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正電子發(fā)射磁共振成像系統(tǒng)研發(fā)試驗要求、相關(guān)標準與主要風險

嘉峪檢測網(wǎng)        2024-03-19 11:41

正電子發(fā)射磁共振成像系統(tǒng)(Imaging system of positron emission and magnetic resonance imaging,本文簡稱PET/MR)(以下簡稱PET/MR),PET/MR系統(tǒng)根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式不同,可分為分體式、PET插入式、完全集成式。

 

參照現(xiàn)行《醫(yī)療器械分類目錄》,該類產(chǎn)品分類編碼為06-17-03,管理類別為第三類。

 

一、正電子發(fā)射磁共振成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成與適用范圍

1、結(jié)構(gòu)組成

PET/MR一般由正電子發(fā)射斷層掃描(PET)子系統(tǒng)(包括PET探測器)、磁共振成像(MR)子系統(tǒng)(包括超導磁體、梯度功率放大器、梯度線圈、射頻功率放大器、射頻線圈、譜儀)、檢查床、激光燈、工作站、配電系統(tǒng)及生理信號門控單元組成。PET/MR系統(tǒng)掃描架內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖見圖1

圖1 PET/MR系統(tǒng)掃描架內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖示例

2、產(chǎn)品適用范圍

PET/MR系統(tǒng)提供生理和解剖信息的配準與融合,臨床常用于神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)疾病和腫瘤的影像學檢查及評估。該系統(tǒng)PET或MR可以單獨成像。

 

二、正電子發(fā)射磁共振成像系統(tǒng)的主要風險

產(chǎn)品風險管理資料應(yīng)符合GB/T 42062《醫(yī)療器械風險管理對醫(yī)療器械的應(yīng)用》。

針對PET/MR產(chǎn)品的安全特征,從能量危險(源)、生物學和化學危險(源)、操作危險(源)、信息危險(源)等方面,對產(chǎn)品風險進行全面分析。PET/MR產(chǎn)品可能危險(源)示例如下:

表1 PET/MR產(chǎn)品的主要危險(源)

危害分類 危害二級分類 危害示例 可預(yù)見的事件序列 危害處境 損害
能量危害 電擊危害 應(yīng)用部分或可觸及導電部分漏電流超出范圍 病人或操作者直接接觸器械的應(yīng)用部分或可觸及導電部分 病人或操作者受到電擊 驚嚇、可逆轉(zhuǎn)的電擊傷、不可逆轉(zhuǎn)的電擊傷、死亡
系統(tǒng)安裝不良、部件更換不當(如:保護接地不當) 保護接地與基本絕緣同時失效 病人或操作者受到電擊 驚嚇、可逆轉(zhuǎn)的電擊傷、不可逆轉(zhuǎn)的電擊傷、死亡
系統(tǒng)工作電壓暴露 系統(tǒng)外殼被打開情況下,設(shè)備持續(xù)工作。 病人或操作者受到電擊 驚嚇、可逆轉(zhuǎn)的電擊傷、不可逆轉(zhuǎn)的電擊傷、死亡
環(huán)境濕度超出設(shè)備正常工作許可范圍 系統(tǒng)絕緣隔離失效、被擊穿 病人或操作者受到電擊 驚嚇、可逆轉(zhuǎn)的電擊傷、不可逆轉(zhuǎn)的電擊傷、死亡
液體溢流造成短路 注射藥物泄漏造成液體溢流。 病人或操作者受到電擊 驚嚇、可逆轉(zhuǎn)的電擊傷、不可逆轉(zhuǎn)的電擊傷、死亡
熱能造成灼傷或火災(zāi) 可觸及表面過熱 病人或操作者直接接觸過熱表面 病人或操作者受到燙傷 驚嚇、可逆轉(zhuǎn)的燙傷、不可逆轉(zhuǎn)的燙傷
組件失效、結(jié)構(gòu)破壞導致的熱液泄露、飛濺 熱油從掃描架泄漏 病人或操作者受到燙傷 驚嚇、可逆轉(zhuǎn)的燙傷、不可逆轉(zhuǎn)的燙傷
系統(tǒng)組件燃燒 系統(tǒng)部件超溫 部件溫度超過材料燃點 火災(zāi)
機械損害 零部件松動、脫出主機 設(shè)備旋轉(zhuǎn)部分緊固件機械松動 旋轉(zhuǎn)過程中,零部件脫出主機 驚嚇、可逆轉(zhuǎn)的擊傷、不可逆轉(zhuǎn)的擊傷、死亡
運動部件失控及非預(yù)期運動 運動控制部件被持續(xù)觸發(fā) 運動部件持續(xù)運行超出行程范圍 撞擊、拉傷病人
設(shè)備翻倒與滑動 設(shè)備受到外力推動 設(shè)備翻倒 撞擊、壓倒病人
患者從支撐裝置上跌落 較重的病人使用支撐裝置 支撐裝置翻倒 撞擊、摔傷病人
非電離輻射 患者支撐錯誤運動,病人擺位不當,導致重新掃描 患者支撐錯誤運動 成像部位偏差 患者接受無益電磁輻射
門控或觸發(fā)延時或不能觸發(fā) 使用未經(jīng)授權(quán)的門控部件 門控延時錯誤 患者接受無益電磁輻射
RF場導致灼傷 1)RF電流流過病人或附近的閉合導體環(huán)路 使用者進入雜散射頻場暴露區(qū) 患者灼傷

2)接收線圈與發(fā)射場耦合,大電場產(chǎn)生的局部熱區(qū)

 3)接收線圈電纜與接頭接觸不良,有源去耦電路失效
感興趣區(qū)域控制不準確,部分成像或不能成像 定位位置偏差 實際成像區(qū)域,偏離所定位的感興趣區(qū)域 病人接受無益電磁輻射
磁能 磁力作用下鐵磁成分危及人體組織或醫(yī)療設(shè)備 患者攜帶設(shè)備和或體內(nèi)植入金屬異物 強磁場造成人身損傷 患者受傷、死亡
聲能 梯度線圈電流受磁場力作用產(chǎn)生噪聲 噪聲太大 患者聽力受到噪聲刺激 患者聽力損傷
其它能量傷害 激光對患者、操作者的視覺傷害 患者、操作者對激光危害認識不足 患者、操作者視網(wǎng)膜受到激光照射 患者視覺損傷
  磁體冷卻劑對維護人員的低溫傷害 維護人員沒有穿戴保護裝置直接接觸低溫物質(zhì) 維護人員被低溫物質(zhì)灼傷皮膚 維護人員皮膚灼傷
生物和化學危害 生物相容性危害 可接觸部件生物相容性問題 患者接觸生物不相容材料 患者與生物不相容材料接觸 皮膚過敏
交叉感染危害 接觸患者的部分可能造成交叉感染 設(shè)備清潔不當 患者、操作者接觸到傳染性病菌 交叉感染
運行中的危害 設(shè)備功能的喪失或變壞 設(shè)備校準錯誤造成的危害 設(shè)備校準錯誤 設(shè)備損壞 設(shè)備可得性受損
影像重建或后處理過程導致的偽影 設(shè)備故障造成偽影 設(shè)備故障 影像質(zhì)量降低、設(shè)備可得性受損
PET像與MR影像的配準錯誤 校準過程未正確執(zhí)行 設(shè)備校準不當 影像質(zhì)量降低
通信故障導致操作員無法聽到患者聲音 患者通信模塊失效 使用者與患者失去聯(lián)絡(luò) 精神緊張
設(shè)備誤用造成的危害 病人人口數(shù)據(jù)、掃描參數(shù)、幾何參數(shù)設(shè)置錯誤,導致偽影或影像質(zhì)量下降 病人參數(shù)輸入錯誤,導致算法使用錯誤數(shù)據(jù) 病人影像存在偽影、影像質(zhì)量下降 影像質(zhì)量下降
軟件安裝錯誤、文件系統(tǒng)崩潰 軟件錯誤造成系統(tǒng)崩潰 數(shù)據(jù)丟失 重新進行掃描
定位激光校準錯誤造成穿刺位置偏差 激光校準錯誤 穿刺位置偏差 診斷、治療準確性下降
注射參數(shù)設(shè)置錯誤導致的不當注射 使用者輸入錯誤的注射參數(shù) 注冊參數(shù)超出正常范圍 病人機能受損
設(shè)備與未經(jīng)批準的門控設(shè)備聯(lián)用 設(shè)備與不兼容的門控設(shè)備聯(lián)用 門控設(shè)備誤觸發(fā)或不觸發(fā) 病人重復(fù)進行掃描
環(huán)境危害 電磁場 設(shè)備工作時未采取達到符合要求的磁屏蔽措施 工作場地磁屏蔽不符合要求 對其他設(shè)備和環(huán)境產(chǎn)生電磁干擾;系統(tǒng)受外界電磁干擾,產(chǎn)生干擾圖像,不能用于診斷 診斷準確性下降
儲存危害 系統(tǒng)在非預(yù)期環(huán)境下儲存和運行 儲存或運行偏離預(yù)定的環(huán)境條件 設(shè)備性能下降 診斷準確性下降
信息系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)安全導致的危害 網(wǎng)絡(luò)安全導致性能受損 病毒、惡意軟件在介入過程中造成成像延遲 惡意軟件干擾器械正常使用 用于介入時影像延遲 介入過程受干擾,病人機能受損
臨床誤判危害 影像數(shù)據(jù)錯誤造成的危害 PET的SUV值計算錯誤 校準過程未正確執(zhí)行 設(shè)備校準不當 影像數(shù)據(jù)錯誤,誤診,漏診
影像質(zhì)量降低造成的危害 圖像偽影 日常維護未正確執(zhí)行 設(shè)備維護不當 影像質(zhì)量降低,誤診,漏診
影像被錯誤理解的危害 影像標記不全 使用者錯誤理解影像上病人身體方位 病人身體左右部位錯誤 誤診、誤治

 

三、正電子發(fā)射磁共振成像系統(tǒng)的相關(guān)標準

PET/MR相關(guān)適用標準見表2

表2 PET/MR相關(guān)適用標準

標準編號

標準名稱

適用情況

GB 9706.1

醫(yī)用電氣設(shè)備 第1部分:基本安全和基本性能的通用要求

適用

YY 9706.102

醫(yī)用電氣設(shè)備 第1-2部分:基本安全和基本性能的通用要求 并列標準:電磁兼容要求和試驗

適用

YY 9706.233

醫(yī)用電氣設(shè)備第2-33部分:醫(yī)療診斷用磁共振設(shè)備的基本安全和基本性能專用要求

適用

GB 7247.1

激光產(chǎn)品的安全 第1部分:設(shè)備分類、要求

有激光產(chǎn)品適用

YY/T 1719

正電子發(fā)射斷層成像及磁共振成像設(shè)備通用技術(shù)要求

適用

YY/T 1840

醫(yī)用磁共振成像設(shè)備通用技術(shù)要求

適用

GB/T 18988.1

放射性核素成像設(shè)備性能和試驗規(guī)則第1部分正電子發(fā)射斷層成像裝置

IEC標準和NEMA標準選其一適用

GB/T 25000.51

系統(tǒng)與軟件工程系統(tǒng)與軟件質(zhì)量要求和評價(SQuaRE)第51部分:就緒可用軟件產(chǎn)品(RUSP)的質(zhì)量要求和測試細則

適用

 

四、正電子發(fā)射磁共振成像系統(tǒng)性能研究試驗要求

產(chǎn)品性能指標條款可以參照YY/T 1719、YY/T 1840和GB/T 18988.1的相關(guān)要求,結(jié)合產(chǎn)品特征進行制定。

1、化學和物理性能研究、電氣系統(tǒng)安全性研究

開發(fā)人需開展產(chǎn)品非臨床研究,需明確適用的標準或方法。關(guān)于適用標準中的不適用條款,需要明確原因。

開發(fā)人需開展產(chǎn)品性能研究,結(jié)合產(chǎn)品掃描模式、應(yīng)用模式、技術(shù)特點等,開展相應(yīng)的測試驗證研究。

PET部分需參照PET/CT指導原則和PET/CT指導原則(數(shù)字化專用)開展研究。

MR部分需參考MR指導原則開展研究。

PET/MR部分需開展PET/MR兼容性、PET衰減校正、運動校正準確性、圖像配準精度等研究。

開展新技術(shù)/關(guān)鍵技術(shù)的驗證確認研究。新技術(shù)的設(shè)計與實現(xiàn)采用了國際標準或技術(shù)規(guī)范的,應(yīng)明確相應(yīng)名稱。若采用了國家標準、行業(yè)標準以外的標準或模體進行測試的,應(yīng)明確相關(guān)信息及詳細的測試方法。

2、輻射安全研究

通常PET/MR設(shè)備本身沒有放射性輻射。其輻射來源于注射于病人的放射性核素或者質(zhì)控、校準使用的放射源,在這種情況下,需要明確如何對輻射進行控制和防護,特別是涉及放射源的情況。

3、軟件研究

開發(fā)人可以依據(jù)《醫(yī)療器械軟件注冊審查指導原則(2022年修訂版)》,開展軟件研究(含現(xiàn)成軟件研究、互操作性研究、GB/T25000.51-2016自測等)。軟件研究需覆蓋全部軟件組件。

開發(fā)人需明確軟件完整版本的全部字段和字段含義,并確定軟件完整版本和發(fā)布版本。

若采用深度學習算法等人工智能技術(shù),開發(fā)人可以參照《人工智能醫(yī)療器械注冊審查指導原則》開展相應(yīng)研究。

開發(fā)人可以參照《醫(yī)療器械網(wǎng)絡(luò)安全注冊審查指導原則(2022年修訂版)》開展網(wǎng)絡(luò)安全研究。

若適用,按《醫(yī)療器械軟件注冊審查指導原則(2022年修訂版)》開展互操作性研究。

4、生物學特性研究

明確產(chǎn)品中與人體接觸部件(床面、線圈、綁帶、頭托等)材料、接觸類型。開發(fā)人可以依據(jù)GB 16886.1《醫(yī)療器械生物學評價第1部分:風險管理過程中的評價與試驗》的方法,開展生物學評價研究。

5、清潔和消毒研究

需明確推薦的消毒工藝(方法和參數(shù)、消毒頻率、消毒介質(zhì))以及所推薦清潔消毒方法確定的依據(jù)。開展清潔消毒有效性的驗證確認研究。

6、動物試驗

開發(fā)人在產(chǎn)品研制過程中可參照《醫(yī)療器械動物試驗研究注冊審查指導原則第一部分:決策原則》確認是否需要進行動物試驗。開展動物試驗時需參照《醫(yī)療器械動物試驗研究技術(shù)審查指導原則》(第二部分:實驗設(shè)計、實施質(zhì)量保證)相關(guān)要求。

通常對于沒有PET/MR產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)驗的全新制造商,在研制第一款PET/MR產(chǎn)品時可以考慮動物試驗進行驗證。另外,研制產(chǎn)品和已上市同類產(chǎn)品相比發(fā)生重大變化時,如:設(shè)備采用全新的工作原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計,屬于全新設(shè)備,國內(nèi)市場上沒有與之類似的上市設(shè)備;設(shè)備采用了新的關(guān)鍵器件,該器件具有全新的技術(shù)特性,其對設(shè)備的應(yīng)用和操作產(chǎn)生了較大的影響,所獲得的影像質(zhì)量也有很大區(qū)別;在原有的基礎(chǔ)上開發(fā)了新的臨床應(yīng)用領(lǐng)域等情況,可以考慮動物試驗進行驗證。

動物試驗可作為模體試驗的補充,例如新算法圖像質(zhì)量的驗證和延時成像、快速成像、動態(tài)成像、定量成像等功能的驗證。

7、穩(wěn)定性研究

7.1使用穩(wěn)定性

開發(fā)人可以依據(jù)《有源醫(yī)療器械使用期限注冊技術(shù)審查指導原則》,開展產(chǎn)品使用期限的研究。

對于某些部件,應(yīng)單獨確定其使用期限。該期限可以與整機相同,也可不同。這些部件包括但不限于:需定期更換的部件、光學/輻射敏感部件、機械磨損部件等(如PET探測器、檢查床、磁體、譜儀、射頻線圈、梯度線圈、其他電氣部件等)。

對于用時間作為壽命評估單位不合適的部件,可進行適合部件本身特性的單獨規(guī)定。應(yīng)開展相應(yīng)部件使用期限的驗證研究。

7.2運輸穩(wěn)定性

開發(fā)人需開展運輸穩(wěn)定性和包裝研究,證明在規(guī)定的運輸條件下,運輸過程中的環(huán)境條件不會對醫(yī)療器械造成不利影響。

開發(fā)人可以參考GB/T 14710等相關(guān)標準進行研究。PET/MR 至少應(yīng)執(zhí)行GB/T 14710-2009 中關(guān)于氣候環(huán)境的低溫存儲試驗、高溫存儲試驗和濕熱存儲試驗。可攜帶部件應(yīng)執(zhí)行GB/T 14710-2009 中機械環(huán)境的振動試驗和碰撞試驗。也可以采用其他方法或者標準進行研究,但需明確理由。

 

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來源:嘉峪檢測網(wǎng)

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