הנחיות של ה-FDA בנושא דוגמנות וסימולציה חישובית בהגשות של מכשירים רפואיים

פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות


קבוצת העבודה של ה-FDA של מודלים וסימולציה (M&S) של מועצת המדע הבכיר ציינה כי השימוש במודלים וסימולציה חישוביים (CM&S) צפוי לעלות בשנים הבאות, בדו"ח המתאר את ההצלחות וההזדמנויות במודלים וסימולציה עבור ה-FDA. ה-FDA הכיר בחשיבות השימוש ב-CM&S בפיתוח מכשור רפואי.
מאמר זה מסכם את מסמך ההנחיות של ה-FDA "הערכת האמינות של דוגמנות וסימולציה חישובית בהגשות של מכשירים רפואיים (17ה' נובמבר 2023)".

מודל חישובי הוא השימוש במחשבים כדי לדמות ולחקור מערכות מורכבות תוך שימוש במתמטיקה, פיזיקה ומדעי המחשב. סימולציה מושגת על ידי התאמת המשתנים באופן עצמאי, או בשילוב זה עם זה, והתבוננות בתוצאות. ספר לבן של StarFish Medical, מידול וסימולציה חישובית (CM&S) במכשור רפואימספק סקירה רחבה של CM&S והשימושיות שלו בתעשיית המכשור הרפואי.

פרסומת

CM&S יכולה לשפר מאוד את מחזור החיים של פיתוח המוצר על ידי מתן מסלול זול ומהיר יותר להגיע לעיצוב המוצר הסופי. חברות מכשור רפואי יכולות גם לבצע ולאסוף ראיות לבטיחות וביצועי המכשיר ללא צורך בפיתוח מספר הוכחות של מושגים (POCs) לצורך הערכה.

ה-FDA פרסם כמה הנחיות ודוחות סביב CM&S, וזיהה שניתן להשתמש במחקרי מודלים חישוביים וסימולציה כדי להוסיף ערך לבדיקות ספסל ומחקרים לא קליניים in vivo וקליניים המשמשים להערכת הבטיחות והיעילות של מכשור רפואי.

מסמך הנחיות של ה-FDA "הערכת האמינות של מידול חישובי וסימולציה בהגשות של מכשירים רפואייםמספק מסגרת כללית בעלת מידע על סיכונים להערכת ה-CM&S במהלך הגשות רגולטוריות. ההנחיות מבוססות במידה רבה על התקן המוכר של ה-FDA ASME V&V 40 הערכת אמינות של מודלים חישוביים באמצעות אימות ואימות: יישום על מכשירים רפואיים, תקן המזהה מסגרת להערכת אימות, אימות וכימות אי-ודאות (VVUQ).

ההדרכה מספקת תהליך בן תשעה שלבים לפיתוח והערכת האמינות של CM&S להגשות רגולטוריות.

הגדירו כיצד ישמש המודל ובצעו הערכת סיכונים.

שלושת השלבים הראשונים של המסגרת כוללים הגדרת אופן השימוש במודל החישובי והסיכון שבשימוש במודל.

  1. תאר את השאלות המעניינות להתייחס בהגשה הרגולטורית שתודע על ידי המודל החישובי. זהה את השאלה, ההחלטה או החשש שמטופלים באמצעות המודל החישובי ומקורות מידע אחרים.
  2. הגדר את הקשר השימוש (COU) שהוא התפקיד וההיקף הספציפיים של המודל המתייחס לשאלות/שאלות העניין. זה כולל –
    1. תיאור של מה יהיה מודל.
    2. כיצד ישמשו פלטי המודל כדי לענות על השאלות המעניינות.
    3. כל מידע נוסף שעשוי להיכלל בשילוב עם המודל כדי לענות על השאלות המעניינות.
  3. קבע את סיכון המודל, להבין את האפשרות שהמודל החישובי ותוצאות הסימולציה עלולים להוביל להחלטה שגויה שתוביל לתוצאה שלילית. סיכון מודל הוא שילוב של השפעת מודל והשלכת החלטה. השפעת מודל היא רמת התרומה של המודל החישובי יחד עם ראיות תורמות אחרות בטיפול בשאלת העניין. תוצאה של החלטה היא משמעותה של תוצאה שלילית הנובעת מהחלטה שגויה הנוגעת לשאלת העניין. תכנית אפשרית להערכת סיכון המודל בהתחשב בהשפעה המשולבת של השפעת המודל והשלכת ההחלטה באמצעות רשת 3X3 מוצגת באיור 1.

איור 1: דוגמה להערכת סיכונים במודל בשילוב עם השפעת המודל והשלכת החלטה ברשת 3×3. מָקוֹר: StarFish Medical

תכנון פרוספקטיבי

שלושת השלבים הבאים במסמך ההנחיה סובבים סביב תכנון ביצוע המודל וזיהוי ראיות שעשויות להידרש להגשות רגולטוריות. שלבים אלה הם קריטיים כדי לזהות אם נדרשת קלט נוסף, וחברות ייהנו ממשוב של ה-FDA באמצעות תוכנית Q-Submission. הנחיות ה-FDA "בקשות למשוב והגשות של מכשירים רפואיים: תוכנית Q-Submission (יוני 2023)מספק מידע נוסף על תוכנית Q-Submission.

  1. זהה וסווג את ראיות האמינות המתוכננות שתבסס את מהימנות יכולות הניבוי של המודל. זו התוצאה הצפויה מהמודל. ראיות אמינות מבוססות על ידי אימות, אימות וכימות אי ודאות (VVUQ).

ההנחיה מספקת שמונה קטגוריות של ראיות אמינות שיכולות לאפיין את הראיות כדי לתמוך במודל חישובי. שמונה הקטגוריות וההגדרות שלהן מסופקות באיור 2.

קטגוריה הַגדָרָה
1 תוצאות אימות קוד תוצאות המראות שמודל חישובי המיושם בתוכנה הוא יישום מדויק של המודל המתמטי הבסיסי
2 עדות כיול מודל השוואה של תוצאות מודל עם אותם נתונים המשמשים לכיול פרמטרים של מודל.
3 תוצאות אימות מבחן הספסל תוצאות אימות באמצעות השוואת בדיקות ספסל. עשוי להיות נתמך על ידי אימות חישוב ו/או תוצאות UQ תוך שימוש בתנאי האימות.
4 In vivo תוצאות אימות זהה לקטגוריה הקודמת למעט שימוש in vivo נתונים בתור המשווה.
5 תוצאות אימות מבוסס אוכלוסייה השוואה של נתונים ברמת האוכלוסייה בין תחזיות מודל לבין מערך נתונים קליניים. לא נערכות השוואות ברמת הפרט.
6 התנהגות מודל מתעוררת עדויות המראות שהמודל משחזר תופעות שידוע שהן מתרחשות במערכת בתנאים שצוינו אך לא צוינו מראש או עוצבו במפורש על ידי המשוואות השולטות.
7 מודל ראיות סבירות רציונל התומך בבחירת המשוואות השולטות, הנחות המודל ו/או פרמטרי הקלט בלבד.
8 אימות חישוב/תוצאות UQ באמצעות סימולציות של COU אימות חישוב ו/או תוצאות UQ המתקבלות באמצעות סימולציות COU, כלומר הסימולציות שבוצעו כדי לענות על שאלת העניין.

איור 2: קטגוריות של ראיות אמינות

מקור: הנחיות ה-FDA, הערכת האמינות של מידול וסימולציה חישובית בהגשות של מכשירים רפואייםשולחן 2

  1. הגדירו גורמי אמינות לראיות האמינות המוצעות על ידי קביעת יעדי אמינות עתידיים והקמת תוכנית להשגת יעדים אלו.
  2. בצע הערכת הלימה פרוספקטיבית כדי להבטיח שניתן להשתמש במודל להקמת ה-COU תחת הסיכון שזוהה.

ביצוע, נימוק ודיווח

שלושת השלבים האחרונים בהנחיה דנים בביצוע המחקר המוצע, הערכת נתונים כדי להצדיק ראיות מספקות ופיתוח דוח שיהווה חלק מההגשה הרגולטורית ל-FDA.

  1. צור את ראיות האמינות על ידי ביצוע המחקר(ים) המוצעים יחד עם ניתוח נתונים כלשהם מהראיות התורמות.
  2. קבע אם יעדי האמינות הושגו על ידי הערכת התוצאה הנצפית של המחקר(ים) מול יעדי האמינות שהוגדרו בשלב 5. הערכת הלימות שלאחר מחקר תדון בנאותות ראיות המהימנות.
  3. הכן דוח הערכת אמינות CM&S זה יהיה חלק מההגשה הרגולטורית עבור ה-FDA.

סיכום

לשימוש ב-CM&S בפיתוח מכשור רפואי יש יתרונות מרובים. זה מאפשר ליצרנים לבדוק מוצר לפני פיתוח פיזי שלו על ידי שימוש ברכיבים וירטואליים והפעלת ניסויים כדי לאשר את הביצועים. זה מביא למחזור פיתוח זול יותר.

CM&S גם מאפשרת ליצרנים למצוא בעיות בלתי צפויות לפני הבנייה, אשר לאחר מכן מופחתות באמצעות שינויי עיצוב. משך מחזור פיתוח המוצר עשוי להיות קצר יותר אם אין צורך לבנות ולבדוק התקני הוכחה פיזיים. בנוסף, ניתן ליצור עדויות לביצועי המכשיר מבלי לבצע V&Vs בקנה מידה גדול על ידי הערכת מערכי נתונים/גורמי אוכלוסייה גדולים.

חברות מכשור רפואי נדרשות להעריך כראוי את הסיכון בשימוש ב-CM&S בפיתוח מכשור רפואי כדי להבטיח שבטיחות המכשיר וביצועיו הכוללים לא ייפגעו.

הנחיות ה-FDA המסוכמות במאמר זה מספקות מסגרת בת תשעה שלבים לפיתוח והערכת האמינות של CM&S להגשות רגולטוריות. המסגרת מתארת ​​הגדרת אופן השימוש במודל, ביצוע הערכת סיכונים, תכנון המחקר, ביצוע, הצדקה והפקת הדוח להגשת ה-FDA. יישומי CM&S ימשיכו לגדול ולהיות חלק חשוב בפיתוח מכשור רפואי וישחק תפקיד גדול יותר בתיעוד הוכחות לבטיחות וביצועים בהגשות רגולטוריות.

תמונת כותרת: ה-FDA

דרוביתה קרישנה הוא א מומחה QA/RA ב-StarFish Medical עם תואר שני בהנדסה ביו-רפואית. היא עבדה בייצור, הטמעת מוצרים חדשים, פריסת תוכנה, ניהול פרויקטים ותחומי רגולציה בחברות מכשור רפואי. Dhruvitha מוקדש לאיכות, רגולציה ושיפור תהליכים מתמשך עבור היצרן.





קישור לכתבת המקור – 2024-06-01 13:00:04

Facebook
Twitter
LinkedIn
Telegram
WhatsApp
Email
פרסומת
תכנון תשתיות רפואיות

עוד מתחומי האתר