درک سیستم های Pancreas مصنوعی و نشانه گذاری آن ها

سیستم های پانکراس مصنوعی، که به عنوان سیستم های تحویل انسولین خودکار (AID) نیز شناخته می شوند، نشان دهنده جهشی تحول آمیز در مدیریت نوع 1 و به طور فزاینده، دیابت نوع 2 است که ترکیبی از یک مانیتور مستمر گلوکز (CGM)، یک پمپ ناوبری انسولین و یک الگوریتم کنترل پیچیده برای خودکار تحویل انسولین، تقلید عملکرد یک پانکراس بیولوژیکی با تنظیم دوز انسولین در پاسخ به مطالعه گلوکز واقعی، کاهش زمان دقیق و نیاز به بیماران است.

اجزای اصلی یک سیستم پانکراس مصنوعی چالش های قانونی منحصر به فرد ایجاد می کنند. CGM باید به اندازه کافی دقیق باشد تا یک سیستم خودکار را هدایت کند؛ پمپ باید تحت کنترل پویا قابل اعتماد باشد؛ و الگوریتم ویمدash؛ اغلب شامل یادگیری ماشین یا کنترل پیش بینی مدل، سیستم ارتباطی جدید، و جلوگیری از اتصال سیستم های ارتباطی مرتبط با آن، به طور معمول به عنوان یک دستگاه پزشکی تنظیم شده است و به طور مستقیم به سرعت سیستم های تنظیم شده است و سیستم های جدید متصل می شود.

چالش های نظارتی اولیه در مسیر های تایید

تظاهرات ایمنی و امنیتی

اساسی ترین چالش این است که ثابت می کند که یک سیستم پانکراس مصنوعی برای جمعیت مورد نظر خود ایمن و موثر است، بر خلاف یک دارو ساده یا یک دستگاه غیرفعال، یک پانکراس مصنوعی به طور فعال تحویل انسولین را کنترل می کند، به این معنی که شکست ها می توانند منجر به هیپوگلیسمی شدید یا تنظیم کننده های بالینی بیش از حد شوند، بنابراین باید برای جذب طیف گسترده ای از نتایج، از جمله رویدادهای هیپوگلیسمی، عادات زمان گیر، حساسیت به نفس، و شبیه سازی چند مورد نیاز به واکنش های مختلف در مورد نیاز به مواد غذایی و تنوع و مواد غذایی و متنوع از طریق مواد غذایی و متنوع شوند.

علاوه بر این، الگوریتم کنترل یک جزء حیاتی است که در طول زمان تکامل می یابد.به روز رسانی نرم افزار ممکن است رفتار انسولین را تغییر دهد، داده های اعتبار جدید را به تعویق اندازد. FDA و دیگر بدن ها این را از طریق سیاست هایی در مورد برنامه های کنترل تغییرات پیش تعیین شده حل کرده اند، به تولیدکنندگان اجازه می دهد تا پیش از اینکه چگونه تغییرات الگوریتم آینده مورد آزمایش قرار می گیرد، مشخص کنند، این نیاز به معیارهای عملکرد قوی و یک فرآیند ارسال شفاف دارد.

پیچیدگی تکنولوژی و Interoperability

یک پانکراس مصنوعی یک سیستم یکپارچه است که اغلب شامل اجزای تولید کنندگان مختلف است.به عنوان مثال، بیمار ممکن است از یک Dexcom G6 CGM با Tandem t استفاده کند: پمپ X2 و تنظیم کننده های کنترلی باید نه تنها هر جزء را به صورت جداگانه ارزیابی کنند، بلکه سیستم به عنوان یک کل خطرات متقابل معرفی می کند، مانند تأخیرهای ارتباطی، و یا پردازش اطلاعات دقیق در مورد استفاده از طریق دستگاه های تنظیم کننده، ممکن است نیاز به آنها در تنظیمات جداگانه ای از طریق پردازش اطلاعات مربوط به آنها را در تنظیمات تنظیم کننده های جداگانه و یا سیستم های تنظیم کننده های تنظیم کننده پزشکی خود داشته باشد.

جنبه دیگری از پیچیدگی استفاده از یادگیری ماشین (ML) و الگوریتم های تطبیقی است. بسیاری از سیستم های پانکراس مصنوعی نسل بعدی از داده های بیمار در طول زمان یاد می گیرند، پارامترهای تنظیم مانند نرخ های پایه و نسبت کربوهیدرات ها، تنظیم کنندگان در مورد الگوریتم های جعبه سیاه محتاط بوده اند، و نیاز به این است که منطق شفاف و ایمنی سخت کد شده است. FDA هدایت در مورد نوآوری / تنظیم کننده های قابل پیش بینی در رفتار پس از آن را حل کرده است.

توسعه تکنولوژی و چارچوب های نظارتی

چارچوب های تنظیمی در ابتدا برای دستگاه های استاتیک، مکانیکی. سیستم های پانکراس مصنوعی طراحی شده اند، در مقابل، آنی و نرم افزار محور هستند، سرعت سریع نوآوری به این معنی است که با زمان تصویب سیستم، تکنولوژی ممکن است از قبل منسوخ شده باشد. تنظیم کنندگان با مسیرهای انعطاف پذیر پاسخ داده اند، مانند برنامه دستگاه های پیشرفت FDA و دستگاه تنظیم پزشکی اتحادیه اروپا (MDR) که شامل هر دستگاه پزشکی است (برای مثال هنوز هم می تواند به عنوان یک دستگاه های پزشکی تصفیه شده باشد).

این چالش با نیاز به نظارت بر بازار پس از بازار ترکیب شده است. شواهد دنیای واقعی (RWE) به طور فزاینده ای برای تکمیل داده های پیش از بازار استفاده می شود، اما جمع آوری و تجزیه و تحلیل RWE در مقیاس نیاز به زیرساخت های داده قوی و تنظیم مقررات استاندارد در ایالات متحده، اروپا و ژاپن از طریق انجمن تنظیم مقررات بین المللی دستگاه های پزشکی (IRFMD) برای هماهنگ کردن انتظارات بازار توسعه دهندگان، و نیاز به زمان متفاوت است.

مسیر به بازار: مسیر تنظیم مقررات کلیدی

ایالات متحده: مسیر FDA

در ایالات متحده، سیستم های پانکراس مصنوعی به طور معمول به عنوان دستگاه های پزشکی کلاس III طبقه بندی می شوند، که نیاز به درخواست تایید پیش از بازار (PMA) یا یک اطلاع رسانی پیش از بازار 510 (k) دارند، فرآیند PMA دقیق تر است، خواستار داده های بالینی که ایمنی و اثربخشی آن را نشان می دهد، مسیر 510 (k) ممکن است برای دستگاه هایی که به طور قابل ملاحظه ای معادل یک دستگاه های پیش فرض شده اند، اما هیچ یک سیستم های طبقه بندی شده اند، نمی تواند راه اندازی شده باشد.

برنامه دستگاه های پیشرفت یک مرجع قابل توجه است.این ارائه می دهد بررسی اولویت، بازخورد تعاملی، و واجد شرایط برای موافقت نامه های توسعه سریع است. چندین سیستم پانکراس مصنوعی، از جمله Medtronic MiniMed 670G و Tandem Control-IQ، از این برنامه به طور متوسط زمان بررسی را کاهش داده است، اما سازش در مورد ایمنی توسعه دهندگان هنوز باید توصیه های اثبات نشده برای ارائه خدمات ارائه شده در مورد چگونگی ارائه دقیق و سیستم های ارائه دقیق آن را به طور خاص توصیه های راهنمایی های ارائه دهد.

اروپا: CE مارک تحت MDR

بازار اروپا تحت مقررات دستگاه پزشکی (MDR) که جایگزین دستورالعمل دستگاه پزشکی قبلی (MDD) در سال 2021. تحت MDR، سیستم های پانکراس مصنوعی به عنوان دستگاه های کلاس III (بالاترین ریسک) طبقه بندی شده و باید ارزیابی انطباق با یک سیستم اطلاع رسانی، فرآیند شامل بررسی مستندات فنی، گزارش ارزیابی بالینی (CER)، و سیستم مدیریت کیفیت برای به دست آوردن زمان های حساب آوری اطلاعات، و تأیید بیشتر، اجازه می دهد تا شواهد داده های پیشرفته تر، و تایید شده است.

به عنوان مثال، یک تولید کننده ممکن است علامت CE را برای یک نشانه محدود دریافت کند (به عنوان مثال، استفاده در بزرگسالان با تجربه پمپ انسولین خاص) با یک نیاز به جمع آوری داده های دنیای واقعی برای گسترش به کودکان یا کاربران فشرده تر، آژانس پزشکی اروپا (EMA) همچنین مشاوره علمی برای محصولات ترکیبی که الگوریتم ترکیبی از مواد مخدر است، در حالی که رویکرد اروپا تاکید می کند انعطاف پذیری اولیه، و مستندات انتقال به شرکت های بالینی جامع توصیه می کند.

سایر بازارها: کانادا، ژاپن، استرالیا

Health Canada از یک سیستم طبقه بندی مبتنی بر ریسک مشابه اتحادیه اروپا استفاده می کند، با دستگاه های کلاس III که نیاز به یک برنامه مجوز دستگاه پزشکی دارند، آژانس دارای یک برنامه دسترسی ویژه برای دستگاه های پیشرفته است، اما زمان بررسی می تواند بیش از دو سال باشد، داروهای دارویی و تجهیزات پزشکی ژاپن (PMDA) نیاز به ترکیبی از آزمایشات بالینی داخلی و داده های خارجی دارند، با اولویت برای بیماران ژاپنی برای ثبت نام و پشتیبانی از روش های درمانی مختلف (T) و پشتیبانی از طریق سیستم های درمانی محلی، بنابراین، پشتیبانی از طریق برخی از طریق مدیریت خوب (IPT) پشتیبانی از طریق تجزیه و درمان های درمانی (IPRF) برای اولین بار دیگر، پیگیری می کنند.

ملاحظات انتقادی برای تایید موفقیت آمیز

طراحی آزمایشی بالینی و انتخاب پایان

از آنجا که سیستم های پانکراس مصنوعی هدف بهبود کنترل گلوکز در حالی که کاهش هیپوگلیسمی، کارآزمایی های بالینی باید چندین نقطه انتهایی را ثبت کنند، نقطه پایانی اولیه اغلب تفاوت در زمان-در برد (TIR، 70 &ndash؛ 180 میلی گرم / dL) بین اندازه های بسته و کنترل فاز پایان نامه شامل تغییرات Hb1c، بروز هیپوگلیسمی شدید، که توصیه می شود نمونه دقیق و حداقل تنظیم داده های کنترل شده است، شامل یک نمونه های مستقیم است.

جنبه مهم دیگر این است که شامل جمعیت های مختلف. مطالعات پانکراس مصنوعی به طور تاریخی ثبت نام کرده اند در درجه اول بزرگسالان قفقاز با تنظیم کننده های دیابت به خوبی کنترل شده است، در حال حاضر انتظار داده ها در مورد کودکان، زنان باردار، بزرگسالان مسن تر و بیماران با پیچیدگی های مختلف بازار، گاهی اوقات برای استفاده واقعی، مانند وعده های غذایی، ورزش و سفر.

امنیت سایبری و حریم خصوصی داده ها

سیستم های پانکراس مصنوعی تولید و انتقال داده های بهداشتی حساس را ایجاد می کنند.یک حمله سایبری می تواند تحویل انسولین را مختل کند که منجر به عواقب تهدید کننده زندگی می شود.سازمان های نظارتی در سراسر جهان در حال حاضر به تولید کنندگان برای اجرای اقدامات جامع امنیت سایبری نیاز دارند. FDA دستورالعمل هایی را در مورد ارسال پیش بازار برای امنیت سایبری فراهم می کند، از جمله مدل سازی تهدید، ارزیابی آسیب پذیری و کنترل های امنیتی (برای مثال سیستم های رمزگذاری شده باید یک سیستم های رمزگذاری شده را شناسایی و سیستم های رمزگذاری شده را شناسایی کنند.

حریم خصوصی داده ها یکی دیگر از نگرانی ها است، زیرا داده های گلوکز مستمر می تواند جزئیات صمیمی در مورد سلامت و شیوه زندگی فرد را نشان دهد. تنظیم عمومی حفاظت از داده های اتحادیه اروپا (GDPR) و قانون بیمه سلامت بهداشت و پاسخگویی سلامت بهداشت ایالات متحده (HIPAA) الزامات دقیق در مدیریت داده ها را اعمال می کند.

آموزش کاربر و عوامل انسانی

حتی پیچیده ترین سیستم پانکراس مصنوعی نیز تنها به همان اندازه امن است که کاربران آن درک می کنند که چگونه آن را اجرا کنند. تنظیم کنندگان نیاز به اطمینان کامل از عوامل انسانی دارند، و نشان می دهند که کاربران مورد نظر (از جمله بیماران و مراقبان) می توانند با خیال راحت تنظیم، عمل کنند و خطاهای اولیه را بررسی کنند، مانند قرار دادن سنسور نادرست، خرابی به کالیبره، یا هشدارهای سوء تفاهم ممکن است منجر به شناسایی رویدادهای جدی برای کاربران و یا کاهش خطا در محیط های اولیه شوند.

برچسب گذاری و دستورالعمل های استفاده نیز مورد بررسی قرار می گیرد.آنها باید به زبان ساده و در دسترس در زبان های مربوطه، FDA توصیه می کند که برچسب گذاری در مورد خطرات، دستورالعمل های بازیابی خطا و اطلاعات در مورد زمانی که به دنبال برنامه های آموزش پزشکی، مانند ماژول های مجازی یا جلسات شخصی، می تواند بخشی از ارسال قبل از بازار برای دستگاه های پشتیبانی مستقیم باشد، نه تنها به عوامل تنظیم کننده و تنظیم کننده دستگاه های پردازش اطلاعات نیاز است که به بهبود عوامل پردازش اطلاعات کاربر اجازه می دهند تا به بهبود روند.

نقش نظارت بر بازار پست و شواهد جهانی واقعی

هنگامی که یک سیستم پانکراس مصنوعی مجوز بازاریابی را دریافت می کند، نظارت نظارتی قانونی پایان نمی یابد. نظارت بر بازار پست (PMS) برای تشخیص حوادث نادر یا طولانی مدت نامطلوب، خرابی دستگاه و مسائل کاربر که ممکن است در آزمایشات پیش از بازار ثبت نشده باشد، سیستم گزارش دستگاه پزشکی FDA (MDR) نیاز به گزارش آسیب های جدی یا مرگ و میر به طور مشابه، تحت تاثیر قرار گرفته است.

به عنوان مثال، ثبت کننده تبادل دیابت نوع 1 ایالات متحده به طور منظم استفاده از سیستم پانکراس مصنوعی را تجزیه و تحلیل می کند و تولید کنندگان می توانند از چنین داده هایی برای به روز رسانی الگوریتم ها یا ارائه برنامه های تکمیلی تکمیلی استفاده کنند. RWE همچنین می تواند از مطالعات پس از ارزیابی زمان لازم توسط تنظیم کنندگان پشتیبانی کند.

همکاری و هدایت آینده

چشم انداز نظارتی برای سیستم های پانکراس مصنوعی هنوز هم در حال همکاری بین صنعت، تنظیم کننده ها، پزشکان و گروه های حمایت از بیمار برای رسیدگی به چالش های در حال ظهور ضروری است، به عنوان مثال، گروه کار مصنوعی FDA، ذینفعان را برای بحث در مورد بهترین شیوه های برای کارآزمایی های بالینی، اعتبار الگوریتم و امنیت سایبری به طور مشابه، JDRF (قبلا بنیاد تحقیقات دیابت) یک تحقیق کلیدی برای نظارت بر روی این دستگاه، به کار می برد.

با نگاهی به آینده، می توانیم انتظار داشته باشیم که آسیب پذیری های بیشتری از مسیرهای تصویب بین المللی، کاهش دسترسی به بیماران در سراسر جهان داشته باشیم. IMDRF در حال توسعه یک برنامه حسابرسی واحد برای سیستم های کیفیت تجهیزات پزشکی است و توصیه های جهانی هماهنگ سازی (GHTF) توسط بسیاری از کشورها تصویب می شود.برای AI / الگوریتم های مبتنی برML، تنظیم کنندگان در حال بررسی مدل های تست شنی هستند که در آن ویژگی های نظارتی جدید می توانند اجازه دهند.

با این وجود، چالش ها باقی می مانند.نیاز به داده های بالینی گسترده، به ویژه برای سیستم هایی که برای جمعیت های آسیب پذیر مانند کودکان یا زنان باردار طراحی شده اند، کاهش قابل توجه است، به طور بالقوه تحریک نوآوران کوچکتر است، با این حال، مزایای بالینی روشن و تقاضای قوی از بیماران و پزشکان ایجاد انگیزه ای برابر برای پیشرفت است.همانطور که تکنولوژی همچنان به تکامل ویم ادامه می دهد؛ به طور کامل سیستم های تحویل دوگانه، و سیستم های سازگار با این سیستم های بهداشتی و توسعه دهندگان نیاز به سیستم عامل های بهداشتی و سیستم های دیجیتال و یکپارچه سازی.

نتیجه گیری

تایید تنظیم مقررات برای سیستم های پانکراس مصنوعی یک تلاش چند جانبه است که نیاز به تسلط بر نسل شواهد بالینی، اعتبار نرم افزار، امنیت سایبری، عوامل انسانی و نظارت پس از بازار دارد، در حالی که مسیر پیچیده و اغلب پیچیده است، مسیرهای روشن از طریق FDA، MDR اروپا و دیگر سازمان های نظارتی وجود دارد.با تعامل فعال با تنظیم کننده، استفاده از طرح مطالعه سازگار، و ساخت سیستم های ایمنی قوی، به طور قابل توجهی باز کردن سیستم های انتقال کامل از طریق سیستم های انتقال خودکار می تواند به طور قابل توجهی کمک کند.