)品上市速度，保障產(chǎn)品使用安全，并順應(yīng)產(chǎn)品特點(diǎn)，允許其在上市后繼續(xù)“進(jìn)化”。

相比于美國，中國人工智能醫(yī)療器械的準(zhǔn)入管理更為嚴(yán)格，2018年8月正式施行的新版《醫(yī)療器械分類目錄》對(duì)于診斷功能軟件有著明確界定，通過算法對(duì)病變部位進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別并提供明確診斷提示的軟件，按照第Ⅲ類醫(yī)療器械進(jìn)行管理[23]?；诖朔诸愒瓌t，目前國內(nèi)提交申請(qǐng)的大部分新一代人工智能醫(yī)療器械都將被判定為第Ⅲ類器械進(jìn)行注冊(cè)與監(jiān)管，需要進(jìn)行嚴(yán)格的臨床試驗(yàn)。此外，雖然中國在2015年發(fā)布的《醫(yī)療器械臨床評(píng)價(jià)技術(shù)指導(dǎo)原則》中就已提出同品種評(píng)價(jià)的概念，但鮮有產(chǎn)品通過該評(píng)價(jià)方法獲批上市，所以美國常用的實(shí)質(zhì)等同審批在我國較難實(shí)現(xiàn)[24]。我國醫(yī)療器械管理存在“嚴(yán)進(jìn)寬出”的特點(diǎn)，上市后監(jiān)管力度不足，數(shù)據(jù)難以獲得和利用，依靠上市后數(shù)據(jù)和CQOE輔助評(píng)價(jià)的“美國模式”在當(dāng)前階段也并不適用。我國人工智能醫(yī)療器械管理需要借鑒國外已有經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合我國行業(yè)發(fā)展特點(diǎn)，就國內(nèi)外器械研發(fā)方向盡快建立目標(biāo)疾病的測(cè)試數(shù)據(jù)庫，從產(chǎn)品的試驗(yàn)設(shè)計(jì)、臨床表現(xiàn)、工作流程和數(shù)據(jù)安全管理等方面做好上市前評(píng)價(jià)，并逐步完善上市后監(jiān)管機(jī)制，積累器械全生命周期管理數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，為領(lǐng)域長期發(fā)展做好準(zhǔn)備。

目前，國家藥品監(jiān)督管理局及其下屬機(jī)構(gòu)已發(fā)布《深度學(xué)習(xí)輔助決策醫(yī)療器械軟件審評(píng)要點(diǎn)》《醫(yī)療器械生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范附錄獨(dú)立軟件》《醫(yī)療器械軟件注冊(cè)技術(shù)審查指導(dǎo)原則》等臨床與注冊(cè)指導(dǎo)性文件[25-27]，并已著手進(jìn)行眼底影像、肺部影像等數(shù)據(jù)庫的建設(shè)。截至2020年底，我國已有8個(gè)國產(chǎn)和1個(gè)進(jìn)口人工智能醫(yī)療器械通過審批并在國內(nèi)上市，類型包括眼科圖像診斷、心電數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與診斷、生化數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和影像分析輔助診斷等軟件和器械。