诊断治疗类医疗器械临床应用的实效研究*

孙 辉 赵颖波 张 蕾 尹 畅 费晓璐

实效研究在卫生技术评价中的应用比较广泛，但是对于医疗器械，目前国内的评价还主要集中在成本、相关经济效益评价以及工业性能评价等方面[1-5]，目前，对医疗器械进行临床应用实效研究在国内尚不多见。然而，实效研究作为评价医疗活动过程中最重要的技术手段之一，医疗器械的评价不应仅局限于其作为工业产品的经济学属性和工业参数，其临床使用效果的评价也应该是影响其临床使用决策的重要组成部分。因此，通过对国内外实效研究的相关背景及对药物和医疗器械的实效研究方法进行探讨，为医疗器械实效评价提供解决方案。

1 实效研究的方法与应用

1.1 实效研究的定义

实效研究是一门与患者相关的(即使不是专注于患者的)，在临床、人文(以患者为中心，如患者自主报告、治疗效果)和经济结果方面评价医疗干预效应的科学[6]。实效研究评价不同治疗方案的基本理念，是同时评估与疾病相关的多种类型结果。

1998年，美国医疗保健研究与质量局(The Agency for Healthcare Research and Quality，AHRQ)提出，实效研究是对医疗措施最终结果的评估手段，且应包括患者对医疗措施的体验、对医疗手段预后及价值的评估。实效研究旨在为医护人员、政府、保险机构及患者提供科学的医疗依据。

2009年下半年，美国卫生署要求新医疗产品在被广泛使用或在老年医疗保险(Medicare)支付医疗费用前，要具有与现有医疗手段效益比较的依据，即“对比性实效研究(comparative effectiveness research，CER)的由来。美国医学科学院(Institute of Medicine，IOM)做出了对比性效果研究的最新定义，即一种新型的、综合的用于比较多种治疗方式，在预防、诊断、治疗和监测临床状况或提升医疗质量方面的证据资料。CER的目的在于帮助消费者、临床人员、医疗服务购买者以及政策制订人员做出可以改善个人及整个群体医疗水平的明智决定[7]。CER常用的研究方法有实验研究(对照试验、随机对照试验、非安慰剂对照试验)、观察或非实验研究(前瞻性观察研究、队列研究、个例对照、横断面研究、案例系列研究、回顾性研究)和综合研究(系统评价、荟萃分析、医疗技术评估)等。

1.2 实效研究的应用

实效研究在欧美等国家非常受重视，有许多机构专门进行不同医疗技术的实效研究。例如AHRQ重视以患者为中心的实效研究(patient-centered outcomes research，PCOR)方法，比较两种或多种预防、诊断、治疗或医疗保健提供方法对健康结果的影响，包括对患者有意义的方法。AHRQ的作用是确保来自PCOR的发现被医疗保健专业人员和系统理解和使用[8]。费城儿童医院的实效研究中心(center of outcomes research， COR)是一个多学科学术研究中心，采用严格的实效研究方法来改善儿童和成人的健康和保健，旨在通过开发、测试和应用创新指标来改善健康结果，这些指标有助于提升医疗保健的质量和效率。

实效研究的结果可以影响临床指南或临床实践乃至医保政策，例如AHRQ在2010年和2011年分别组织系统性分析，比较血管紧张素转换酶抑制剂(angiotensin-converting enzyme inhibitor，ACEI)和血管紧张素II受体阻滞剂(angiotensin II receptor blockers，ARB)在不同情况和不同患者特征时的效益，并发布详细报告，指出ACEI和ARB对治疗成年人高血压疗效无区别，而对治疗稳定性缺血性心脏病，ACEI有较大益处，特别是治疗心梗后和心力衰竭患者。该研究结果可给予临床医生直接和明确的临床实践指导，许多保险机构也采纳这项研究结果。

1.3 实效研究的方法

1.3.1 CER方法

CER常用的研究方法有实验研究(对照试验、随机对照试验、非安慰剂对照试验)、观察或非实验研究(前瞻性观察研究、队列研究、个例对照、横断面研究、案例系列研究、回顾性研究)和综合研究(系统评价、荟萃分析、医疗技术评估)等。CER有6个典型的特征：①CER为从患者角度做出的临床决定和从群体角度做出的医疗政策决定提供信息；②CER至少对两种治疗方式进行对比，每种治疗方式都有可能是最佳实践；③CER从群体和子群体两个层次对结果进行描述；④CER衡量治疗方式的利弊，对患者而言非常重要；⑤CER为有价值的决策提供相应的方法和数据源；⑥CER在与真实使用环境相似的条件中进行。

1.3.2 实效研究步骤

实效研究方法主要包括的研究步骤为：①确定需要研究的医疗手段；②综合性分析现有临床依据；③评估和确定现有依据同临床实践之间的差距；④设计采集新医疗依据的研究方案和分析途径(新RCT或观察性研究等)；⑤将研究依据有效传送给决策者(包括患者、临床医生、政府、医保机构等)。

在实效研究中，结果(最终结果)与替代终点是有区别的。如在高血压的治疗过程中，降低血压是一个替代终点，而预防和降低中风、心脏病发作风险是临床终点(最终结果)。这两个概念的区别在实效研究中是很重要的，测量终点的选择关系到数据采集时间、样本大小及研究持续时间[9]。

1.3.3 医疗器械与药物实效研究对比

医疗器械被认为是采用生物机械的方法，通过诊断、修复、替换患者受损坏死的器官或结构来实现的器械装置。如核磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)设备是诊断健康状况(如肿瘤诊断)仪器，人工膝关节是能修复膝关节退化的器械，冠状动脉支架的功能是帮助打开堵塞的动脉，还有神经刺激器能阻断导致重度帕金森病症的异常脉冲等。目前，医疗器械使用效果的评价通常只是部分归咎于其本身的设计和生产，而忽视了临床使用者在使用过程中的技能也是效果评价的重要因素。

药物的作用方式是在人体的生理和细胞水平上发挥作用，因为大部分药物是被人体系统吸收，安全性和功效是由体内代谢和药理作用的目标精准性来决定的。药物的功效通常取决于药物本身和特定患者基因状况、生理、并存疾病以及联合用药的情况。此外，医师的知识及患者的依从性都会有相应的影响。比较医疗器械与药物实效研究的差别见表1[10]。

表1显示，医疗器械与药物相比，种类多，作用机制差异大，市场份额低，生命周期短。因此，对医疗器械进行实效研究，其难度要远大于药物实效研究，但性价比并不高。

2 诊断治疗类医疗器械实效研究的思路与方法

2.1 实效研究的设计思路

在大部分的诊断治疗类医疗器械研究中，早期的研究方向主要聚焦于诊断和治疗的性能，例如成像系统的空间分辨率和时间分辨率、手术刀的锐利程度、缝合线的抗断裂能力等，而药物类的研究方向聚焦在其临床效果，例如药物相互作用及毒性上，运用随机对照实验(RCT)设计等。

表1 器械和药物实效研究比较

然而，随着医疗器械在临床中的深入使用，仅仅评估器械的性能不足以将其与临床应用的效果直接关联起来，指导医生进行更好的临床实践。从医疗器械进入复杂医疗环境的系统角度出发，对诊断治疗类医疗器械的实效研究应该不仅仅满足于对其工业性能进行评估，而是一个多层次、多视角的评价、评估方法的集合。例如，诊断治疗类医疗器械的临床效果应该在诊断学、治疗学和居民健康3个等级进行评估[11]。基于Fryback和Thornbury的研究[12]，描述为一个6层分级的影像诊断设备实效研究模型，如图1所示。

图1 影像诊断结果的六级概念模型示图

对于诊断治疗类医疗器械，目前尚没有文献报告成熟的实效评估模型。但是对照诊断成像设备的实效研究模型，诊断治疗类医疗器械的实效研究也应该从多个层次、多个视角进行评价，至少应3个层次：①医疗器械自身的性能和功能；②医疗器械在临床应用中的功能应用效果评价，即有效性、安全性、可替代性；③社会经济学评价，即患者生存质量、社会效益相关的经济学评价等。

2.2 实效研究的研究方法

诊断治疗类医疗器械是医师在向患者提供诊断、治疗等医疗服务时使用的工具，其效应与治疗路径、患者状况、实施某项技术的风险和收益以及提供者的技术相关。诊断治疗类医疗器械的临床终点对治疗的路径以及患者[有着特殊症状、条件和(或)疾病的机体功能]具有较强的针对性[13]。同样医疗器械的临床终点在不同使用路径中也会不同。因此，对诊断治疗类医疗器械临床终点的讨论必须要关注于特定案例。

许多外科专业利用一系列的医疗器械为患者提供治疗，并且引入循证治疗指南。已经发布的临床实践指南提供了比技术评估更广的视野，其定义了疾病、诊疗步骤、医疗和手术选择、风险、受益、并发症、随访以及功能提升的期待值。临床指南是基于既往专家的经验和临床效果生成，对于诊断治疗类医疗器械实效研究而言是非常值得参考的资源，可以决定在诊疗路径中器械的适用之处，还可以选择临床终点来展示临床和功能结果。在人工智能飞速发展的今天，许多计算机专家致力于通过对基础的治疗数据，应用人工智能算法挖掘出既往未能发现的证据，将促进临床实践指南的不断更新[14-16]。

随访时间短是医疗器械实效研究的主要不足之一。在前瞻性研究中，随访时间通常是1～2年，然而对比诊断治疗类医疗器械的生命周期，随访时间相对过长。因此，诊断治疗类医疗器械的实效研究常采取基于注册和病历的回顾性研究。然而，研究的共同缺点是抽样限制，例如限定于一个研究所、一个手术团队、或者一个器械[17-19]。此外，解决医疗器械临床研究随访时间短这一问题的主要途径是利用决策分析模型，根据已经发表文献中的数据进行试验数据补充，用于延长试验随访期。

3 展望

医疗器械，尤其是诊断治疗类医疗器械作为医疗技术的重要组成部分，对其评价不应仅仅限于物资使用方面的评价，更应该从临床应用效果、效率和安全性等角度进行多层次多角度的实效研究。医疗器械与药物的实效研究方法以及难点不尽相同，还需要针对具体需求，进行研究方法和目标的设计规划。随着我国医药卫生改革的逐步深入以及医疗器械应用示范等项目的开展，医疗器械实证研究将有较广阔的应用前景。

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