醫療器械研發工具簡介

2017年08月10日美國FDA發布了《醫療器械研發工具的認證》指導原則，提出了醫療器械研發工具（Medical Device Development Tools, MDDT）的概念，并介紹了其類型、作用和意義、認證考慮因素和認證過程。

Part1

　　一、MDDT的定義和類型

（一）MDDT的定義

MDDT是用于評價醫療器械有效性、安全性或性能的方法、材料或測試，需經過科學驗證和FDA認證，面向大眾免費開放，用于幫助醫療器械研發人員更有效地預測和評價產品性能，也用于幫助FDA更高效地做出醫療器械審評決策。指導原則里列舉了三種典型的MDDT，包括臨床結局評價（如腦卒中評分）、生物標記物測試（如血壓計）以及非臨床評價模型（如動物模型）等。

（二）MDDT的類型

1.臨床結局評價（Clinical Outcome Assessment, COA）

COA包括患者、醫生、觀察者報告結局及功能測試結局，通常采用評級或評分的形式。COA不僅包括測量方法，還包括使用說明、數據收集標準格式以及對目標人群結果評分、分析和解釋的方法等。常見的COA包括：

（1）患者報告結局（Patient-reported outcome, PRO）

PRO是未經醫生或其他人修正或解釋的由患者報告的健康狀況結局?；颊咦陨聿拍芨兄哪承┌Y狀（如疼痛或惡心嚴重程度）只能通過PRO進行評價，另外，PRO也用于評價患者的功能或活動能力。

（2）觀察者報告結局（Observer reported outcome, ObsRO）

ObsRO由父母、醫護人員或其他病患觀察者報告，不包含臨床判斷和解釋，適用于嬰兒或者有認知缺陷的人，例如父母對嬰兒嘔吐發作的記錄報告。

（3）醫生報告結局（Clinician-reported outcome, ClinRO）

ClinRO包含了醫護人員觀察到的患者癥狀、行為和功能障礙以及對此進行的臨床判斷和解釋。

（4）功能測試結局（Performance outcome, PerfO）

PerfO是患者在專業醫護人員的指導下完成功能測試得到的報告結局，例如反映患者認知能力的數字符號替換測驗（Digit Symbol Substitution Test）等。

2.生物標記物測試（Biomarker Test, BT）

BT是檢測生物標記物的方法或儀器，例如血壓計、血清蛋白測試方法、影像學檢測腫瘤尺寸等。生物標記物是顯示生理狀態、病理狀態或者醫療干預效果的客觀檢測指標。常見的生物標記物包括生化分子、組織病理學特征、放射學影像特征等。生物標記物可分為：患病風險預測類生物標記物、診斷類生物標記物、監測類生物標記物、預后生物標記物、暴露因素效應預測類生物標記物、藥代動力學生物標記物、安全類生物標記物。

生物標記物測量可在器械研發和評價中提供量化數據，可在臨床試驗中幫助篩選符合入選標準的病例，也可被用來明確治療性器械的安全性或揭示醫療干預的作用。

3.非臨床評價模型(Non-clinical Assessment Model, NAM)

NAM可以是體外模型、離體組織模型、動物模型或計算機模型，用于測量或者預測相關參數。

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　　二、MDDT認證的考慮因素

完整的MDDT內容應至少包含基本信息描述（例如MDDT名稱、種類和工作原理等）、使用環境、支持MDDT認證的證據、風險受益評估等四個方面，后三者是影響MDDT認證決策的主要因素。

（一）MDDT的使用環境（Context of Use, COU）

使用環境是MDDT認證的重要內容,MDDT在相應的使用環境下方具有權威性和科學性。使用環境描述了MDDT正確的使用范圍、方式和作用。以2017年10月19日FDA公布的第一個經過認證的MDDT——堪薩斯城心肌病患者生存質量量表（Kansas City Cardiomyopathy Questionnaire，KCCQ）為例，完整的COU應包括以下內容：

1．MDDT應用的領域：KCCQ的COU明確其用于心力衰竭患者健康狀態評分；

2．MDDT具體的測量輸出：KCCQ的測量輸出包含心力衰竭癥狀評分、生活質量評分、身體活動受限評分和綜合評分等；

3．MDDT在器械審評過程中的作用：在臨床試驗中，MDDT可用于確認目標人群、適用癥、入排標準、研究終點等；

4．MDDT適用的醫療器械研發階段：對于KCCQ，其可以作為相關器械可行性臨床試驗或關鍵臨床試驗的主要/次要評價指標。

（二）支持MDDT認證的證據

證據資料通常包含設計驗證資料、計算機模擬結果、臺架試驗數據、動物試驗數據、臨床試驗數據（闡述MDDT與其使用環境之間的關系）、人機因素和/或文獻分析等。申請人必須解釋證據如何支持MDDT在相應使用環境下的有效性、預測能力和預測捕獲程度。

1．有效性

MDDT精準測量的能力。根據不同的MDDT，證據可包含分析型數據、臨床數據、結構效度、外部效度、偏倚減少控制、本構模型驗證、數值收斂性、不確定性量化等類型數據。

2．預測能力

用來描述MDDT測量與結局之間的相關性。

3．預測捕獲程度

MDDT捕獲真實結局總效應的能力，數據應能反映器械各個方面的主要效應。

MDDT認證需要的證據強度和數量取決于不同的MDDT種類及其不同的使用環境。相比表征不良反應的MDDT，監測臨床試驗終點指標的MDDT的認證顯然需要更強的證據支持。對于首個被認證的KCCQ，其申請資料既對已有文獻數據進行匯總分析，也將KCCQ方法與其它心力衰竭評價方法（例如NYHA分類）進行比對分析，這些證據支持其準確性和穩定性，而內部一致性和重測信度分析則支持該工具的可靠性。

（三）MDDT的風險受益評估

MDDT的受益分析應考慮受益的種類、大小以及實現的可能性。例如某些MDDT可以提高器械研發和審評的速度，縮短臨床試驗時間、減小臨床試驗規?；蛱娲R床試驗。在受益程度方面，FDA會優先考慮可用于多種器械研發的MDDT，對嚴重影響生存質量或危及生命的疾病，臨床需求未被滿足的人群（例如兒童），以及尚未建立評價方法的創新產品等領域的MDDT都是優先考慮的對象。

MDDT風險分析需要考慮風險種類、大小以及發生的可能性，例如使用本不應被認證的MDDT促成的決策會帶來何種風險，MDDT不準確的輸出對決策造成的影響大小，BTs產生假陽性/假陰性結果的可能性大小等均需被考慮。另外，還需考慮可采取的風險控制措施，例如使用補充數據或驗證性數據可能會降低單獨依靠MDDT做決策時的風險。

FDA重點關注MDDT對器械審評、公眾健康和臨床的影響。需要強調，準確性、精確性、預測能力或預測范圍并不能單一地用于評價MDDT的優劣，整體的利弊權衡才是決定是否接受MDDT的考慮因素。如果MDDT的預期優勢很小，或潛在的劣勢較大，認證時則需要更嚴格的證據。

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　　三、MDDT的認證過程

MDDT的認證過程包含提案、孵化（非強制）、預認證（非強制）、認證等四個階段（圖二）。提案階段便于FDA根據自身人力資源情況和MDDT意義大小決定是否接受認證申請。孵化階段便于FDA參與MDDT前期認證準備工作。在預認證階段，申請人提交申請資料以便FDA提出改進建議。在認證階段，FDA根據申請人提交的申請資料最終決定是否接受MDDT的認證。

影響MDDT認證是否通過的主要因素包括MDDT描述是否詳細充分、使用環境定義是否明確恰當、產品是否具有廣泛的公眾健康影響力、證據強度是否足夠、受益是否大于風險等。

四、MDDT的作用和意義

醫療器械研發人員可以免費獲取并使用MDDT，一個MDDT可應用于多種器械研發和評價過程中。在相應的使用環境下FDA不需重復確認該MDDT的科學性和適用性，因此既可加快器械的研發速度，也可提高監管機構的審評審批速度。

在進行MDDT認證時，FDA將優先考慮用于解決公共健康需求的MDDT。例如嚴重影響患者生存質量或危及生命的疾病相關MDDT，臨床需求急需被滿足的兒科相關MDDT，以及可以用于尚未建立方法的創新產品評價的MDDT等。

MDDT不用來替代標準和指導原則。標準通常是被廣泛認可的較為成熟的技術方法，MDDT則涉及前沿領域或創新器械的評價方法。指導原則對某一種器械提出系列評價方法，而MDDT聚焦于一種評價或測量方法，可用于多種不同器械的評價。另外，FDA鼓勵不同個體或團體針對共同關注的MDDT形成合作，從而集中資源發展MDDT。因此，MDDT能對標準、指導原則等技術文件形成一種有力的補充。