國內外醫療照護產品 ( 軟體 ) 之 認證測試及標準規範之研究

1. 國內外醫療照護產品(軟體)之認證測試及標準規範之研究國內外醫療照護產品(軟體)之認證測試及標準規範之研究 成大醫工所 南台科技大學電機系 資策會 財團法人成大研究發展基金會 經濟部委託財團法人資訊工業策進會創新資訊應用研究四年計畫

2. 內容 • 前言 • 醫療軟體失效案例介紹 • FDA醫療軟體指引介紹 • SV&V觀念與技術 • 醫療器材軟體驗證與確效之SOP雛型概述 • 結論

3. 前言 • 醫療器材發展迅速，管理法規已逐步研擬針對醫療軟體之規範 • 國內對醫療器材之認證作業510(K)已成熟，然而，對醫療軟體之認證推展才剛起步 • 開發內含軟體醫療器材的廠商須重視軟體認證的重要性 • 借鏡國外，由FDA指引進行了解

4. 醫療器材之生命週期 *無特別指出醫療軟體之生命週期 摘自：台灣區醫療器材產業資訊網 [http://www.tmia-med.org.tw]

5. 醫療軟體失效案例 • FDA針對1992~1998年間認證的3140件醫療器材軟體系統進行回顧分析，發現在這3140例中，有242例(7.7%)軟體系統失效，而其中192例(79%) 是因為對軟體最初版本進行修改後，導致軟體系統出現缺陷並造成軟體系統失效。 • FDA也發現，若能確實執行軟體驗證與相關軟體工程的工作，將可有效避免軟體的使用失效。 摘自：General Principles of Software Validation (2002), FDA

6. 醫療軟體失效依器材類別之直方圖 (1983-1996) 摘自：John F Murray Jr., CDRH

7. 著名案例Therac-25 (1) • 該設備是由軟體控制作為惡性腫瘤治療之線性加速器(X-ray/Electron, 25Mev) • 正常劑量為 100-200 rads • 從1985~1987年間因使用異常使得六人接受了高達13,000-25,000 rads劑量，最後造成三人死亡

8. 著名案例Therac-25 (2) • 究其原因，有； • 不良的安全設計 • 不足的測試與除錯 • 軟體故障 • 缺乏安全的管控 • 過於自信 • 不周全的事故報告與追蹤研究

9. 醫療軟體指引介紹

10. 21 CFR QSR 820 June, 1 1997 FDA之重要指引 • Guidance for the Content of Premarket Submissions for Software Contained in Medical Devices, Jan., 1997; May 1998; May 2005. • Guidance for Off-The-Shelf (OTS) Software Use in Medical Devices, June, 1997; Sep., 1999. • Guidance for Industry---Cybersecurity (電腦網路安全) for Networked Medical Devices Containing Off-the Shelf (OTS) Software, Jan., 2005 • General Principles of Software Validation; Final Guidance for Industry and FDA Staff, June, 1997; Jan. 2002. ISO 14971 IEC 60601-1-4 IEEE 1012 IEEE 1059 ISO 13485, 90001… 發展 (Risk) (Validation) (Quality)

11. Guidance for the Content of Premarket Submissions for Software Contained in Medical Devices, Jan., 1997; May 1998; May 2005

12. 是否含醫療軟體? 摘自：Guidance for the Content of Premarket Submissions for Software Contained in Medical Devices, FDA

13. 指引適用於醫療器材之類別 • Premarket Notification 510(k) including Traditional, Special, and Abbreviated submissions • Premarket Approval Application (PMA) • Investigational Device Exemption (IDE) • Humanitarian Device Exemption (HDE), including amendments and supplements 摘自：Guidance for the Content of Premarket Submissions for Software Contained in Medical Devices, FDA

14. 判定受關切程度? Level of Concern

15. 判定關切程度之流程 major moderate minor 摘自：Guidance for the Content of Premarket Submissions for Software Contained in Medical Devices, FDA

16. 致命度評估 major moderate minor 摘自：ISO 14971

17. 醫療軟體送審文件應包含之項目 • 3.1 受關切程度 (Level of Concern) • 3.2 軟體描述 (Software Description) • 3.3 器材危害分析 (Device Hazard Analysis) • 3.4 軟體需求規格(Software Requirements Specification) • 3.5 軟體設計架構圖 (Architecture Design Chart) • 3.6 軟體設計規格 (Software Design Specification) • 3.7 可追溯性分析 (Traceability Analysis) • 3.8 軟體開發環境 (Software Development Environment) • 3.9 確效、驗證與測試 (Validation, Verification and Testing) • 3.10 修訂記錄 (Revision Level History) • 3.11 未決之軟體缺陷 (Unresolved Bugs) • 3.12 發行版本之序號 (Release Version Number) 摘自：Guidance for the Content of Premarket Submissions for Software Contained in Medical Devices, FDA

18. 醫療軟體送審文件內容之關連性 摘自：Guidance for the Content of Premarket Submissions for Software Contained in Medical Devices, FDA

19. 送審文件內容（1） 摘自：Guidance for the Content of Premarket Submissions for Software Contained in Medical Devices, FDA

20. 送審文件內容（2） 摘自：Guidance for the Content of Premarket Submissions for Software Contained in Medical Devices, FDA

21. 送審文件內容（3） 在單元、整合與系統層面的認證以及確效活動的說明。系統層面測試協定包括了通過/失敗標準以及測試結果 在單元、整合與系統層面的認證以及確效活動的說明。系統層面測試協定包括了通過/失敗標準、測試報告、總結以及測試結果 摘自：Guidance for the Content of Premarket Submissions for Software Contained in Medical Devices, FDA

22. 送審文件內容（4） 7項 11項 11項 摘自：Guidance for the Content of Premarket Submissions for Software Contained in Medical Devices, FDA

23. Guidance for Off-The-Shelf (OTS) Software Use in Medical Devices, June, 1997; Sep., 1999

24. 套裝軟體上市送審文件決策流程圖 摘自：Guidance for Off-The-Shelf (OTS) Software Use in Medical Devices, Sep 1999

25. 套裝軟體送審之基本文件 • 對於每ㄧ項使用到的套裝軟體元件，應具體說明那是什麼? • 套裝軟體所需的電腦系統規格為何? 要在怎樣的設定下才能使得這套裝軟體能夠有效的運作? • 如何確保使用者有採取正確的行動? • 套裝軟體做了哪些事? 有哪些功能是由這器材中的套裝軟體所提供的? • 根據關切程度的等級，如何得知它會有效? • 如何對套裝軟體進行持續的追蹤管控? 摘自：Guidance for Off-The-Shelf (OTS) Software Use in Medical Devices, Sep 1999

26. 套裝軟體送審之特殊文件 • 應該要包括對於該套裝軟體開發者的設計，與所使用來建構該套裝軟體的開發方法的評估報告。這項評估，應當對該項開發與為該套裝軟體所產生的資格文件進行徹底地的評估 • 證明對該套裝軟體所實施的驗證與確效活動的程序與結果，及對該醫療器材的安全性與有效性要求，是合適且充分的 • 證明萬一該套裝軟體原本的開發者中止支援時，現存的適當機制，仍可確保對該套裝軟體能持續維護與獲得支援 摘自：Guidance for Off-The-Shelf (OTS) Software Use in Medical Devices, Sep 1999

27. 例： 角膜表面分析儀 • 預期用途: 提供曲度異常狀況(最簡單的狀況就是散光)的角膜影像 • 屬於輕度關切，因為： • 角膜表面分析儀所呈現出來的是，對於病患並沒有直接危害的威脅。 因醫療器材故障導致錯誤診斷，所帶來的間接性傷害風險是很小的，因為最糟的狀況就只是產生出ㄧ個被認為是正確無誤的不正確影像。因此這個醫療器材中的套裝軟體所呈現出的關切等級是屬於輕度的，祇需要基本文件即可 摘自：Guidance for Off-The-Shelf (OTS) Software Use in Medical Devices, Sep 1999

28. 例：可植入式醫療器材設定器 • 預期用途:可植入式醫療器材設定器對於可植入式心臟去顫器或心臟調節器，提供了介面與雙向溝通管道 • 屬於高度關切，因為： • 這個植入式器材上的軟體，符合了高度關切程度等級的定義(生命支援/生命維持)，並且需要符合特殊文件的要求。該器材的排程器是否可以被視為較低等級的關切程度，主要取決於該植入器材或設定器之保護設計，即採取用來緩和風險之規劃如何做 摘自：Guidance for Off-The-Shelf (OTS) Software Use in Medical Devices, Sep 1999

29. SV&V觀念與技術

30. 醫療器材軟體驗證與確效之概念

31. 醫療器材軟體確效流程示意圖 衛生署成立委員會審核

32. 7 1 2 3 4 5 6 整合測試 系統測試 軟體編碼 細步設計規格 初步設計規格 需求規格分析 單元測試 醫療器材軟體開發活動-V型 驗證 風險管理之查證 進行風險分析 驗證 驗證 摘自：General Principles of Software Validation, FDA

33. 醫療器材軟體驗證與確效計畫概觀 Concept 需求規格分析 Requirements 初步/細部規格設計 Design Implementation 軟體編碼 Test 單元/整合/系統測試 Management of V&V 建構管理 摘自：IEEE std 1059-1993

34. Required V&V Inputs • Development schedules • Concept documentation Minimum V&V Tasks • Concept documentation evaluation Concept Required V&V Outputs • Concept phase task reporting • Anomaly report(s) • V&V phase summary report

35. Required V&V Inputs • Concept documentation • SRS • Interface requirements documentation • User documentation Minimum V&V Tasks • Requirements traceability analysis • Requirements evaluation • Requirements interface analysis • Test plan generation Requirements Required V&V Outputs • Requirements phase task reporting • Test plan system - Acceptance • V&V phase summary report

36. Required V&V Inputs • Standards • SRS • SDD • Interface requirements documentation • Interface design documentation • User documentation Minimum V&V Tasks • Design traceability analysis • Design evaluation • Interface analysis • Test plan generation • Test Design generation Design Required V&V Outputs • Design phase task reporting • Test plan • Test design • Anomaly report(s) • V&V phase summary report

37. Required V&V Inputs • Standards • SDD • Source code listing(s) • Executable code • Interface design documentation • User documentation Minimum V&V Tasks • Code traceability analysis • Code evaluation • Interface analysis • Documentation evaluation • Test case generation • Test procedure generation • Component test execution Implementation Required V&V Outputs • Implementation phase task reporting • Test cases • Test procedures • Anomaly report(s) • V&V phase summary report

38. Required V&V Inputs • Source code listing(s) • Executable code • User documentation Minimum V&V Tasks • Test procedure generation • Integration test execution • System test execution • Acceptance test execution Test Required V&V Outputs • Test phase task reporting • Test procedures • Anomaly report(s) • V&V phase summary report

39. Required V&V Inputs • Concept • Requirements • Design • Implementation • Test Minimum V&V Tasks • SV&V generation • Baseline change assessment • Management review • Review support Management of V&V Required V&V Outputs • SVVP and updates • Task reporting • Phase V&V summary reports • Anomaly report(s)

40. 醫療器材軟體驗證與確效之SOP雛型概述

41. 醫療器材軟體驗證與確效計畫概觀 Concept 需求規格分析 Requirements 初步/細部規格設計 Design Implementation 軟體編碼 Test 單元/整合/系統測試 Management of V&V 建構管理

42. 醫療器材軟體建構管理程序

43. 醫療器材軟體建構管理程序-計畫書 • 1. 0 目的 • 本程序書說明執行醫療器材內含軟體之建構管理時所應遵循之作業程序。 • 2. 0 範圍 • 3. 0 依據 • 4. 0 名詞解釋 • 5. 0 組織 • 6. 0 建構管理作業程序 • 7. 0 輸出文件 • 7.1 建構管理計畫 • 7.2 建構管理工作說明書 • 7.3 建構管理執行表單(附件) • 7.4 建構管理執行報告

44. 醫療器材軟體建構管理狀況報告書 • 附件一、醫療器材軟體建構管理計畫審查表 • 附件二、醫療器材軟體軟體建構項目備份申請保管單 • 附件三、醫療器材軟體建構項目管制清單 • 附件四、醫療器材軟體建構項目與建構單元對照表 • 附件五、醫療器材軟體變更申請單 • 附件六、醫療器材軟體變更管制彙總表 • 附件七、醫療器材軟體簽出簽入處理單 • 附件八、醫療器材軟體簽出簽入登錄表 • 附件九、醫療器材軟體產品與建構項目對照表 • 附件十、醫療器材軟體產品發行與版本異動資料表 • 附件十一、醫療器材軟體產品分發一覽表 • 附件十二、醫療器材軟體借閱申請單 • 附件十三、醫療器材軟體建構項目借出登錄表

45. 醫療器材軟體需求規格程序

46. 醫療器材軟體需求規格程序-計畫書 • 1. 目的 • 建立執行軟體驗證及確效作業中需求規格確效工作之依據。 • 確保需求規格的內容能完全符合使用者預期的功能。 • 確保需求規格的所有指定需求都完全被達成。 • 提供工作人員在執行需求規格確效工作時之參考指引。 • 2. 範圍及說明 • 3. 依據 • 4. 名詞解釋 • 5. 需求規格確效程序 • 5.1 確效工作規劃 • 5.2 撰寫需求規格確效工作說明書 • 5.3 確效工作之執行 • 5.4 編寫確效報告書

47. 醫療器材軟體需求規格狀況報告書 • 附件一、確效會議通知 • 附件二、軟體需求規格查核表 • 附件三、個人準備紀錄 • 附件四、確效會議報告 • 附件五、確效異常清單 • 附件六、查核報告

48. 醫療器材軟體設計規格程序

49. 醫療器材軟體設計規格程序-計畫書 • 目的 • 建立執行軟體驗證及確效作業中設計規格確效工作之依據。 • 確保設計規格的內容能完全符合使用者預期的功能。 • 確保設計規格的所有指定設計都完全被達成。 • 提供工作人員在執行設計規格確效工作時之參考指引。 • 2. 範圍及說明 • 3. 依據 • 4. 名詞解釋 • 5. 設計規格確效程序 • 5.1 確效工作規劃 • 5.2 撰寫設計規格確效工作說明書 • 5.3 確效工作之執行 • 5.4 編寫確效報告書

50. 醫療器材軟體設計規格報告書 • 附件一、確效會議通知 • 附件二、軟體設計確效查核表 • 附件三、個人準備紀錄 • 附件四、確效會議報告 • 附件五、確效異常清單 • 附件六、查核報告