对美国FDA医疗器械软件指南文件的研究

1、首都医药CAPITAL MEDICINE2008.1医疗器械软件作为特殊的器械产品,其存在方式一般可分为两种:嵌入式软件它和硬件产品是共存的,作为嵌入于宿主设备以辅助宿主设备高质量完成其功能为目的的、小巧而廉价的计算机系统设备的软件部分,它是面向用户、面向产品、面向应用的。嵌入式处理器的功耗、体积、成本、可靠性、速度、数据处理能力、电磁兼容性等方面均受到应用要求的制约;非嵌入式软件通常以独立软件的形式存在,一般是通过通用商业软件平台安装的,不被直接写入硬件产品的计算机程序。在我国,对于医疗器械软件产品的注册管理,现在主要依据的法规有医疗器械注册管理办法(16号局令和北京市医疗器械软件产品监督管

2、理规定(暂行,前者针对的主要是硬件类设备,不太适合软件产品的管理,而后者对医疗器械软件产品提出了更加具体的管理办法,但未对产品做更详细的划分,某些产品的种类界定较模糊。这都是需要改进和完善的。笔者通过研究认为就医疗器械软件产品注册管理而言,美国FDA 的经验值得借鉴,他们除了其注册法规文件21CFR807之外,还提出了众多的指南文件,或针对注册资料流程进行详细指导,或针对某一类产品提出具体的注册要求。本文将阐述美国FDA 管理医疗器械软件的指南文件,旨在为我国的医疗器械软件管理提供参考。FDA 关于医疗器械软件指南的种类和涉及范围FDA 的关于医疗器械软件指南的种类和涉及范围见附表1。医疗器械

3、软件上市前申报指南涉及的重要定义医疗器械软件:包含一个或多个的软件组件、部件、附件或仅由软件组成的器械,包括固件或其他方式的基于软件控制的医疗器械,独立的应用软件,预期安装在通用电脑上的软件,专用的硬/软件医疗器械,包含软件或是软件一部分的医疗器械的附件。关注级别:是指识别医疗器械错误的重要性和这些错误与患者安全之间的关系。按器械给患者带来伤害的严重程度,分为高、中、低三种关注级别。软件生存周期:表明软件从功能确定、设计,到开发成功投入使用,并在使用中不断修改、增补和完善,直至被新的软件所替代而停止使用的全过程。主要包括问题定义及规划、需求分析、软件设计、程序编码、软件测试、运行维护等阶段。验

4、证和确认:验证即检验软件是否已正确地实现了产品规格书所定义的系统功能和特性。验证过程提供的证据表明,软件相关产品与所有生存周期活动的要求相一致。有效性确认要求能保证所生产的软件可追溯到用户需求的一系列活动。确认过程提供证据,表明软件是否满足客户需求,并解决了相应问题。采用LOC 判定表判定关注级别在医疗器械软件上市前申报指南中,医疗器械软件产品通过“LOC 判定表”(指南中为2个表,其中表1为高水平LOC 判定表、表2为中等水平LOC 判定表来判定其处于的关注级别,即通过回答一些表中的问题来判定申报器械应属于高水平LOC 还是中等水平LOC ,回答都为No 的为低水平LOC 。例如表中有一个问

5、题:软件器械是否提供诊断信息直接决定治疗结果,如果由此产生误诊是否会带来严重伤害或是死亡?如果回答Yes 则产品属于高水平LOC ,回答No 则需要由中等水平LOC 判定表对器械再次进行判定。(具体境况见附表2按照LOC 判定表的要求需要提交并详细说明的文档企业需要按照LOC 的要求提交器械软件上市前文档,通过LOC 的文件提交表可判定是否要提交这些文档。文档包括有LOC 综述、软件产品描述、器械危害分析、软件规格需求说明书(SRS 、结构设计图表、软件设计规格说明书(SDS 、王晨秦嘉对美国FDA 医疗器械软件指南文件的研究指南编号3374465859381553指南名称医疗器械软件上市前申

6、报指南医学影像管理软件上市前通告指南医疗器械非定制式(OTS 软件指南软件确认的通用原则医疗器械非定制式软件用于网络计算机安全的指南指南范围针对所有包含医疗器械软件的产品注册指南图像类管理软件的上市前通告(PMN 即510(k注册指南针对特别种类OTS 软件的管理指南关于软件确认过程的指南,包括医疗器械软件或使用软件设计、开发或制造医疗器械的确认过程专门针对非定制式软件的网络安全使用指南附表1FDA 关于医疗器械软件指南的种类和涉及范围医疗器械导航2首都医药CAPITAL MEDICINE2008.1 器械产品LOC综述和选此级别的原因对产品特征和软件操作环境的概括制表说明识别硬件和软件危害,

7、包括严重性评估和减少危害的方法可追溯性贯穿需求、规格说明书、危害识别和减少、验证和确认测试的始终版本历史记录,包括发布版本号和发布日期最低关注仅概括功能部分的需求×××软件功能测试计划,通过/失败标准和测试结果×医疗器械导航可追溯性分析、软件开发环境描述、验证和确认(V&V文档、版本历史、未解决的异常问题等11个文档,其中LOC综述、软件产品描述、器械危害分析和修订历史4项无论是何种LOC都需提交。具体阐述如下:器械危害分析制表说明应包括危害事件的识别;危害的严重性;危害的发生原因;控制方法(例如警报、硬件控制;采取矫正措施;验证采取的控制方法已

8、被正确的实施。软件规格需求说明书(SRSSRS文档是软件的需求说明,它一般包括功能、性能、接口、设计、开发等对软件的需求。文档主要描述了器械的预期功能用途。可分为:硬件需求;包括微处理器、存储器、传感器、能源、安全特性和通讯等;程序语言需求;包括程序长度需求或限制和有关内存泄漏管理的信息;接口需求;包括打印机、监视器、键盘和鼠标;软件性能和功能需求;主要包括对治疗、诊断、监护、警报、分析和临床数据解释等的算法或控制特性,也可能包括由软件引起的器械限制、内部软件的测试和检查、错误和中断处理、容错和恢复特性、安全要求、时间和内存要求等。结构设计图表一般为流程图或与其类似的描述形式,主要表明的是关于

9、软件器械主要功能单元之间的联系,包括与硬件和数据流的联系。软件设计规格说明书(SDS是软件器械需求的实施说明,一般按预期使用、功能性、安全性和有效性来提供信息。它和SRS的区别是:SRS是描述器械将做什么(what,而SDS是描述SDS中的需求如何执行(how。可追溯性分析可追溯性贯穿需求、规格说明书、危害识别和降低、验证和确认测试的始终。追溯概念文档中的软件需求到系统需求;追溯软件设计描述到软件需求规格,以及软件需求规格到软件设计描述;追溯源代码对应到设计规格,以及设计规格对应到源代码。分析确定它们之间正确性、一致性、完整性、精确性的关系。修订历史开发过程的主要改变包括版本号和日期,还有此版

10、和前版的主要不同;还有测试版和发布版的不同,以及变化带来的对器械安全性和有效性的潜在影响的评估。未解决的异常(Bug或缺陷对每种未解决的异常应说明:难题所在、对器械性能的影响、解决难题的计划或日程表。综上所述,可以看出FDA对医疗器械软件管理的特点有以下三个。一是基于风险管理控制,产品应在风险管理体系之内开发和维护;二是结合了软件产品的特点,遵从软件生存周期过程的规律;三是用众多的指南性文件支持其管理,从产品的注册指导到产品生产的过程确认原则再到专门的软件类别要求一应俱全,由点及面。这样,各种软件包括软件组件在各个活动阶段都能找到适合的指导原则。总之,FDA对医疗器械软件的管理要求较具体并有相

11、关国际化标准或国家标准作为技术支持或参考,例如ISO14971、IEC60601-1-4和AAMI SW68等,它们之间是紧密关联的。借鉴美国FDA对医疗器械软件管理的经验,国内也应尽快出台相关的法规来规范对医疗器械软件的要求,以适应医疗器械软件产业的快速发展。(作者单位为北京市药品监督管理局医疗器械技术审评中心附表2LOC判定关注级别标准软件文档关注级别(LOC软件描述器械危害分析软件规格需求说明书(SRS结构设计图表软件设计规格说明书(SDS可追溯性分析软件开发环境描述验证和确认(V&V文档版本历史未解决的异常(Bug或缺陷完全的SRS文档功能单元和软件模块的具体描述。一般可用状态表或流程图。SDS文档中等关注最高关注概述软件生命周期开发计划,包括配置管理和维护性活动对单个、整体和系统水平上V&V活动