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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2025-10-20 09:07
對(duì)于普通消費(fèi)品,MTBF測(cè)試可能僅僅關(guān)系到用戶體驗(yàn)和商家信譽(yù);但對(duì)于醫(yī)療器械,MTBF測(cè)試直接關(guān)系到患者安全和醫(yī)療質(zhì)量。比如監(jiān)護(hù)儀故障可能漏檢生命體征異常,而高M(jìn)TBF意味著設(shè)備故障概率低,能減少設(shè)備問題引發(fā)的醫(yī)療事故,為患者治療提供穩(wěn)定保障;醫(yī)院診療流程高度依賴設(shè)備,如影像設(shè)備、檢驗(yàn)設(shè)備等,通過MTBF測(cè)試篩選高可靠性設(shè)備,可減少設(shè)備停機(jī)維修時(shí)間,保障診療工作有序開展。與普通產(chǎn)品相比,醫(yī)療器械MTBF測(cè)試的不同主要體現(xiàn)在:測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格、測(cè)試環(huán)境更貼近臨床實(shí)際使用條件、測(cè)試樣本數(shù)量確定更為科學(xué)、測(cè)試數(shù)據(jù)記錄與分析更為詳盡。
1.MTBF測(cè)試特殊要求
醫(yī)療器械MTBF測(cè)試核心需要圍繞患者安全底線、醫(yī)療場(chǎng)景適配性、行業(yè)強(qiáng)合規(guī)性三大原則:
1.1故障模擬不得引發(fā)安全風(fēng)險(xiǎn)
測(cè)試方案規(guī)劃要基于“不引入新的安全隱患”的前提,禁止破壞性故障模擬,測(cè)試中若需要模擬部件老化、性能衰減等故障問題,需避免出發(fā)設(shè)備的安全保護(hù)失效(如漏電流超標(biāo)、機(jī)械防護(hù)斷裂),必須在設(shè)備自帶的安全機(jī)制(如過載保護(hù)、應(yīng)急停機(jī)等)生效范圍內(nèi)。測(cè)試方案還應(yīng)與設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)管理報(bào)告相關(guān)聯(lián),覆蓋高風(fēng)險(xiǎn)故障模式,確保測(cè)試結(jié)果能直接支撐風(fēng)險(xiǎn)控制。
1.2測(cè)試環(huán)境應(yīng)模擬真實(shí)臨床環(huán)境
普通產(chǎn)品的MTBF測(cè)試通常在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行,而醫(yī)療器械的測(cè)試環(huán)境需要最大限度地模擬實(shí)際臨床使用環(huán)境,避免測(cè)試數(shù)據(jù)與真實(shí)工況脫節(jié)。
例如,麻醉機(jī)MTBF測(cè)試需要在模擬手術(shù)室溫度、濕度環(huán)境下進(jìn)行,并要模擬不同氣體的接入、不同呼吸回路的連接與拆卸,以及模擬臨床使用中常見的移動(dòng)、調(diào)節(jié)等操作。診斷類設(shè)備如全自動(dòng)生化分析儀,測(cè)試時(shí)需要模擬實(shí)驗(yàn)室環(huán)境,考慮試劑裝載、樣本污染、電源波動(dòng)等真實(shí)場(chǎng)景。家用醫(yī)療器械如血糖儀,則需要模擬家庭使用環(huán)境,包括非專業(yè)人員的操作失誤可能帶來的影響。除顫儀等類型的急救設(shè)備需模擬移動(dòng)顛簸的運(yùn)輸狀態(tài)。輸液泵扥類型的消毒場(chǎng)景設(shè)備要考慮反復(fù)消毒老化對(duì)MTBF的影響。為避免設(shè)備在MTBF測(cè)試中因電磁干擾誤判為“故障”,還需同步滿足電磁兼容(EMC)測(cè)試。
1.3合規(guī)性:必須符合醫(yī)療專用標(biāo)準(zhǔn)
醫(yī)療器械 MTBF 測(cè)試需嚴(yán)格遵循醫(yī)療行業(yè)專屬標(biāo)準(zhǔn),而非通用可靠性標(biāo)準(zhǔn)(如 IEC 61709),合規(guī)性是測(cè)試結(jié)果有效的前提。如國際標(biāo)準(zhǔn):IEC 60601-1《醫(yī)用電氣設(shè)備通用安全要求》、國家標(biāo)準(zhǔn)GB 9706系列、國家藥監(jiān)局(NMPA)發(fā)布的相關(guān)試驗(yàn)指南文件。
2.不同醫(yī)療器械的MTBF測(cè)試重點(diǎn)
不同類型醫(yī)療器械因其臨床應(yīng)用場(chǎng)景不同,MTBF測(cè)試也有不同的側(cè)重點(diǎn)。
診斷設(shè)備(如CT、MRI、超聲設(shè)備)的測(cè)試重點(diǎn)在于影像質(zhì)量和診斷準(zhǔn)確性的穩(wěn)定性。例如,CT設(shè)備的MTBF測(cè)試需要特別關(guān)注X射線管的壽命和探測(cè)器的穩(wěn)定性,因?yàn)檫@些直接影響圖像質(zhì)量。
治療設(shè)備(如放療設(shè)備、手術(shù)機(jī)器人、輸液泵)的測(cè)試則更關(guān)注治療精度和劑量控制的可靠性。如輸液泵的MTBF測(cè)試需要特別關(guān)注流量精度,因?yàn)槲⑿〉恼`差可能導(dǎo)致藥物過量或不足,產(chǎn)生嚴(yán)重后果。
生命支持設(shè)備(如呼吸機(jī)、麻醉機(jī)、體外膜肺氧合)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)最為嚴(yán)格,通常要求接近零故障率。這類設(shè)備往往采用冗余設(shè)計(jì),MTBF測(cè)試也需要驗(yàn)證冗余系統(tǒng)的可靠性。
家用醫(yī)療器械(如血糖儀、電子體溫計(jì)、家用呼吸機(jī))的測(cè)試則需要考慮非專業(yè)人員的操作因素,測(cè)試設(shè)計(jì)中需要加入人為誤操作場(chǎng)景。
3.MTBF測(cè)試規(guī)劃實(shí)施
在進(jìn)行MTBF測(cè)試時(shí),通常會(huì)面臨測(cè)試周期長、成本高、標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜且不斷更新等挑戰(zhàn),為應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn),所以在測(cè)試實(shí)施中我們要關(guān)注:
在早期產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段,我們的設(shè)計(jì)工程師應(yīng)該將可靠性考量融入該階段,而非僅僅作為上市前的驗(yàn)證步驟。通過可靠性設(shè)計(jì)(DFR)方法,在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段考慮可靠性,可以顯著提高產(chǎn)品MTBF,并減少后期測(cè)試階段的反復(fù)。并采用可靠性模擬和預(yù)測(cè)模型,如故障物理方法和可靠性框圖,在產(chǎn)品實(shí)物化前預(yù)測(cè)其可靠性,指導(dǎo)測(cè)試方案設(shè)計(jì)。后結(jié)合使用多種測(cè)試方法,包括加速壽命測(cè)試、高加速壽命測(cè)試(HALT)、可靠性增長測(cè)試等,在保證測(cè)試效果的同時(shí),縮短測(cè)試周期,降低測(cè)試成本。同時(shí)充分利用同類產(chǎn)品的歷史數(shù)據(jù)、供應(yīng)商數(shù)據(jù)和市場(chǎng)反饋數(shù)據(jù),優(yōu)化測(cè)試方案,使測(cè)試更有針對(duì)性。
醫(yī)療器械MTBF測(cè)試的樣本選擇不僅需要滿足統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,還需要考慮臨床使用的代表性。一方面,測(cè)試樣本量需要足夠大,以確保測(cè)試結(jié)果的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。另一方面,測(cè)試樣本需要覆蓋不同生產(chǎn)批次、不同配置型號(hào),以全面評(píng)估產(chǎn)品的可靠性。對(duì)于大型醫(yī)療設(shè)備如CT、MRI,由于成本高昂,通常不會(huì)進(jìn)行全壽命測(cè)試,而是采用加速壽命測(cè)試方法,通過增加應(yīng)力強(qiáng)度來縮短測(cè)試時(shí)間,同時(shí)通過數(shù)學(xué)模型推算出正常使用條件下的MTBF。
醫(yī)療器械MTBF測(cè)試的數(shù)據(jù)記錄與分析要求遠(yuǎn)高于普通產(chǎn)品。每一個(gè)故障、每一個(gè)異常都需要被記錄、分析和追溯,直至找到根本原因。測(cè)試過程中需要記錄包括環(huán)境條件、操作流程、故障模式、故障時(shí)間、維修措施等在內(nèi)的全方位數(shù)據(jù)。對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析不僅要確定MTBF值,還要識(shí)別故障模式分布,為產(chǎn)品改進(jìn)提供方向。
將MTBF測(cè)試視為產(chǎn)品的全生命周期(研發(fā)-生產(chǎn)-使用-報(bào)廢)的活動(dòng),研發(fā)階段通過 MTBF 測(cè)試優(yōu)化設(shè)計(jì)(如更換易損部件、強(qiáng)化散熱結(jié)構(gòu)),避免因設(shè)計(jì)缺陷導(dǎo)致上市后大規(guī)模故障;生產(chǎn)階段需對(duì)每批次產(chǎn)品進(jìn)行 “小樣本 MTBF 抽檢”,驗(yàn)證生產(chǎn)工藝穩(wěn)定性;使用階段:需結(jié)合維護(hù)保養(yǎng)記錄調(diào)整 MTBF(如定期更換耗材后,MTBF 需重新計(jì)算),幫助醫(yī)院制定設(shè)備更換周期(如手術(shù)器械通常按 MTBF 的 80% 設(shè)定更換時(shí)間)。不僅包括上市前測(cè)試,還包括上市后監(jiān)督和實(shí)際使用數(shù)據(jù)的收集與分析,形成閉環(huán)反饋。

來源:科鑒檢測(cè)