編譯/《中國(guó)食品藥品監(jiān)管》雜志編輯部 審校/胡海

人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)有潛力通過(guò)從每天提供健康服務(wù)的過(guò)程中產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)中獲得新的和重要的經(jīng)驗(yàn)來(lái)改善自身提供的健康服務(wù)。醫(yī)療器械制造商正在利用這些技術(shù)來(lái)創(chuàng)新他們的產(chǎn)品，以更好地幫助健康服務(wù)提供者改善病人護(hù)理。FDA（美國(guó)食品藥品監(jiān)管局）正在考慮為這些技術(shù)建立一個(gè)基于整個(gè)產(chǎn)品生命周期的監(jiān)管框架，允許新技術(shù)產(chǎn)品從真實(shí)世界的學(xué)習(xí)和適應(yīng)中進(jìn)行自我改進(jìn)，同時(shí)仍然確保該軟件保持其作為醫(yī)療器械的安全性和有效性?，F(xiàn)階段如何做好人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)發(fā)展與監(jiān)管，本文將從以下幾個(gè)問(wèn)題展開(kāi)闡述和探討。

人工智能被明確定義為制造智能機(jī)器尤其是智能計(jì)算機(jī)程序的科學(xué)和技術(shù)[1]。

人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)

人工智能被明確定義為制造智能機(jī)器，尤其是智能計(jì)算機(jī)程序的科學(xué)和技術(shù)[1]。人工智能可運(yùn)用不同時(shí)代的技術(shù)，包括：基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析的模型；主要依賴if-then 語(yǔ)句的專家系統(tǒng)（注：專家系統(tǒng)是早期人工智能的重要分支，可視作是一類具有專門知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的計(jì)算機(jī)智能程序系統(tǒng)，一般采用人工智能中的知識(shí)表示和知識(shí)推理技術(shù)來(lái)模擬通常由領(lǐng)域?qū)＜也拍芙鉀Q的復(fù)雜問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，專家系統(tǒng)=知識(shí)庫(kù)+推理機(jī)，因此專家系統(tǒng)也被稱為基于知識(shí)的系統(tǒng)）；機(jī)器學(xué)習(xí)。

機(jī)器學(xué)習(xí)是一種人工智能技術(shù)，該技術(shù)能被用于設(shè)計(jì)和訓(xùn)練軟件算法來(lái)學(xué)習(xí)和處理數(shù)據(jù)。軟件開(kāi)發(fā)人員可以使用機(jī)器學(xué)習(xí)去創(chuàng)建一個(gè)“被鎖定”的算法，這樣它的功能不會(huì)改變，如一個(gè)已經(jīng)訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，所有的參數(shù)都已經(jīng)固定，不能再改變和演進(jìn)；或者開(kāi)發(fā)一種自適應(yīng)算法，這樣它的行為就可根據(jù)新的數(shù)據(jù)隨時(shí)改變，如參數(shù)未鎖定的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，它在用戶的使用過(guò)程中仍然可以學(xué)習(xí)和進(jìn)化，從而成為專門為該用戶而定制的系統(tǒng)?，F(xiàn)階段臨床上的一些人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的例子，如一種成像系統(tǒng)，使用人工智能算法為患者的皮膚癌提供診斷信息；一種能實(shí)時(shí)估算心臟病發(fā)作幾率的智能可穿戴心電圖儀。

人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)向醫(yī)療器械轉(zhuǎn)化

自適應(yīng)人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)與其他用于醫(yī)療器械的軟件不同之處在于，其具有實(shí)時(shí)調(diào)整和優(yōu)化設(shè)備性能的潛力，從而不斷改進(jìn)對(duì)患者的醫(yī)療健康服務(wù)。國(guó)際醫(yī)療器械監(jiān)管機(jī)構(gòu)論 壇（International Medical Device Regulator，IMDRF）將軟件定義為醫(yī)療器械，即：用途是用于一個(gè)或多個(gè)“醫(yī)療目的”的獨(dú)立軟件，這些軟件在實(shí)現(xiàn)這些“醫(yī)療目的”時(shí)，并沒(méi)有作為某醫(yī)療器械硬件的一部分。根據(jù)聯(lián)邦《食品藥品和化妝品法案》 （FD＆C 法 案），F(xiàn)DA 所 定 義 的“醫(yī)療目的”是指那些旨在治療、診斷、治愈、減輕或預(yù)防疾病的目的。

FDA 預(yù)測(cè)，在目前的指導(dǎo)原則下，許多由人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)的作為醫(yī)療器械的軟件，其在合理范圍內(nèi)的自適應(yīng)演進(jìn)改變都將受到上市前審查，這促使FDA 重新考慮對(duì)這些軟件或設(shè)備的監(jiān)管方法。

FDA 對(duì)人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)醫(yī)療器械的監(jiān)管考慮

傳統(tǒng)上，F(xiàn)DA 通過(guò)適當(dāng)?shù)纳鲜星巴緩綄彶獒t(yī)療器械，如上市前許可510（k）、重新分類或上市前批準(zhǔn)。FDA 還可以審查和明確醫(yī)療器械的變更，包括作為醫(yī)療器械的軟件，這取決于變更的重要性或?qū)颊邩?gòu)成的風(fēng)險(xiǎn)。若需了解當(dāng)前FDA 基于風(fēng)險(xiǎn)途徑軟件修改的指導(dǎo)原則，請(qǐng)參見(jiàn)510（k）相關(guān)指導(dǎo)文件[2]。

FDA 傳統(tǒng)的醫(yī)療器械監(jiān)管模式并不是被設(shè)計(jì)用于監(jiān)管自適應(yīng)人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的。根據(jù)FDA 目前對(duì)于軟件變更的審批方式，F(xiàn)DA 估計(jì)這些由人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)驅(qū)動(dòng)的設(shè)備軟件的每一次變更或自適應(yīng)演進(jìn)都有可能需要進(jìn)行上市前審查。

2019年4月2日，F(xiàn)DA發(fā)布的一篇文章，提出了“關(guān)于修改由人工智能/機(jī)器學(xué)習(xí)（AI/ML）技術(shù)驅(qū)動(dòng)的醫(yī)療器械軟件（SaMD）變更的監(jiān)管框架——討論稿及征求意見(jiàn)”，描述了FDA 對(duì)以人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)為驅(qū)動(dòng)的軟件變更進(jìn)行審查的基礎(chǔ)。并且在2019年6月3日前提交了討論意見(jiàn)稿。

該討論稿中描述的核心思想源于目前的上市前監(jiān)管程序和依賴IMDRF 的風(fēng)險(xiǎn)分類原則、FDA 的利益-風(fēng)險(xiǎn)框架、風(fēng)險(xiǎn)-管理原則、以及以申報(bào)單位為基礎(chǔ)的整個(gè)產(chǎn)品生命周期的管理辦法。同樣地，該思想也在“數(shù)字醫(yī)療軟件預(yù)認(rèn)證 （Pre-Cert）計(jì)劃”中做了相應(yīng)的展望。

在此框架內(nèi)，F(xiàn)DA 引入了一個(gè)“預(yù)先確定的變更控制計(jì)劃”，在上市前提交的資料中。該計(jì)劃將包括被稱為“醫(yī)療器械軟件預(yù)置規(guī)范”的預(yù)變更類型，以及在患者風(fēng)險(xiǎn)管理可控的方式上用于完成這些變更的相關(guān)方法學(xué)，該方法被稱為“算法更改方案”。

在這種方法中，F(xiàn)DA 期望從制造商那里獲得基于人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的醫(yī)療器械軟件的透明度和真實(shí)世界臨床性能監(jiān)控的承諾，同時(shí)定期通知FDA 哪些基于FDA 已經(jīng)批準(zhǔn)的預(yù)定規(guī)格和算法改變方案的變更被實(shí)施了。擬議的監(jiān)管框架可以使FDA 和制造商從上市前開(kāi)發(fā)到上市后性能對(duì)軟件產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)估和監(jiān)控。這個(gè)潛在的框架允許FDA 將基于人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的醫(yī)療器械軟件的迭代改進(jìn)能力納入其監(jiān)督管理范圍之內(nèi)，同時(shí)確?；颊叩陌踩?。最后，F(xiàn)DA 也需要向公眾征求對(duì)基于人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的醫(yī)療器械軟件監(jiān)管的意見(jiàn)和看法。因此在整個(gè)討論稿中，F(xiàn)DA 強(qiáng)調(diào)了正尋求如制造商、醫(yī)生和病人這樣的利益相關(guān)者提出建議的領(lǐng)域。FDA 正通過(guò)聯(lián)邦公報(bào)上的一份公開(kāi)摘要接收反饋意見(jiàn)：FDA-2019-N-1185。 截止日期為2019年6月3日。

（原文選自FDA 官網(wǎng)）