醫療器械軟件設計開發過程中應關注的問題初探

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　　國藥局在2019年7月5日發布了第43號公告《醫療器械生產質量管理規范附錄獨立軟件》，并明確有關企業應在2020年7月1日期實施。2020年6月4日，國藥局綜合司又發布了《醫療器械生產質量管理規范獨立軟件現場檢查指導原則》。結合之前國藥局發布的“軟件注冊指導原則”和“網絡安全指導原則”以及具體軟件產品的注冊指導原則，形成了一個對醫療器械軟件和/或軟件組件較為完善的質量管理體系要求。

　　本文是結合筆者對軟件企業審核發現的問題，與業界同仁探討醫療器械軟件開發過程中的一些問題和軟件開發應考慮的事項。

　　一、法規的適用性

　　“規范附錄”1.1節明確指出：“適用于獨立軟件，軟件組件參照執行。”大部分有源企業的產品中，是包括作為控制、顯示、驅動、報警等用途的微機系統的，該類系統符合規范3.1節術語“軟件組件”的定義的。也就是說，大部分有源產品是應該適用這個法規的。某些被審核企業，沒有識別到這一法規的要求，或者雖然識別了該法規，但僅僅將其納入設計開發的一部分，建立了一個簡單的管理制度應付了事，未將該法規要求融入到公司整個質量管理體系作為一個整體來考慮，因此，體系是不符合法規要求的。

　　但是，法規也規定軟件組件“參照執行”。本人理解，這段話的含義是要求企業自己識別該法規中具體條款的適用與否。這種識別活動應由專業人員和合規人員共同進行。例如，很多醫療器械設計時不涉及與網絡相連接，則與網絡連接安全的部分條款可能并不適用。

　　二、做好軟件開發策劃，保證從源頭滿足法規、標準、顧客要求

　　很多軟件產品缺陷眾多、兼容性差很難滿足顧客需求和法規要求，甚至在設計開發過程中半途夭折，這與軟件策劃階段考慮問題的完整性不夠有重要關系。軟件是一種特殊產品，在起始階段沒有考慮完全，后期修補是很困難的，即便能完善，也會增加幾倍的人力物力。為此，軟件開發策劃應關注如下問題：

　　1、應與顧客或需求部門充分溝通軟件應用需求和硬件需求

　　很多軟件設計開發失敗，在于程序員沒有和顧客順暢的溝通，沒有充分理解顧客的真實需求，或者沒有理解顧客所描述的流程內容。

　　一個工作流程、操作流程、涉及的部門、涉及的硬件和軟件接口表面看是比較簡單，實際有很多細節在里面，這很可能需要做一個多維的圖表來描述這些流程。同時，要考慮較多的分支和算法。

　　應考慮由顧客、開發組共同組成需求小組將所有可能的操作流程、軟硬件需求和相關的接口并以圖表的方式予以記錄可能是恰當的。

　　2、應在設計開發輸入中考慮法規和標準要求

　　不同產品涉及不同的應用（預期用途），要由法規和標準歸口部門收集整理相應的法規。目前國藥局出臺了一些通用法規如第50號通告“軟件注冊審查指導原則”、第13號通告“網絡安全注冊審查指導原則”等，還有一些涉及具體產品的法規如“PACS注冊審查指導原則”等。地方監管機構如北京局也出臺了一些軟件注冊法規，企業也應及時收集。此外還要考慮軟件的一些通用的標準如GB/T 25000.XX“系統與軟件質量要求和評價 系列標準”等。這些法規和標準，給出了軟件設計時應考慮的一些涉及安全、質量的一般要求，因此，法規標準收集應盡可能全面，否則在醫療器械軟件產品注冊時無法通過審評。

　　企業可將法規標準所附的全部引用參考文件列出清單，逐一收集，并組織專業部門及項目組評價適用性后，轉設計研發部門。

　　3、應規劃好軟件生存周期模型

　　生存周期模型分別適用于不同類型的軟件產品，選擇什么樣的生存周期模型，與軟件產品、公司經營模式、設計開發團隊技能有較大關系。

　　如果企業產品無特定的顧客，喜歡穩扎穩打的方式，可以考慮瀑布型的模型。

　　如果顧客對軟件開發進度比較關注，且能提供隨時的溝通，可以考慮采用敏捷方法，隨時交付一部分完成的項目。

　　目前大多數企業選擇的是V模型。V模型明確了需求與測試對應關系。便于查找問題，以及明確節點要求。

　　無論何種模型，國藥局第43號公告《醫療器械生產質量管理規范附錄獨立軟件》中均規定了企業應建立的文件化要求（20個）和記錄要求（15類），企業應嚴格按照該法規的要求，結合企業特點，將其融入到企業原有的質量管理體系中去，加以實施和保持，并不斷改進。

　　4、應關注軟件生存周期中的風險管理活動的開展

　　軟件作為一種特殊“產品”，其特點是“無形”。既然摸不著看不到，有些缺陷問題，除了通過測試發現以外，往往在使用中才能發現。

　　僅僅用YY/T 0316標準附錄的部分提示來對軟件進行風險分析是不夠的，因為軟件不僅僅是本身存在風險，還有配合的設備接口、軟件編程中溢出、算法錯誤、硬件意外等諸多情況?？煽紤]YY/T 1406.1等與軟件相關的風險管理標準中的內容作為危害清單輸入，并結合公司知識管理庫中的一些問題來進行分析，評價，采取適當的措施，并保持定期更新。

　　5、應在新舊開發技術/平臺上做好平衡

　　醫療器械產品是一種特殊商品，關系到人的生命安全，所以我們設計時考慮的軟硬件的選擇應該是穩妥的、通用的。那些過于追求新的平臺，甚至國外都在試驗中的平臺只適于科研，不一定適于做醫療產品。這里也包括目前大量企業在試水的云技術、云算法。使用這些新技術應該保持慎之又慎的心態。

　　同時，醫療軟件產品未來不僅僅是大的醫療單位在使用，根據社會發展，還有可能在偏遠地區使用，這時候更應該注意那些區域的信息技術的現狀。

　　6、完善軟件需求規格文檔，做好設計輸入的管理工作

　　根據目前本人所審核的軟件企業設計開發過程來看，大部分企業對文檔的編制和保存不重視，保留的文檔本身也不夠完善，這將導致企業未來再對產品做更新、重編等工作或者發生不良事件等情況時，無法提供很好的溯源，無法查找策劃是否有問題。重視設計文檔管理應該說是國際企業的一大特色。因此，企業應指定專門的人員編寫、收集、補充完善需求規格文檔，這類專門人員應具備質量管理、法規意識和設計開發的一些基礎能力。具體可依據“規范”、GB/T 9385等標準來實施。

　　三、軟件開發過程要求

　　1、做好軟件配制管理控制，保證軟件設計開發過程全程可追溯

　　企業應依據“規范”要求建立軟件配置管理文件，具備能力和條件的的可使用相關的軟件如CVS、VSS等。企業應對每一軟件版本建立統一的基線，包括規格說明、軟件代碼、打包的現成軟件等。

　　目前審核中發現企業在軟件設計過程中，對軟件版本管控比較隨意，開發過程版本和最終的發布的版本對應性不強。企業應關注國藥局軟件注冊法規中對版本的要求，結合企業自身情況，規范好軟件版本管理和更新要求。

　　2、依據預定的軟件編寫規則進行軟件的編制

　　企業的程序編制人員來自不同的院校，接受不同的培訓，使用不同編程工具。因此，企業應建立較為科學、完善的程序編制要求，統一管理軟件編程活動。如命名規范、語句規范、注釋規范、編碼規范等。

　　3、加強過程評審，及時發現問題

　　目前國內的企業對于設計開發過程評審失于策劃的情況比較多，即便有策劃，記錄缺失也比較嚴重。企業應關注軟件設計過程的評審活動，特別對于敏捷開發來講，有顧客和法規人員參與的評審小組對于軟件開發成功與否是至關重要的。同時，項目組長應關注策劃時規定的評審節點，及時敦促相關部門人員參與評審。

　　四、力求完美策劃軟件驗證活動，以期獲得高可靠、高效率的軟件產品

　　軟件測試是醫療器械軟件開發管理中相對重要的一環，在這個階段發現、修復、完善的軟件缺陷越多，軟件后期的問題就會越少。所以，全面地策劃軟件測試活動，對于軟件設計開發過程尤為重要。為此，應關注如下方面：

　　1、關注軟件驗證過程的全面性，系統地規定測試用例并進行適當評審

　　隨著醫療產業的不斷更新換代，越來越多的信息技術應用于醫療器械產品，給醫療器械的研發活動帶來巨大挑戰。同時，在軟件測試過程中，設計到的軟件接口眾多，有HIS、LIS，有UNIX大平臺、Windows系列平臺，甚至還有很多企業使用安卓技術，WIFI和藍牙技術，真可謂百花齊放。

　　筆者在審核中發現很多企業的醫療器械軟件產品在使用說明書中聲明應用在多平臺，甚至云平臺。但是，查閱企業的測試資料卻發現，企業僅僅在某一最新平臺進行測試，并聲稱向下兼容，而且有些企業還在使用非授權軟件（包括操作基礎平臺和數據庫平臺）。應該說這樣的測試驗證的結論是不準確、不完全的。

　　醫療器械軟件驗證活動應考慮聲明的所有操作基礎平臺，甚至同一基礎平臺的32位版及64位版本。還應考慮編程及打包工具、數據庫、（微系統）編譯器、網絡環境（WIFI、藍牙、Internet）、編程語言、硬件環境、軟硬件接口，當然可以考慮使用統計技術進行優化，但優化必須是經評審的、科學合理的，并能提供相應的說明文檔。

　　2、加強網絡安全的驗證，保證軟件安全

　　“斯諾登事件”和各大網購平臺的多起安全事件表明，現在的網絡安全收到了極大挑戰，而醫療器械產品第一要求的就是“安全”。而很多醫療器械軟件產品又必須和公網相連。所以軟件企業應策劃好軟件的網絡安全測試，包括規定好軟硬件防火墻要求，并在編程中考慮攻擊強度測試。企業應關注國藥局第13號通告“網絡安全審查指導原則”中對“網絡”的定義和對軟件產品涉及網絡安全的要求。

　　3、注重軟件的效率、可靠性、容量、強度等軟件特性的測試

　　作為軟件產品的通用屬性，盡管現在各機構配備的硬件設施已經較為強大完善，但是效率、可靠性、容量、強度等通用軟件的要求仍應作為醫療器械產品的重要特性并在驗證中加以測試。這直接關系到醫療器械“有效性”，如時間可能關系到患者的生命。

　　五、關注顧客反饋和法規更新，持續改進產品

　　軟件產品要做到無任何漏洞和缺陷幾乎是不可能的，我們從微軟及谷歌安卓產品的快速更新中就可以體會到這一點。因此積極收集顧客信息和更新的法規，不斷評估產品缺陷和風險，持續更新是軟件產品特別是獨立軟件產品一項非常重要的工作。此外，企業應關注軟件操作基礎平臺（操作系統、云平臺）的更新，評估相應的風險。

　　作為企業知識管理和上市后質量管理的一部分，醫療器械軟件生產研發企業應從顧客反饋中汲取經驗教訓，不斷完善企業質量管理體系。

　　總之，醫療器械軟件設計開發過程應牢牢把握相關法規要求，從設計開發策劃到上市后監督每一步均應切實法規要求，才能持續保證軟件產品質量。