有源医疗器械使用期限评价方法

2024-01-30 14:09:52, 鲍黎涛

有源医疗器械使用期限评价方法

按照我国医疗器械法规关于产品使用期限及有效期的要求，医疗器械注册申请人应在注册资料中明确产品的使用期限并提供相应的验证资料。国家药品监督管理局于2019年5月14日发布了《有源医疗器械使用期限注册技术审查指导原则》，给出了有源医疗器械使用期限评价的详细指引。为帮助医疗器械生产企业深入了解有源医疗器械使用期限评价的要求，促进相关从业人员有能力完成使用期限评价，科鉴可靠性基于《有源医疗器械使用期限注册技术审查指导原则》研究出一套评价方法，本文将对此方法进行详细介绍。

一、指导原则背景介绍

有源医疗器械可实现对疾病的诊断、预防、监护和治疗等功能，为了在临床使用中维持上述功能，医疗器械注册申请人/注册人需确定产品的使用期限。在该期限内，除了应保证产品安全使用，也应保证产品有效使用。同样，在该期限内，即意味着产品采用的所有风险控制措施仍然有效，已知剩余风险依然在可接受范围内。《有源医疗器械使用期限注册技术审查指导原则》旨在指导研究人员分析产品使用期限，指导医疗器械注册申请人/注册人提交有源医疗器械使用期限的注册申报资料，同时指导审评人员对相关文件进行审查。

《有源医疗器械使用期限注册技术审查指导原则》是对有源医疗器械使用期限的一般性要求，注册申请人应根据申报产品的特性提交注册申报资料，判断指导原则中的具体内容是否适用，不适用内容应详述理由。注册申请人也可采用其他满足法规要求的替代方法，但应提供详尽的研究资料和验证资料。

《有源医疗器械使用期限注册技术审查指导原则》是在现行法规和标准体系以及当前认知水平下，并参考了国外法规、指南和技术报告制定的。随着法规和标准的不断完善，以及认知水平和技术能力的不断提高，相关内容也将适时进行修订。

二、评价方法

本评价方法依据《有源医疗器械使用期限注册技术审查指导原则》进行编写，通过可靠性分析、仿真计算、加速老化试验、疲劳测试、经验数据类比分析、风险分析等方法，对有源医疗器械进行验证，确定使用期限。

本方法通过将有源医疗器械分解为不同子系统/部件的方式进行评价。首先应详细分析分解关系，在此基础上通过不同的分解方式（将产品分为关键部件及非关键部件和/或特征部件及非特征部件和/或可更换部件及不可更换部件和/或运动部件及非运动部件和/或电子部件及机械部件等）确定产品的使用期限。

三、产品分解

根据有源医疗器械的特性，将产品进行分类，可参考以下分类方式：关键部件或非关键部件，特征部件或非特征部件，可更换部件或可更换部件，运动部件或非运动部件，电子部件或机械部件等。

在编制产品构型时，需注明各部件的技术状态，详见下表1。

四、部件验证方案

a) 可更换部件

针对可更换部件，主要是寿命件、成本较低且易于更换的部件，按照产品技术要求进行定期更换，不会对产品使用期限产生影响，故不需要对可更换部件进行使用期限验证。考虑到故障影响，应对其进行风险分析，确认在其发生故障时不会对人员或设备产生安全影响。

针对非寿命件，应对其进行可靠性指标预计或论证（可通过历史故障数据统计），确定其平均故障间隔时间（MTBF），从而确定更换周期。

b) 不可更换部件

针对不可更换部件，主要是无法更换/维修，或更换成本较高的部件，或发生故障将对设备产生破坏性影响导致整机无法修复，或发生故障将造成人员伤亡。这些部件发生故障后，直接影响产品使用期限，应对这一类部件进行使用期限验证。在开展验证工作时按以下顺序对部件进行分类：

1、有历史故障数据的部件

对于有历史故障数据的部件，应对其在其它型号整机上运行的历史故障进行统计，包括在指定工作周期内的统计样机数量、累计通电工作时间、故障总数等，从而得出该部件平均故障间隔时间（MTBF）的点估计值。根据GJB 899A对可靠性指标进行评估，得出MTBF的置信区间，部件寿命应不小于置信下限值。

部件历史故障数据统计方式可参见表2。

2、有类似产品的新研部件

对于新研部件，如果有类似产品，硬件结构基本一致，材料基本一致，电气性能指标（电压，功率，电流）接近，主要的工艺流程类似，工作环境和临床参考使用强度，可通过类比分析的方式来评价该部件的使用期限。

部件类比分析信息表见表3。

3、其它新研部件

对于无类似产品的新研部件，可采取可靠性分析、仿真计算、加速老化试验、疲劳测试等方式对使用期限进行验证。

对于电子部件，可采用可靠性预计、可靠性仿真或加速寿命试验的方式来验证使用期限。若能提供元器件级的BOM表清单，则优先考虑根据GJB299C进行可靠性预计的方式计算出MTBF值，从而评估该部件的使用期限。若电子部件的组成清单中均为模块级，且无失效率数据，可考虑对其开展可靠性仿真或加速寿命试验。开展加速试验前，可先预设定一个使用期限目标值，计算加速因子，编写加速试验大纲，明确试验时长。若加速试验期间故障数少于大纲要求，则满足使用期限要求。

对于机械部件，可采用可靠性预计、加速老化试验的方式来验证使用期限。若为标准机械件，优先考虑根据NSWC-98/LE1《机械设备可靠性预计程序手册》找到相应部件的故障率模型，进行可靠性预计计算出MTBF值，从而评估该部件的使用期限。

对于运动部件，可开展疲劳测试。例如：预期机械臂在10年内伸缩10万次，那么可以通过10~15万次机械试验之后观察机械臂的状态得出结论。

如开展加速试验，可参照电子工业出版社《装备加速试验与快速评价》（高军、唐翔主编）一书和GB/T 34986（电子）、GB/T 20854（金属结构）、GB/T 10485和GJB 92.2（非金属）、YY/T 0681.1（无菌包装）等标准。

五、部件评价报告

对各部件依据相应的验证方案完成使用期限验证后，应分别出具验证报告，并汇总如下表4。

六、整体评估

根据表1及表4，被评价的有源医疗器械共X个部件，其中X个部件需要开展使用期限验证工作。通过历史故障数据得出结论的部件共X个，通过类比分析得出结论的部件共X个，通过可靠性预计得出结论的部件共X个，通过可靠性仿真得出结论的部件共X个，通过加速寿命试验得出结论的部件共X个，通过加速老化试验得出结论的部件共X个，通过疲劳测试得出结论的部件共X个。以上部件级的验证结论需满足被评价的有源医疗器械使用期限的要求。

七、建议

根据在进行有源医疗器械使用期限评价时开展的工作及评价结论，提出相应的建议，保证和提高产品的使用期限。主要包括以下方面：

1）加强设计制造过程中工艺管理，采取优化固定方式、优化线缆布局、增加限位装置、优化耗材选型等措施，减少因工艺原因导致的故障，保障系统使用寿命；

2) 加强使用及操作人员培训工作，同时在危险部件显眼处强贴警示装置，规范操作流程，避免因操作不当或非正常的接触带电部件导致系统故障或人员伤亡；

3)从设计上考虑采取必要的简化设计措施，优化元器件选型，避免或减少因元器件失效导致的系统故障；

4) 加强定期维护保养工作，对寿命件及时更换，避免因寿命件超期使用导致对系统产生安全及破坏性影响；对紧固件定期检查，避免因紧固件脱落导致系统悬挂部件掉落，从而造成人员伤亡；

5) 系统的使用环境应符合医疗环境相关标准的要求。

八、最终提交的材料清单

有源医疗器械使用期限评价工作成果清单应在注册时一并提交，主要如下：

1) 安全性分析报告；

2) 可靠性预计报告；

3) 电子部件加速寿命试验报告；