互聯網體外診斷及其質量控制初探

吳凡　馮杰　郭驍　薛輝　顏光濤

摘要：與傳統體外診斷技術相比，互聯網體外診斷技術在快速、便捷、易部署等方面存在明顯的優勢的同時，也對其本身質量控制環節提出了新的問題和要求。在互聯網體外診斷領域的大量實踐的基礎上，本文對互聯網體外診斷質量控制的“人、機、料、法、環”五環節進行分析，并與傳統體外診斷技術進行對比。分析結果表明，互聯網體外診斷的質量管理的要求及組成和傳統方案基本一致，靈活度和智能化水平有一定提高，從而降低了對人員和環境的要求。結論對下一步制定具體的質量控制策略打下了良好的基礎。

關鍵字：體外診斷，互聯網醫療，質量控制，POCT，大數據

Internet in Vitro Diagnosis and Its Quality Control

WU Fan2 FENG Jie1 GUO Xiao2 XUE Hui1 YAN Guangtao1

（1.Department of Clinical Laboratory Center，The First Medical Center of the PLA General Hospital， Beijing， 1000853 China;

2. Liuzhou Kangyun Internet Technology Co.， Ltd.， Liuzhou， Guangxi Province， 545000 China）

Abstract： Compared with traditional in vitro diagnosis technology， Internet in vitro diagnosis technology has obvious advantages in fast， convenient and easy to deploy， and at the same time， it also puts forward new problems and requirements for its quality control. Based on a lot of practice in the field of in vitro diagnosis on the Internet， this paper analyzes the five links of "human， machine， material， method and ring" in the quality control of Internet in vitro diagnosis， and compares it with traditional in vitro diagnosis technology. The results show that the quality management requirements and composition of in vitro diagnosis of Internet are basically consistent with the traditional scheme， and the level of flexibility and intelligence has been improved to some extent， thus reducing the requirements for people and environment. Conclusion it lays a good foundation for the next step to formulate the specific quality control strategy.

Key Words： IVD; Internet medicine; Quality control; POCT; Big data

前言

"互聯網+"醫療是信息技術重要產物，它不僅促進了醫改的深化，也改變了醫療服務和決策方式^[1]。而互聯網體外診斷技術是“互聯網+”模式在體外診斷領域的創新及運用。

互聯網體外診斷指用云計算技術將實體儀器虛擬化，通過通用計算平臺上傳數據并調用虛擬儀器的分析功能，并返回分析結果。完整的互聯網體外診斷體系由分析軟件、檢測試劑及耗材、通用計算平臺及網絡設施構成。工作流程是試劑和樣品反應后，產生光學變化被攝像頭捕捉，信號通過手機等終端傳輸到服務器，分析軟件就相當于儀器，分析完成后結果返回終端。對使用者來說只需完成①采樣及加樣，②掃描試劑，兩個步驟就可完成檢驗。劉洪等介紹了基于互聯網體外診斷的尿液檢查系統的原理及實現方式^[2]。

互聯網體外診斷技術目前可使用干化學、膠體金、熒光免疫、免疫比濁、恒溫擴增等方法，覆蓋了醫學檢驗的大部分項目，如尿常規、血脂4項，婦科聯檢，炎癥4項，新冠病毒抗體/核酸等。使用的軟件和試劑同樣受到藥監監管，也必須符合國家標準化委員會的要求^[3][4]。試劑產品可用現有產品增加對應規格，和傳統方案原理一致。合規的軟件在首頁、結論頁等顯眼位置標注注冊信息。雖然原理一致，但應用到互聯網體外診斷技術中時，無論試劑產品^[5]或軟件^[6]需進行針對性開發。

在互聯網體外診斷系統投入使用前，對于每款試劑產品，先要用系統對其定標，圖1說明了定標流程。

定標后，將互聯網體外診斷系統及傳統儀器檢測結果進行比較，要求準確度、精密度等達到規定的一致性后才會進入市場。在此基礎上，可認為其等效于傳統方案。下圖2展示了C-反應蛋白（膠體金法）所得到的檢測結果相關性分析。分析結果表明兩種方案所得檢測結果相關性較高，不存在顯著差異。

互聯網體外診斷技術使基層醫療、互聯網醫療、健康管理等領域用上高質低價的檢驗產品成為可能，對其質量控制成為相當重要的問題。

對于醫療產品而言，質量問題可導致對患者產生傷害，尤其應重視質量控制。有文獻^[7]表明全程化云監測有助于提高醫療器械不良事件監測水平與效率，加強風控能力，保障用械安全。“人機料法環"是質量管理的核心要素^[8].下面從“人機料法環”五個方面闡述互聯網醫療診斷技術的質量控制的環節組成。

1. 操作人員（人）

互聯網體外診斷系統由護士等非專業人員使用，只需少量訓練便可熟練操作，比如康云互聯的教材45分鐘可完成訓練。與專業實驗室相比，基層醫護人員流動大，系統使用頻率較低，硬件條件也難以支撐類似醫院的質量控制體系，所以只要求完成采樣、加樣工作即可，其他不作要求，其他環節的質控由后臺人員完成。針對采樣、加樣工作應對系統使用人員進行培訓，以免采樣、加樣錯誤造成失控。

從使用者的角度看互聯網體外診斷系統的質控比傳統方案簡單得多，不加錯樣即可。當聯合物聯網技術和生物/身份識別綁定技術后，可在公衛體檢等大通量場景里大幅提速，且加錯樣的可能性微乎其微。在試點半年的128家醫院，樣本加錯的記錄是0次，說明在采樣后立即加樣時，可保證加樣質量。

2. 檢驗儀器（機）

由于試劑基本原理和傳統方案一致，所以儀器的質量控制是被關注的焦點。但此環節實際最易控制。分析軟件沒有任何機械、光路、電路、液路、也不接觸樣本或試劑。機械故障、光路電路的老化和液路的泄露及交叉污染從根源已避免，對云計算軟件架構的應用已成熟^[9]，對其健壯性也有充分的研究^[10]。分布式云計算架構可經受輕度災難，健壯性優于傳統方案，主要注意網絡暢通和防止意外斷電。網絡可使用在主干網上架設的公有云，可把敏感信息放私有云上，私有云和公有云以多個運營服務商進行連接，只要任一運營服務商還正常運營，網絡就可保持正常。電源使用多組不間斷電源加市電、自備發電機之間切換，保證不斷電。

互聯網體外診斷系統把儀器維護和質控的責任放到廠家（如圖3）。由于從根源消除了隱患，故整體穩定性大大改善。使用者不參與這個環節的質量控制，所以幾乎沒有出問題的可能性，偶有用戶投訴當地4G網絡信號不穩定，改用WiFi后問題解決。

3.檢驗試劑（料）

由于儀器只有一臺，理論上已消除臺間差，而試劑質控也在后臺完成，互聯網體外診斷主流產品對試劑進行物聯網標記，對每批試劑建立獨立數據庫單獨校準，盡可能消除批間差。另外基層試劑用量小，所以盡可能使用獨立包裝，避免開封后產生變質風險。

試劑質控主要有兩個階段，第一階段是出廠檢前階段，和傳統方法基本一致。第二階段是出廠檢后階段（如圖4），由試劑生產商按指定質控周期用留樣抽檢，如質控失控，可重新校準再做質控，重復測試質控在控后，可在線更新校準曲線數據，如一直失控，應召回處理。由于基層冷鏈體系不完善，此方法更適用于常溫保存試劑，且需通過物聯網系統對流通中出現的異常進行記錄和預警。一旦試劑有任何異常，可在報告中顯示預設警告信息。

物聯網工具降低了質控難度，使非專業人員可接受并掌握。在實踐中，這個環節較易出問題，常見問題是基層樣本量少，用量較少的項目使用周期長。試劑有可能過期。所以要求試劑供應商周期性使用留樣做質控，保證所有的校準曲線的實時在控。物聯網技術可追蹤每人份試劑的保質期，使得過期試劑得以識別，在試點中，幾十次過期被識別，是主要失控原因。

4.檢測方法（法）

互聯網體外診斷技術最大的局限性是方法局限性，由于系統以使用光信號為主，缺乏顯微能力;智能化水平高，但自動化水平低。還要考慮使用方便和盡量不依賴冷鏈，所以適用方法主要是干化學法、膠體金/膠乳層析法、熒光免疫層析法、免疫比濁法、恒溫擴增法等。以不適用方法作為金標準或者參考方法的項目只能以其他方法替代。方法問題很難短時間完全解決，只能加大研發力度增加方法，及使用系統集成互補。這是在中心實驗室外做檢驗的共性問題。

在這個領域，互聯網體外診斷優于POCT，略遜于大型儀器小型化和專業實驗室。由于方法局限性問題難以監測，但從抗干擾性指標數據來看，不到5%的數據可能受到干擾，但干擾強度對比之前數據來看，可能干擾的樣本影響臨床判斷的程度出現次數是0。

5.檢測環境（環）

由于在專業實驗室外操作，不能保證規定的溫濕度、壓強、光環境。通過在采集檢測數據時同步采集校準數據，并傳送到云端進行校準。數據采集時有大量冗余并進行篩選。其中光環境不均一造成的干擾，涉及大量冗余重復計算，也是最耗計算量的，得益于近年云計算的發展，此問題才得到解決^[11]，而用個人終端完成是較為低效、困難的。

環境參數在常規范圍內可校準，而極端環境可被識別并報錯不出報告。使用者在系統報錯時，按提示避免極端環境即可。這個領域主要投訴是二維碼受污染造成遮擋導致識別失敗，清潔二維碼后可排除。

6.總結

互聯網體外診斷的質量管理的要求及組成和傳統方案基本一致，由于新技術的引入，故靈活度和智能化水平有一定提高，反過來又降低了對人員和環境的要求。為下一步制定策略提供了依據和基礎。

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