互联网体外诊断及其质量控制初探

吴凡　冯杰　郭骁　薛辉　颜光涛

摘要：与传统体外诊断技术相比，互联网体外诊断技术在快速、便捷、易部署等方面存在明显的优势的同时，也对其本身质量控制环节提出了新的问题和要求。在互联网体外诊断领域的大量实践的基础上，本文对互联网体外诊断质量控制的“人、机、料、法、环”五环节进行分析，并与传统体外诊断技术进行对比。分析结果表明，互联网体外诊断的质量管理的要求及组成和传统方案基本一致，灵活度和智能化水平有一定提高，从而降低了对人员和环境的要求。结论对下一步制定具体的质量控制策略打下了良好的基础。

关键字：体外诊断，互联网医疗，质量控制，POCT，大数据

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

"互聯网+"医疗是信息技术重要产物，它不仅促进了医改的深化，也改变了医疗服务和决策方式^[1]。而互联网体外诊断技术是“互联网+”模式在体外诊断领域的创新及运用。

互联网体外诊断指用云计算技术将实体仪器虚拟化，通过通用计算平台上传数据并调用虚拟仪器的分析功能，并返回分析结果。完整的互联网体外诊断体系由分析软件、检测试剂及耗材、通用计算平台及网络设施构成。工作流程是试剂和样品反应后，产生光学变化被摄像头捕捉，信号通过手机等终端传输到服务器，分析软件就相当于仪器，分析完成后结果返回终端。对使用者来说只需完成①采样及加样，②扫描试剂，两个步骤就可完成检验。刘洪等介绍了基于互联网体外诊断的尿液检查系统的原理及实现方式^[2]。

互联网体外诊断技术目前可使用干化学、胶体金、荧光免疫、免疫比浊、恒温扩增等方法，覆盖了医学检验的大部分项目，如尿常规、血脂4项，妇科联检，炎症4项，新冠病毒抗体/核酸等。使用的软件和试剂同样受到药监监管，也必须符合国家标准化委员会的要求^[3][4]。试剂产品可用现有产品增加对应规格，和传统方案原理一致。合规的软件在首页、结论页等显眼位置标注注册信息。虽然原理一致，但应用到互联网体外诊断技术中时，无论试剂产品^[5]或软件^[6]需进行针对性开发。

在互联网体外诊断系统投入使用前，对于每款试剂产品，先要用系统对其定标，图1说明了定标流程。

定标后，将互联网体外诊断系统及传统仪器检测结果进行比较，要求准确度、精密度等达到规定的一致性后才会进入市场。在此基础上，可认为其等效于传统方案。下图2展示了C-反应蛋白（胶体金法）所得到的检测结果相关性分析。分析结果表明两种方案所得检测结果相关性较高，不存在显著差异。

互联网体外诊断技术使基层医疗、互联网医疗、健康管理等领域用上高质低价的检验产品成为可能，对其质量控制成为相当重要的问题。

对于医疗产品而言，质量问题可导致对患者产生伤害，尤其应重视质量控制。有文献^[7]表明全程化云监测有助于提高医疗器械不良事件监测水平与效率，加强风控能力，保障用械安全。“人机料法环"是质量管理的核心要素^[8].下面从“人机料法环”五个方面阐述互联网医疗诊断技术的质量控制的环节组成。

1. 操作人员（人）

互联网体外诊断系统由护士等非专业人员使用，只需少量训练便可熟练操作，比如康云互联的教材45分钟可完成训练。与专业实验室相比，基层医护人员流动大，系统使用频率较低，硬件条件也难以支撑类似医院的质量控制体系，所以只要求完成采样、加样工作即可，其他不作要求，其他环节的质控由后台人员完成。针对采样、加样工作应对系统使用人员进行培训，以免采样、加样错误造成失控。

从使用者的角度看互联网体外诊断系统的质控比传统方案简单得多，不加错样即可。当联合物联网技术和生物/身份识别绑定技术后，可在公卫体检等大通量场景里大幅提速，且加错样的可能性微乎其微。在试点半年的128家医院，样本加错的记录是0次，说明在采样后立即加样时，可保证加样质量。

2. 检验仪器（机）

由于试剂基本原理和传统方案一致，所以仪器的质量控制是被关注的焦点。但此环节实际最易控制。分析软件没有任何机械、光路、电路、液路、也不接触样本或试剂。机械故障、光路电路的老化和液路的泄露及交叉污染从根源已避免，对云计算软件架构的应用已成熟^[9]，对其健壮性也有充分的研究^[10]。分布式云计算架构可经受轻度灾难，健壮性优于传统方案，主要注意网络畅通和防止意外断电。网络可使用在主干网上架设的公有云，可把敏感信息放私有云上，私有云和公有云以多个运营服务商进行连接，只要任一运营服务商还正常运营，网络就可保持正常。电源使用多组不间断电源加市电、自备发电机之间切换，保证不断电。

互联网体外诊断系统把仪器维护和质控的责任放到厂家（如图3）。由于从根源消除了隐患，故整体稳定性大大改善。使用者不参与这个环节的质量控制，所以几乎没有出问题的可能性，偶有用户投诉当地4G网络信号不稳定，改用WiFi后问题解决。

3.检验试剂（料）

由于仪器只有一台，理论上已消除台间差，而试剂质控也在后台完成，互联网体外诊断主流产品对试剂进行物联网标记，对每批试剂建立独立数据库单独校准，尽可能消除批间差。另外基层试剂用量小，所以尽可能使用独立包装，避免开封后产生变质风险。

试剂质控主要有两个阶段，第一阶段是出厂检前阶段，和传统方法基本一致。第二阶段是出厂检后阶段（如图4），由试剂生产商按指定质控周期用留样抽检，如质控失控，可重新校准再做质控，重复测试质控在控后，可在线更新校准曲线数据，如一直失控，应召回处理。由于基层冷链体系不完善，此方法更适用于常温保存试剂，且需通过物联网系统对流通中出现的异常进行记录和预警。一旦试剂有任何异常，可在报告中显示预设警告信息。

物联网工具降低了质控难度，使非专业人员可接受并掌握。在实践中，这个环节较易出问题，常见问题是基层样本量少，用量较少的项目使用周期长。试剂有可能过期。所以要求试剂供应商周期性使用留样做质控，保证所有的校准曲线的实时在控。物联网技术可追踪每人份试剂的保质期，使得过期试剂得以识别，在试点中，几十次过期被识别，是主要失控原因。

4.检测方法（法）

互联网体外诊断技术最大的局限性是方法局限性，由于系统以使用光信号为主，缺乏显微能力;智能化水平高，但自动化水平低。还要考虑使用方便和尽量不依赖冷链，所以适用方法主要是干化学法、胶体金/胶乳层析法、荧光免疫层析法、免疫比浊法、恒温扩增法等。以不适用方法作为金标准或者参考方法的项目只能以其他方法替代。方法问题很难短时间完全解决，只能加大研發力度增加方法，及使用系统集成互补。这是在中心实验室外做检验的共性问题。

在这个领域，互联网体外诊断优于POCT，略逊于大型仪器小型化和专业实验室。由于方法局限性问题难以监测，但从抗干扰性指标数据来看，不到5%的数据可能受到干扰，但干扰强度对比之前数据来看，可能干扰的样本影响临床判断的程度出现次数是0。

5.检测环境（环）

由于在专业实验室外操作，不能保证规定的温湿度、压强、光环境。通过在采集检测数据时同步采集校准数据，并传送到云端进行校准。数据采集时有大量冗余并进行筛选。其中光环境不均一造成的干扰，涉及大量冗余重复计算，也是最耗计算量的，得益于近年云计算的发展，此问题才得到解决^[11]，而用个人终端完成是较为低效、困难的。

环境参数在常规范围内可校准，而极端环境可被识别并报错不出报告。使用者在系统报错时，按提示避免极端环境即可。这个领域主要投诉是二维码受污染造成遮挡导致识别失败，清洁二维码后可排除。

6.总结

互联网体外诊断的质量管理的要求及组成和传统方案基本一致，由于新技术的引入，故灵活度和智能化水平有一定提高，反过来又降低了对人员和环境的要求。为下一步制定策略提供了依据和基础。

参考文献

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