คำแนะนำของ FDA เกี่ยวกับการประเมินความน่าเชื่อถือของการสร้างแบบจำลองและการจำลองทางคอมพิวเตอร์: หลักฐานความน่าเชื่อถือส่วนที่ 2 | อย

สารบัญ

พื้นที่ สำนักงานคณะกรรมการอาหารและยา หน่วยงานกำกับดูแลของสหรัฐอเมริกาในด้านผลิตภัณฑ์ดูแลสุขภาพได้เผยแพร่เอกสารคำแนะนำที่เกี่ยวข้องกับการประเมินความน่าเชื่อถือของการสร้างแบบจำลองและการจำลองทางคอมพิวเตอร์ในการยื่นเสนออุปกรณ์ทางการแพทย์

เอกสารดังกล่าวให้ภาพรวมของข้อกำหนดด้านกฎระเบียบที่เกี่ยวข้อง ตลอดจนคำชี้แจงและคำแนะนำเพิ่มเติมที่ผู้ผลิตอุปกรณ์ทางการแพทย์และฝ่ายอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องนำมาพิจารณาเพื่อให้มั่นใจว่าเป็นไปตามนั้น

ในเวลาเดียวกัน บทบัญญัติของคำแนะนำไม่มีผลผูกพันในลักษณะทางกฎหมาย และไม่ได้มีจุดมุ่งหมายที่จะแนะนำกฎใหม่หรือกำหนดภาระผูกพันใหม่

นอกจากนี้ เจ้าหน้าที่ยังระบุอย่างชัดเจนว่าสามารถใช้แนวทางอื่นได้ โดยต้องสอดคล้องกับกรอบกฎหมายที่มีอยู่ และได้รับความเห็นชอบจากหน่วยงานดังกล่าวล่วงหน้า

เอกสารดังกล่าวครอบคลุมประเด็นต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับหลักฐานความน่าเชื่อถือที่จำเป็นเพื่อยืนยันข้อเรียกร้องที่ทำโดยฝ่ายที่รับผิดชอบด้านอุปกรณ์การแพทย์ 

ตามแนวทางดังกล่าว การสร้างแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาและการตรวจสอบความถูกต้องของอุปกรณ์ทางการแพทย์และการรักษาเฉพาะผู้ป่วย

โมเดลเหล่านี้มักซับซ้อนและซับซ้อน จำเป็นต้องมีการตรวจสอบอย่างเข้มงวดเพื่อให้มั่นใจในความถูกต้องและเชื่อถือได้

การตรวจสอบความถูกต้องเป็นกระบวนการที่ครอบคลุมหมวดหมู่ต่างๆ โดยแต่ละประเภทจะกล่าวถึงแง่มุมที่แตกต่างกันของความน่าเชื่อถือของแบบจำลอง

คำแนะนำในปัจจุบันอธิบายรายละเอียดหมวดหมู่เหล่านี้ โดยเน้นความสำคัญในการพัฒนาอุปกรณ์ทางการแพทย์และการดูแลผู้ป่วย

ผลการตรวจสอบ In Vivo (หมวด 4)

การตรวจสอบความถูกต้องภายในร่างกายเป็นพื้นฐานของความน่าเชื่อถือของแบบจำลองการคำนวณ โดยมุ่งเน้นไปที่การเปรียบเทียบระดับผู้ป่วยโดยใช้ข้อมูลทางคลินิกหรือในสัตว์

ตามที่อธิบายโดย FDA การตรวจสอบนี้จำเป็นสำหรับแบบจำลองการคำนวณเฉพาะผู้ป่วย เช่น ที่ใช้ในการทดลองทางคลินิกสำหรับอุปกรณ์ทางการแพทย์ ตัวอย่างเช่น ในพลศาสตร์ของไหล เครื่องมือซอฟต์แวร์ทางคลินิกทำนาย สำรองการไหลแบบเศษส่วน (FFR) ในหลอดเลือดหัวใจได้รับการตรวจสอบเทียบกับการวัด FFR ทางคลินิกแบบรุกราน

ในทำนองเดียวกัน แบบจำลองการถ่ายเทความร้อนทางชีวภาพที่ทำนายความร้อนของเนื้อเยื่อจากอุปกรณ์ทางการแพทย์ เช่น อัลตราซาวนด์หรือพลังงานความถี่วิทยุ ได้รับการตรวจสอบโดยใช้การวัดอุณหภูมิโดยตรงในแบบจำลองของมนุษย์หรือสัตว์

การตรวจสอบความถูกต้องของการคำนวณและการวัดปริมาณความไม่แน่นอน (UQ) มีบทบาทสำคัญในกระบวนการเหล่านี้ ซึ่งรับประกันความสมบูรณ์ของผลการตรวจสอบ

ผลการตรวจสอบตามประชากร (หมวด 5)

การตรวจสอบความถูกต้องตามประชากรแตกต่างกับการตรวจสอบความถูกต้องระดับผู้ป่วยโดยมุ่งเน้นไปที่การเปรียบเทียบข้อมูลในระดับประชากรในวงกว้าง

วิธีการนี้มีความเกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการตรวจสอบ”ประชากรเสมือน" หรือ "กลุ่มร่วมรุ่นเสมือน” ซึ่งเป็นแบบจำลองผู้ป่วยหลายแบบที่แสดงถึงประชากรผู้ป่วย
ตัวอย่างนี้คือในการถ่ายภาพทางการแพทย์ ซึ่งแบบจำลองผู้ป่วยเสมือนถูกสร้างขึ้นโดยพารามิเตอร์ที่แตกต่างกันในแบบจำลองมานุษยวิทยา

ผลการทดลองจำลองด้วยคอมพิวเตอร์จะถูกเปรียบเทียบทางสถิติกับผลลัพธ์ทางคลินิก เพื่อให้มั่นใจว่าการคาดการณ์จะสอดคล้องกับการทดลองในมนุษย์จริง

การตรวจสอบความถูกต้องประเภทนี้เน้นย้ำถึงความสำคัญของการวิเคราะห์ข้อมูลขนาดใหญ่ในการตรวจสอบการคาดการณ์แบบจำลองกับชุดข้อมูลทางคลินิกที่ครอบคลุม

พฤติกรรมรูปแบบฉุกเฉิน (หมวด 6)

ตามแนวทางดังกล่าว พฤติกรรมของแบบจำลองที่เกิดขึ้นใหม่แสดงถึงแนวทางการตรวจสอบความถูกต้องเฉพาะตัว โดยเน้นความสามารถของแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ในการสร้างปรากฏการณ์ที่ทราบภายใต้เงื่อนไขเฉพาะ แม้ว่าปรากฏการณ์เหล่านี้จะไม่ได้จำลองแบบอย่างชัดเจนก็ตาม

ตัวอย่างเช่น ในพลศาสตร์ของไหล แบบจำลองที่ทำนายการไหลเวียนของเลือดผ่านหลอดเลือดตีบตันอาจได้รับการตรวจสอบโดยอิงจากความสามารถในการทำนายการไหลแบบเปลี่ยนผ่านหรือแบบปั่นป่วน ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ทราบภายใต้เงื่อนไขบางประการ

ในทำนองเดียวกัน ในสรีรวิทยาไฟฟ้าหัวใจ แบบจำลองที่จำลองกิจกรรมทางไฟฟ้าในหัวใจได้รับการตรวจสอบโดยพิจารณาจากความสามารถในการสร้างสัณฐานวิทยาของคลื่นไฟฟ้าหัวใจที่เทียบได้กับ ECG ทางคลินิก

หลักฐานประเภทนี้เน้นย้ำถึงความสามารถของแบบจำลองในการทำซ้ำพฤติกรรมทางสรีรวิทยาที่ซับซ้อน และเพิ่มความน่าเชื่อถือ

ความน่าเชื่อถือของแบบจำลอง (หมวด 7)

ความเป็นไปได้ของแบบจำลองหมายถึงเหตุผลที่สนับสนุนทางเลือกของสมการ การสันนิษฐานของแบบจำลอง และพารามิเตอร์อินพุต
เป็นหลักฐานรูปแบบหนึ่งที่อิงจากความสมบูรณ์ทางทฤษฎีและความสมเหตุสมผลของรากฐานของแบบจำลอง

ตัวอย่างคือแบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ของการผ่าตัดเปลี่ยนข้อเทียม ซึ่งหลักฐานความน่าเชื่อถือสนับสนุนความน่าเชื่อถือของแบบจำลองวัสดุปลูกถ่าย

สมการ สมมติฐาน และพารามิเตอร์อินพุตที่ใช้บังคับของแบบจำลองได้รับการพิสูจน์โดยอิงจากพฤติกรรมทางกลและคุณสมบัติของวัสดุที่ทราบ ซึ่งเป็นพื้นฐานที่แข็งแกร่งสำหรับความน่าเชื่อถือของแบบจำลอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อข้อมูลการทดลองสำหรับการตรวจสอบความถูกต้องมีจำกัด

การตรวจสอบการคำนวณ/UQ โดยใช้การจำลอง COU (หมวด 8)

หมวดหมู่นี้เกี่ยวข้องกับการตรวจสอบการคำนวณแบบสแตนด์อโลนและผลลัพธ์ UQ ที่ดำเนินการโดยใช้การจำลองสภาพการใช้งาน (COU)

การจำลองเหล่านี้มีความสำคัญสำหรับการทดสอบอุปกรณ์ซิลิโกหรือการทดลองทางคลินิกที่ไม่สามารถตรวจสอบความถูกต้องโดยตรงได้ ตัวอย่างเช่น แบบจำลองไฟไนต์เอลิเมนต์ของอุปกรณ์ทางการแพทย์อาจได้รับการศึกษาการลู่เข้าของตาข่ายเพื่อให้แน่ใจว่ามีข้อผิดพลาดทางตัวเลขน้อยที่สุด ซึ่งสนับสนุนการใช้งานของแบบจำลองในสถานการณ์ COU ที่แตกต่างกัน

ในอีกกรณีหนึ่ง แบบจำลองพลศาสตร์ของไหลที่ประเมินการเปลี่ยนแปลงในความทนทานต่อการผลิตต่อภาวะเม็ดเลือดแดงแตกในอุปกรณ์ช่วยที่มีกระเป๋าหน้าท้องใช้ UQ เพื่อหาปริมาณอิทธิพลของความแปรปรวนทางเรขาคณิตต่อความเครียดที่เกิดจากการไหลที่คาดการณ์ไว้และเวลาสัมผัสเลือด

ตัวอย่างเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงกระบวนการที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับการรับรองความถูกต้องและความน่าเชื่อถือของแบบจำลองภายใต้เงื่อนไขการใช้งานเฉพาะ

ตามที่ผู้มีอำนาจอธิบายไว้ หลักฐานการตรวจสอบประเภทต่างๆ เน้นย้ำถึงลักษณะเฉพาะของการตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลองการคำนวณในขอบเขตของอุปกรณ์ทางการแพทย์

แต่ละหมวดหมู่ ตั้งแต่การตรวจสอบภายในร่างกายไปจนถึงความน่าเชื่อถือของแบบจำลอง มีบทบาทสำคัญในการสร้างและเพิ่มความน่าเชื่อถือของแบบจำลองการคำนวณ

โมเดลเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการพัฒนาอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่ก้าวหน้า การรักษาเฉพาะผู้ป่วย และการดูแลผู้ป่วยโดยรวม

ในขณะที่เทคโนโลยีและวิทยาศาสตร์การแพทย์มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง วิธีการและแนวปฏิบัติในการตรวจสอบแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ก็จำเป็นเช่นกัน เพื่อให้มั่นใจว่ายังคงแข็งแกร่ง เชื่อถือได้ และมีความเกี่ยวข้องในสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา โดยคำนึงถึงการพัฒนาเทคโนโลยีที่รวดเร็ว

สรุป

โดยสรุป คำแนะนำของ FDA ในปัจจุบันให้ภาพรวมที่ครอบคลุมของหลักฐานการตรวจสอบประเภทต่างๆ ในการสร้างแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ในบริบทของการใช้งานทางการแพทย์ เอกสารนี้สรุปสาระสำคัญของแต่ละหมวดหมู่และความเกี่ยวข้องในบริบทที่กว้างขึ้นของการพัฒนาอุปกรณ์ทางการแพทย์และการดูแลผู้ป่วย

แหล่ง

https://www.fda.gov/regulatory-information/search-fda-guidance-documents/assessing-credibility-computational-modeling-and-simulation-medical-device-submissions

RegDesk สามารถช่วยได้อย่างไร?

RegDesk คือระบบการจัดการข้อมูลด้านกฎระเบียบแบบองค์รวมที่ช่วยให้บริษัทอุปกรณ์ทางการแพทย์และยามีความรู้ด้านกฎระเบียบสำหรับตลาดมากกว่า 120 แห่งทั่วโลก สามารถช่วยคุณจัดเตรียมและเผยแพร่แอปพลิเคชันระดับโลก จัดการมาตรฐาน ดำเนินการประเมินการเปลี่ยนแปลง และรับการแจ้งเตือนแบบเรียลไทม์เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงด้านกฎระเบียบผ่านแพลตฟอร์มแบบรวมศูนย์ ลูกค้าของเรายังสามารถเข้าถึงเครือข่ายผู้เชี่ยวชาญด้านการปฏิบัติตามกฎระเบียบมากกว่า 4000 รายทั่วโลกเพื่อรับการตรวจสอบคำถามที่สำคัญ การขยายตัวไปทั่วโลกไม่เคยง่ายขนาดนี้มาก่อน