预计到2025年，欧洲扩展现实(XR)行业将大幅增长，对医疗保健场景产生极大影响。考虑到医疗器械法规2017/745 (MDR 2017/745)的过渡期将于2024年5月结束，本研究的目的是评估医疗器械法规遵从性是否准备好应对XR的纳入及其对医疗器械软件(MDSW)世界可能产生的社会和经济影响。

　　自MDR 2017/745在不同数据库上发布以来，评估了XR出版物模式。查阅有关MDSW的欧洲规范，然后查阅欧洲医疗器械数据库(EUDAMED)。

　　自2017年以来，关于XR的出版物数量有所增加，医疗保健是受影响第三大的主题领域。在欧洲医疗器械命名法(EMDN)中引入了特定的软件类别，一些XR应用程序已经在EUDAMED中注册，分类为MDSW。

　　XR将成为日常医疗协议和指南的固有内容。IEEE虚拟现实和增强现实工作组的成立，以及MDCG 2019-11中关于远程手术VR作为MDSW的声明，都证明了医学法规遵从的必要性，以便能够跟上即将到来的XR技术。提交人同意，主管当局应考虑干预欧洲法规遵从，以应对医疗保健中的生理革命，并规范涉及在医学中使用XR的程序，防止未来的误解和危急情况，特别是在高风险情况下。

　　卫生技术对人类健康至关重要。事实上，它们包括为健康应用而设计的各种类型的产品。根据世界卫生组织(WHO)的定义，卫生技术是为解决健康问题和提高生活质量而开发的设备、药物、疫苗、程序和系统等形式的有组织的知识和技能的应用[1]。因此，医疗器械(MDs)和体外诊断医疗器械(IVDs)可归类为医疗技术。虽然医学博士在治疗、诊断、预防、监测、治疗或缓解过程中操作或提供支持(例如，除颤器用于在心室颤动的情况下恢复正常心跳)，但IVD是医学博士的一个亚组，其在体外检查人体标本以提供诊断信息(例如，COVID-19自我收集抗体测试系统是用于检测负责中和SARS-CoV-2的抗体的IVD。因此，它们可用于检测过去是否感染过该病毒)。

　　认识到医学博士在保障人类生命中的重要作用，其安全性和有效性，以及使用者、患者和第三方的安全至关重要，必须得到保障。这个角度看,法律和监管框架的介绍,目的是确保顺利运转的内部市场至于MD,以作为基础高水平的保护健康的病人和用户,并考虑到中小企业活跃在这个领域,同时为MD制定高标准的质量和安全,以满足公共安全问题至于此类产品[2]。为此，引入了欧洲指令和法规，以防止成员国之间的规定差异，并协调认证和合格评定程序，以保证MDs的自由流动并消除差异[3]。

　　自20世纪70年代以来，欧洲MDs和ivd市场监管框架一直在经历连续的变化，从基本上是国家的、主观的和规范性的方法，转向更加国际化和客观的方法，为制造商分配了更多的责任[4]。

　　演变始于活性植入式MDs指令(AIMDs - 90/385/EEC)，随后是MDs指令(即93/42/EEC)，后来是体外诊断指令(IVDs - 98/79/EC)，以及杀菌剂指令(98/8/EC)。这些指令由一系列关于MDs分类、警惕性的指导文件补充，并于2007年引入了一项修订指令，以解决与植入物重新分类、数据保密、临床评估、上市后监测和软件验证相关的问题(即2007/47/EC)。然而，由于涉及道德、定义、监督、透明度、标准和风险管理不足的几个关键点，指令必须进行审查并更新为全新的形式，即新的法规[5,6,7,8,9,10]。

　　2017年5月5日，关于体外诊断MDs (IVDR)的欧洲医疗器械法规(MDR) 2017/745和2017/746发布。这些法规废除了指令90/385、93/42、98/79和98/34[11]。自2021年5月26日起，MDR作为法律在所有成员国强制执行，最终引入了统一的MDs法案，并保证了欧洲监管框架，确保了MDs的同等安全性、保护和效率，并提高了可信度和声誉[12]。从“指令”到“法规”的转变并非微不足道。指令是欧盟的文书，要求成员国相应地立法，并通过相关法律在国家层面上实施，并有一定的灵活性。相反，在过渡期之后，欧盟法规在每个成员国同时执行，施加明确而详细的共同规则，这不会给成员国之间的不同换位提供空间。此外，有一个减损期，其中一些符合前指令的设备将能够继续合法地投放市场(遗留设备)，最迟到2024年5月26日。从2024年5月27日起，所有基于先前指令的MD和活性植入式MD证书将失效，MDR 2017/745将对需要公告机构的I类MD生效。关于IVDR，过渡期将于2028年5月27日结束。在此日期之后，按照先前指令放置的所有设备将不再在市场上销售[13]。然而，在2023年3月，理事会接受了一项提案，延长不符合MDR第120(3c)条规定条件的器械的过渡期[14]。延长的长度根据医疗器械的风险等级设定，高风险器械(即III类和IIb类植入式器械)的过渡期较短，低风险器械(即其他IIb类、IIa类和Im、is、Ir17类)的过渡期较长。该提案的目的是在现有的公告机构能力和制造商的准备水平与高水平的公共卫生保护之间取得平衡[14,15]。

　　过渡到新法规的目的是提高医学博士的安全性和效率，保护患者和用户。这对于不断发展的医疗技术领域至关重要，该领域正在见证更复杂的医学博士的兴起。

　　在过去的一个世纪里，由于健康技术市场的蓬勃发展，医疗保健发生了重大革命，这越来越依赖于科学技术的进步。医疗保健是全球经济增长最快的部门之一。全球卫生支出从1900年占国内生产总值(GDP)的1%急剧增加到2018年的近10%[16]。事实上，由于为支持和推进医学而引入的创新，医疗技术正在不断发展。具有医疗目的的软件和移动应用程序也被归类为md，医疗设备软件(MDSW)，以及20世纪下半叶的信息和通信技术(ICT)热潮，进一步增加了这些数字。与此相关，欧洲的专利申请授权数量可以代表这种巨大的增长:从2010年到2020年，欧洲每年的医疗技术专利授权数量几乎增加了两倍，到2020年达到10,479件(而与制药和生物技术领域相关的专利授权数量几乎翻了一番，分别达到3,588件和3,203件)[17]。

　　在受该条例直接和间接影响的所有领域，欧洲正在经历重大变革和演变。焦点效应将是经济和医疗保健影响，但实验室研究和新设备开发也将受到影响。特别是，在医疗保健中使用人工智能(AI)是最受讨论的主要问题之一，也是该法规可能更新的重点。此外，2019冠状病毒病大流行加速了沟通和专业活动新愿景的形成。远程工作说明了物理存在和某些过程的经度以及人类想象力的数字表示的结合，导致了物理的扩展[18]。虚拟世界是当前创新的挑战，包括虚拟世界和所有允许在物理世界和数字世界(即)之间存在交互的技术[19]。Phygital包括扩展现实(XR)、数字孪生、可穿戴传感器、机器学习、人机交互(HMI)和物联网(IoT)[20]。XR，包括虚拟(VR)、增强(AR)和混合现实(MR)，已经看到了快速增长，创新将增加到虚拟世界将成为日常工具的程度[21,22,23]。在过去的十年中，这些技术已经在医疗领域找到了自己的方式和应用，在每个部分(即培训，手术计划，康复，成像，监测)都进行了彻底的革新。事实上，根据ECORYS EUROPE E.E.I.G在上一份关于“XR及其在欧洲的潜力”的报告中所显示的预测，到2025年，欧洲XR行业预计将达到350亿至650亿欧元，其对医疗保健情景的影响将是2020年市场的五倍。

　　主要问题是:当前的欧洲规范方案可以被认为是更新的，并且符合即将到来的医学和医疗保健中的生理?在世界卫生组织(WHO)引入数字健康(DH)的欧洲背景下，MDR 2017/745是否可以被视为创新?卫生署将拓展电子医疗的概念，探索透过数码科技改善医疗服务，包括人工智能、大数据、区块链、健康数据、健康资讯系统、资讯学术、物联网、互操作性和远程医疗。此外，世卫组织还通过了《2023-2030年区域数字卫生行动计划》，旨在支持各国利用和扩大其数字化转型，以改善卫生状况，并满足其在卫生领域的卫生需求。

　　关于人工智能，根据MDR和相关指导文件(如MEDDEV 2.1/6和ISO/IEC JTC1 SC42)对评估风险、程序和临床评估进行了几次辩论[24,25]，这些文件正在实施适用于所有部门的软件标准。经过大约10年的关注，欧盟第一部人工智能法规《欧盟人工智能法案》(EU AI Act)将于2023年最终制定。

　　XR在医学领域的应用和元宇宙如何?是否评估了潜在的道德、精神和身体影响?是否有指南来验证XR应用程序的实施过程和范围，并批准该软件为MDSW?VR在MEDDEV 2.1/6中被引用，尽管只是作为与远程手术相关的MD的一个例子。没有其他官方文件涉及XR。FDA将一些尚未在欧洲出现的软件注册为MD。这就是XRHealth的“虚拟治疗室”的例子，它综合了远程医疗的VR/AR应用程序。根据MDR 2017/745, MDGR已经在软件的EMDN类别中引入，以便为市场上已经存在的每个MDSW类别提供特定的分配，或者在未来的前景中，这可能会使它们进入MD世界。然而，这就足够了吗?

　　本文的目的是讨论欧洲规范情景，MDR 2017/745的改进和整合，以及缺乏或具有挑战性的指导，特别是与医学领域的Phygital相关。将特别关注在将XR纳入医疗和保健领域之前的监管框架的立场。将考虑对这一问题的不同观点，以提供一个总的总结，并由此提出进一步的专家意见。

　　摘要

　　1 介绍

　　2 研究问题

　　3.背景

　　4 数据

　　5 发现

　　6 讨论

　　7 结论

　　参考文献

　　作者信息

　　道德声明

　　搜索

　　导航

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　　对Scopus、PubMed和Web of Science (WoS)数据库进行了研究，目的是评估自MDR 2017/745发布以来有关XR的出版物的实体。所有提出以下关键词之一的文章、会议记录和书籍都被认为是“增强现实”、“虚拟现实”、“混合现实”或“扩展现实”。还调查了Scopus和WoS考虑的主题领域之间的出版物分布情况。

　　参考了官方网站提供的EMDN版本1.2(20121-09-29)，以评估适合MDSW类型学分类的类别。仅评估了MDSW的类别，而忽略了附件软件的类别。对于所确定的每一类EMDN, EUDAMED都咨询了已经为欧盟市场分类的MDSW样本搜索，对使用XR的软件特别感兴趣。

　　根据所施加的滤波准则，研究结果如图2所示。自MDR 2017/745发布以来的过去5年里，在Scopus、WoS和PubMed上分别获得了75,771、28,772和7119篇关于XR的文献。对于Scopus和WoS来说，XR应用较多的领域(不包括PubMed，因为主题领域本质上是医学与健康数据库)是计算机科学、工程、健康与医学和数学(图3)。医学领域是全面的，大约占Scopus总数的11%，占WoS总数的14%。

　　图2

　　

　　直方图比较2017年至2022年关于XR识别咨询和过滤Scopus、WoS和PubMed数据库的出版物数量

　　图3

　　

　　图表比较了2017年以来Scopus和WoS在不同学科领域中关于XR的出版物的百分比

　　EMDN(2023年6月13日的版本)为MDSW提供174个类。MDR 2017/745从CND开始实施，但是MDSW的这些类别是根据规定专门集成的。这些类别在类别内(图4):J为主动植入设备，W为体外诊断设备，Y为残疾设备，Z为卫生配件和软件。然而，共有1074个MDSW被划分为这些类别(如图4所示)，583个MDSW被划分为各种医疗仪器的V类，而大多数MDSW的EMDN类别目前都是空的。

　　图4

　　

　　与独立软件有关的机电管理网络类别注册的总经理人数图表(于2023年6月13日谘询)

　　手机和智能手表的应用程序也被视为MDSW，用于监测受试者的生命信号，登记数据并通过选定的联系人提供反馈。运动捕捉系统软件和康复软件分别有“Z12062592运动学运动捕捉分析系统-医疗器械软件”和“Z12069092各种物理治疗和康复仪器-医疗器械软件”等专用类。在EMDN中考虑了康复和物理治疗的主动和被动系统。在EUDAMED注册了基于虚拟现实和使用外部传感器进行人体采集的软件，即MindMaze的MindMotion GO是一款基于微软永恒的Kinect设备实现的康复虚拟游戏。在“Z12011492外科导航仪器-医疗设备软件”等课程中也考虑了手术导航的虚拟应用，但没有注册MD。

　　正如Keutzer等人[38]所述，与之前的指令相比，新的MDR 2017/745对软件资格和分类提出了更多要求，更加严格，特别是在健康应用程序和软件的分类方面。因此，关于如何将软件定性为MD的说明性示例和建议是必不可少的[39]。在MDSW方面，新的MDR 2017/745增加了网络安全要求，包括对设备运行环境(例如it网络特性)的要求[40]。此外，由于软件的性质(即非硬件)和这种MD的特定生命周期，软件上的UDI也特别相关[41]。

　　像FDA或EU这样的监管机构对于一个负责任的人工智能系统来说是不够的，因为他们关注的是认知问题，而不是实际问题[42]，并且提供了其他文档来讨论实施足够好的机器学习实践的必要性。

　　虽然MDCG在EMDN的版本中为MDSW提供了特定的类别，以展望未来将应用于医疗保健和医学的技术，但注册设备数量最多的类别是各种医疗设备中的V类。可能这一事实是由于EMDN和EUDAMED仍然是新的，并且受到其他更新的影响，但是缺乏明确的指南和规范可能会导致制造商对如何考虑他们的软件产生怀疑和误解。

　　需要具体监管的是什么?

　　正如ECORYS报告所述，公司控制的虚拟环境将在未来十年激增，考虑到医学学科领域关于XR的出版物的增加(图3)，这种现象也将引起健康应用的兴趣。因此，无论是虚拟的还是增强的，虚拟世界的潜在危险首先应该考虑到社会的发展，并通过合理的法规加以限制[23]。在过去几年中，卫生部门的软件应用范围大大增加。对于制造商来说，健康、健身和MDSW应用程序之间的区别仍然不清楚。[43]也证明了这一点，对移动应用程序进行了审查，以确定它们是否可以被归类为MD并评估其CE标志。在所有被过滤的应用中，64%被认为是基于MD的应用并没有获得ce认证。因此，有必要对应用程序的MDSW资格进行更多的指导，这一声明也适用于XR应用程序。制造商决定是否遵守软件成为MDSW的标准。但是，考虑到该软件在医疗保健或医学方面的效率，即使交付了文档和临床评估，是否足以说明该软件已用于医疗目的而使其成为MDSW?例如，在康复和物理治疗中，医疗应用的XR软件[44,45]与一般游戏[46]有何不同?考虑到提供VR[47]和MR[48]的几个医疗领域，是否可以对所有类别的应用程序进行监管?

　　在美国，根据美国FDA的最新更新，FDA于2021年授权销售用于减轻慢性疼痛和改善视力的数字治疗电视或VR系统[49]，并于2022年，美国FDA PEAC执行摘要[50]为将AR和VR作为硬件和软件MD进行监管提供了特殊指南。制造商提供的信息中列出了AR/VR设备的利益和风险的特殊考虑因素，并提供了一组可靠的测试数据，以显示安全性和有效性。欧洲对医疗目的的VR/AR应用程序的更具体指导的整合将是至关重要的，并且希望当局对市场上已注册的MDSW进行更大的监控。

　　此外，还应该讨论体验XR软件不可或缺的头戴式显示器(HMD)。目前在欧盟，HMD不被认为是MD，因为它们不是专门为健康应用开发的，不像为患者或外科医生实施的XR应用程序，这可以被认为是MDSW。然而，FDA认为HMD是MD，而不是MDSW提出的软件游戏。虽然非基于HMD的VR系统已经在美国合法销售用于家庭治疗，但[51]基于HMD的VR引入了相关风险，要求适当证明HMD可以安全用于家庭使用和远程患者监测。

　　考虑到设备的风险和针对性，开发专门用于医疗用途的HMD应该考虑几个因素，因为由此产生的XR体验取决于HMD的技术性能，即空间分辨率和对比度、同步时间误差和深度感知。目前的ISO标准在双眼性能、延迟、综合视觉指南和新的HMD技术的评估方法方面存在差距[52]。在导航和外科手术等危及患者安全的应用程序中，这些特性可能是最基本的。此外，完全沉浸式头戴可导致视觉疲劳、晕动病、人体工程学问题或认知超载[53]。此外，3D分割，渲染医学图像和手/物体跟踪引入了准确性限制，使敏感程序失效。在评估该设备的风险等级时，应考虑所有这些因素。

　　毫无疑问，进入物理世界已经在进行中，并将继续在医疗领域更深入地发展，成为日常医疗程序和指南中不可或缺的一部分。但是，关于在手术或诊断等医疗程序中使用新的物理技术，MDR 2017/745是否可以考虑并保护由此类创新补充的新医疗方案?在未来的欧洲环境中，互动、交流和沟通将成为一个趋势，人们将如何看待数字应用的巨大可能性?

　　根据收集和讨论的信息，作者同意主管当局应考虑干预欧洲条例，因为它已经过时，不足以应付我们正在目睹的革命。缺乏规范医学中使用XR的程序的协议可能会导致未来的误解和批评，特别是在手术计划、实时手术导航和远程手术等高风险情况下。在MEDDEV和MDCG2019-11第d.1.1节中，VR首次被提名为远程手术设备，规定根据MDR 2017/745，用于该手术的虚拟设备和软件应被视为MD。如何具体评估风险和危急情况，如缺乏连接或全息图准确性?

　　技术的发展日益迅速，官方规范必须能够与时俱进，成为研究这一问题的先行者。这种需求的体现是在MDSW的EMDN中集成特定的类;建立了IEEE虚拟现实和增强现实工作组(VRARWG)，该工作组正在制定12个XR设计标准，这些标准可能有助于提高安全性、可用性和标准化[54];新的ISO/IEC TR 23,844: 2023，规定了在学习，教育和培训中使用沉浸式技术(AR, VR和MR)的潜在方向，并提供了为此目的可以标准化的建议。然而，这些文件没有考虑到诸如虚拟世界、数字孪生和扩展现实(XR)等技术，也没有声明VRARWG提供标准的日期。

　　作者认为，从上一个指令到条例存在的时间差距对于今天的时代来说太大和分散，在市场管理和活动中留下了误解和不可控的阶段。这方面的一个基本和代表性的例子是，医疗领域对人工智能产生了极大的兴趣，随后引发了科学讨论，直至发布这方面的官方指导方针。创新技术进入MD世界的所有主要领域也应该如此。因此，应该期望采取更系统和具体的干预措施，以便在适当的时候解决市场监管和保护患者和保健提供者的需要。

　　医学中的物理硬件和软件是一个有待探索和规范的新领域，而不会限制医疗保健领域未来的发展和创新。

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