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手术动力设备研发实验要求、主要风险与相关标准

嘉峪检测网        2020-06-23 11:37

本文适用于由网电源、电池或特定电源为手术刀具(如钻、铣、锯、磨、刨……)提供所需机械动力,在外科或骨科手术中对生物体骨组织的切除处理(如:钻孔、铣削、锯切、磨削……)以及在外科、骨科或耳鼻喉科、整容手术中对生物体骨组织和软组织的刨削处理的非治疗类手术动力设备。不适用于配备气动装置的骨动力手机设备和牙科的同类设备。

 

手术动力设备产品研发实验的主要技术指标

 

1.工作条件

1.1 正常工作环境条件(包括环境温度、相对湿度、大气压力)。1.2 网电源供电设备的电源电压、频率、电源电压适用范围。

1.3 电池供电设备中充电电池的输出电压和工作电流、带载连续工作时间和充电电流。

 

2.技术要求

2.1 基本性能要求

2.1.1设备应具备功能状态的设定、控制、显示和(或)指示,并应可以依据刀具的用途和临床要求设定或调节输出参数。

2.1.2设定转速或频次与输出转速或频次的误差应在±3%范围内。

2.1.3空载转速或频次与满载转速或频次的变动率应在5%范围内。

2.1.4设备应能提供足够的动力,生产企业标称的输出力矩(力)和转速或频次应能满足相应骨组织或软骨组织手术的动力要求。

2.1.5设备的电缆、软轴、手机、刀具等应用部分应能承受使用说明书规定的消毒灭菌要求。

2.1.6设备应用部分的不锈钢制品的耐腐蚀性能应符合YY/T 0149-2006中5.4b级的要求。

2.1.7网电源供电设备空载噪声应不大于75dB(A计权);高频锯类空载噪声建议参照企业标准要求;电池供电设备空载噪声要求建议参照网电源供电设备要求。

2.1.8设备应具备保护(机械保护、电击防护)功能(YY/T 0752-2009中4.8.3、4.8.4的要求)。

2.1.9控制按钮:手机的控制按钮操作灵活可靠。

2.1.10设备各部件连通接头配合良好,装卸应方便。

2.1.11各接口及安装连接部位锁紧机构应牢固可靠,锁紧后不得松动,正常工作时不得脱落。

2.2 手机性能要求

2.2.1手机夹头的硬度应不小于HRC45。

2.2.2手机对手术刀具的装夹力应符合以下要求:

2.2.2.1 轴向施加不小于30 N的拉力应不滑脱;

2.2.2.2 承受1.5倍的标称力矩应不打滑。

2.2.3装卸刀具无须借助附件工具进行(带钥匙三爪钻夹头接口除外)。

2.2.4径向圆跳动应不大于0.1 mm。

2.2.5轴向移动应不大于0.5 mm。

2.2.6在标称输出转速或频次下空载连续运转5 min(网电源供电的设备)或15 秒(电池供电的设备),表面温度应不大于50 ℃。

2.2.7表面粗糙度Ra≤1.6 μm(不含喷砂、塑胶、亚光、磨砂等特殊处理的表面),不得有锋梭、毛刺、尖角。

2.3 软轴性能要求(若适用)

2.3.1弯曲半径小于或等于120 mm时能够正常工作。

2.3.2长度不小于1800 mm。

2.3.3软轴与主机,软轴与手机之间的装卸应无需借助附件工具,轴向施加不小于30 N的拉力不滑脱。

2.4 电缆性能要求(若适用)

2.4.1长度不小于3 m。

2.4.2与手机和主机的连接应可靠,轴向施加不小于20 N的拉力应不滑脱。

2.5 脚踏控制器要求(若适用)

2.5.1应符合YY 91057-1999中手术室用密封型脚踏开关的技术要求。

2.5.2与主机连接的脚踏电缆长度应不小于3 m。

2.5.3脚踏电缆与主机连接应方便可靠,轴向施加不小于20 N的拉力应不滑脱。

2.6 刀具技术要求

2.6.1硬度:不锈钢材硬度不小于650 HV10,其他材料硬度不小于750 HV10。

2.6.2表面粗糙度Ra≤0.4 μm,刃口部位粗糙度Ra≤0.8 μm。

2.6.3外观:刀具应平整,不应有锈迹、锋梭、毛刺和明显麻点; 刃口应无缺口、白口、卷口、裂纹等现象。

2.6.4刀具标识应符合YY/T 1052-2004中的规定。

2.6.5其他要求

2.6.5.1 切削刃磨类刀具

切削刃磨类刀具的切削刃口应做成右螺旋槽和右切削、刃口沟槽应制成等前角和等螺旋角、基体芯杆圆跳动偏差不大于0.01 mm,切削刃头部直径尺寸公差不大于0.2 mm。

2.6.5.2 金钢砂磨类刀具

应符合JB/T 7991.4-2001中第4章规定的技术要求。

2.6.5.3 锯类刀具

应符合YY 1137-2005中骨锯通用技术条件的要求。

2.7 刀具识别

设备配有多种类刀具时,手机应对刀具种类具有识别功能或在说明书中对刀具的安装、使用方法和工作参数设定进行详细说明。

 

3.环境试验

环境试验应按GB/T 14710-2009的规定明确所属气候环境试验组别和机械环境试验组别,并建议在注册产品标准中按GB/T 14710-2009中表A.1的形式列出设备环境试验时的具体要求。

 

4.安全要求

4.1 设备和电池充电器的安全要求应符合GB 9706.1-2007标准规定。

4.2 设备的其他安全要求应符合YY/T 0752-2009标准中对电击和对机械危险的防护要求的附加规定。

4.3 应有充电电池带载连续工作时间的要求。

 

5.电磁兼容

应符合YY 0505-2005中规定的要求。

 

6.生物学评价

手术动力设备刀具直接与人体组织接触,应选用符合GB/T 16886.1的材料,或按GB/T 16886.1进行全面生物学评价,并提交生物学评价报告证明其安全性。

对于可能接触人体组织的设备外壳部件或附属部件,应根据临床使用的情况按GB/T 16886.1对其材料进行全面生物学评价,并提交生物学评价报告证明其安全性。

 

7.说明书的特殊要求

7.1 生产企业应声明设备所配置手机输出的参数:

7.1.1圆周运动(转动):力矩(N·cm)、转速(r/min)或频次;

7.1.2往复运动:力(N)、频次、工作行程。

7.2 生产企业应声明设备的适用范围。

7.3 生产企业应对防护功能作详细说明,例如:颅骨钻孔的开颅自停功能、往复锯、铣刀对非切除组织的自停防护功能、磨头的防脱功能等的详细说明。

7.4 应有对设备操作者的培训要求。

 

8.报警的要求(若适用)

应符合YY 0709-2009的要求。

 

9.软件的要求(若适用)

应符合YY/T 0708-2009的要求。

 

10.外观的要求

表面加工及光泽色调均匀,且无伤痕,滚花应清晰,不得有锋棱、毛刺、划痕等缺陷。

 

手术动力设备的相关标准

GB/T 191-2008 包装储运图示标志
GB/T 230.1-2009 金属材料 洛氏硬度试验 第1部分:试验方法(A、B、C、D、E、F、G、H、K、N、T标尺)
GB/T 1220-2007 不锈钢棒
GB/T 4340.1-2009 金属材料 维氏硬度试验 第1部分:试验方法
GB/T 9217.1-2005 硬质合金旋转锉 第1部分 通用技术条件
GB 9706.1-2007 医用电气设备 第1部分:安全通用要求
GB/T 14710-2009 医用电器环境要求及试验方法
GB/T 16886.1-2011 医疗器械生物学评价 第1部分:风险管理过程中的评价与试验
GB/T 16886.3-2008 医疗器械生物学评价 第3 部分:遗传毒性、致癌性和生殖毒性试验
GB/T 16886.5-2003 医疗器械生物学评价 第5部分:体外细胞毒性试验
GB/T 16886.7-2001 医疗器械生物学评价 第7 部分:环氧乙烷灭菌残留量(若适用)
GB/T 16886.10-2005 医疗器械生物学评价 第10部分:刺激与迟发型超敏反应试验
GB/T 16886.11-1997 医疗器械生物学评价 第11 部分:全身毒性试验
YY/T 0149-2006 不锈钢医用器械 耐腐蚀性能试验方法
YY 0174-2005 手术刀片
YY/T 0466.1-2009 医疗器械 用于医疗器械标签、标记和提供信息的符号 第1 部分:通用要求(若适用)
YY 0505-2005 医用电气设备 第1-2 部分:安全通用要求 并列标准:电磁兼容 要求和试验
YY/T 0708-2009 医用电气设备 第1-4部分:安全通用要求 并列标准:可编程医用电气系统(若适用)
YY 0709-2009 医用电气设备 第1-8部分:安全通用要求 并列标准:通用要求,医用电气设备和医用电气系统中报警系统的测试和指南(若适用)
YY/T 0752-2009 电动骨组织手术设备
(注:该标准不适用于气动骨组织手术设备、电池供电的骨组织手术设备和牙科的同类设备)
YY/T 1052-2004 手术器械标志(若适用)
YY 1137-2005 骨锯通用技术条件
YY 91057-1999 医用脚踏开关通用技术条件(若适用)
JB/T 7991.4-2001 电镀超硬磨料制品 磨头
 

手术动力设备产品主要初始危害因素

通用类别

初始事件和环境示例

不完整的要求

设计参数的不恰当规范:可触及金属部分、外壳、应用部分等与带电部分隔离/保护不够,电介质强度不够,导致对电击危险防护不够,可能对使用者或患者造成电击危害;设备插头剩余电压过高;刀具工作时间过长,人体接触的刀具温度过高,手机散热不良或失效,冷却装置冷却功能失效,可能引起烫伤;刀具、手机和主机间连接不牢固;便携式提拎装置不牢固,带脚轮设备锁定不良,移动式设备易翻倒,设备支撑件强度不足,设备面、角、边粗糙,对飞溅物防护不够,都可能对使用者或患者造成机械损伤;进液防护能力不足,造成电气危害;运动零件防脱、防裂功能失效,机械伤害自停防护功能缺失或防护功能失效,造成机械危害;脚踏开关易产生误动作;手术动力设备停电后又恢复时可能造成危险;控制器件固定不紧固造成调节失误;工作时噪声过大干扰医护人员的正常工作;电磁兼容性不符合要求,导致设备自身不能正常工作或干扰其他设备的正常工作;等等。

运行参数不恰当规范:转速、频率、力矩等运行不稳定或与设定值不一致;等等。

性能要求不恰当规范:性能参数与实际适用情况不匹配,导致机械损伤;等等。

与人体直接接触部件材料的生物安全性问题。

服务中的要求不恰当规范:使用说明书未对设备、刀具、电池(若适用)的维护、保养方式、方法、频次进行说明,导致设备、刀具、电池(若适用)不能正常使用;等等。

寿命的结束:设备/附件的使用寿命和贮藏寿命导致设备/附件超期非正常使用而致使稳定性等性能指标降低,安全性能出现隐患;等等。

制造过程

制造过程更改的控制不充分:控制程序修改未经验证,导致设备性能参数指标不符合标准要求;等等。

制造过程的控制不充分:生产过程关键工序控制点未进行监测,导致部件或整机不合格;等等

供方的控制不充分:外购、外协件供方选择不当,外购、外协件未进行有效进货检验,导致不合格外购、外协件投入生产;等等。

运输和贮藏

不恰当的包装:产品防护不当导致设备运输过程中损坏;等等。

不适当的环境条件:在超出设备规定的贮藏环境(温度、湿度、大气压力)贮藏设备,导致设备不能正常工作;等等。

环境因素

物理学的(如热、压力、时间):过热/冷环境可能导致设备不能正常工作;等等。

化学的(如腐蚀、降解、污染):强酸强碱导致设备/刀具损害;非预期使用于有麻醉剂的环境中,可能因为电气连接、设备结构、静电预防不良等引起混合气体爆炸;等等。

电磁场(如对电磁干扰的敏感度):抗电磁干扰能力差,特定环境设备工作不正常;等等。

不适当的能量供应:设备的供电电压不稳定,导致设备不能正常工作或损坏;等等。

清洁、消毒和灭菌

未对消毒过程进行确认或确认程序不规范:使用说明书中推荐的对直接或可能接触患者部件,如刀具、手机或相关部件的消毒方法未经确认,不能对相关部件进行有效消毒;等等。

消毒执行不恰当:使用者未按要求对刀具或相关部件进行防护或消毒,导致院内感染;等等。

处置和废弃

没提供信息或提供信息不充分:未在使用说明书中对刀具的处置和废弃方法进行说明,或信息不充分;未对设备的废弃处置进行提示性说明;等等。

材料

生物相容性:与人体接触的刀具或其他部件选择不当可致过敏等反应;等等。

人为因素

设计缺陷引发可能的使用错误。

易混淆的或缺少使用说明书:如缺少详细的使用方法、缺少必要的技术参数、缺少必要的警告说明、缺少电路图和元器件清单、缺少运输和贮存环境条件的限制;设备在故障状态(如自停保护功能、变压器过载、断开保护接地线、设备的元器件出现故障)下运行可产生危险警示不足;使用不适当的刀具;使用前未检查设备工作状态;操作说明过于复杂,不易懂;未说明如何正确维护、保养设备/附件;等等。

器械的状态不明确或不清晰:无刀具的类型显示,输出参数无法分辨;等等。

设置、测量或其它信息的显示不明确或不清晰:设置或测量参数未标示单位;等等。

错误显示结果:公式错误导致测量结果显示错误;等等。

控制与操作不对应,显示信息与实际状态不对应:设备显示工作速度、频率与探头实际工作速度、频率不一致;等等。

人为因素

与已有的器械比较,样式或布局有争议:显示参数与多数设备通用的显示参数布局不相同,可能引起参数设置错误;等等。

由缺乏技术的/未经培训的人员使用:使用者/操作者未经培训或培训不足,不能正确使用和维护、保养设备;等等。

与消耗品/附件/其他医疗器械的不相容性:未按使用说明书规定使用指定类型和型号的刀具,致设备损坏或人员伤亡;等等。

失效模式

由于老化、磨损和重复使用而致功能退化:刀具由于反复消毒、使用磨损等原因刃口老化、破损致患者伤害;等等。

 

部分危害、可预见的事件序列、危害处境和可发生的损害之间的关系

危害

可预见的事件序列

危害处境

损害

电磁能(电磁干扰)

(1)病房内其它设备对手术动力设备电磁干扰导致电气设备非控制启动、运转;

(2)手术动力装置干扰其他手术设备的正常工作。

(1)设备活动部件意外运动;设置参数自行改变;

 

 

(2)其他同时使用的监护或生命维持系统无法正常工作。

(1)患者机械损伤、死亡;

 

 

(2)间接导致患者死亡。

电能

(1)出厂产品质量控制不严。

(1)应用部分漏电流超过标准要求;

(2)绝缘失效。

患者电击损伤、死亡;

机械力伤害

(1)运动部件防脱、防裂功能失效;

(2)机械伤害自停防护功能缺失或防护功能失效。

应用部分不受控运动。

患者机械损伤或死亡。

运动部件(底座解锁脚踏开关位置不合理)

(1)意外的踩踏;

(2)地板刹车锁定装置解锁。

手术动力设备非预期性移动。

操作者操作失误导致患者损伤、病情加重。

功能的丧失或损坏(手机、刀具)

(1)运动部件长期使用的磨损;

(2)制造时不合格。

(1)防脱、防裂功能失效,刀具飞脱或断裂;

(2)刃口老化、破损

患者受损、病情加重、死亡。

操作(控制器误操作)

(1)未放置在指定位置;

(2)误接触脚踏控制器功能键。

设备活动部分意外运动。

患者受损、病情加重、死亡。

不完整的使用说明书(附件安装)

(1)使用说明书未对部件/配件使用作出详细说明;

(2)使用说明书未对部件安装作出说明;

(3)使用说明书未对部件承载能力作出说明;

(4)错误的部件安装说明。

部件安装不正确,松动、不能正确实现预期的功能、运动部件断裂。

器官受损、病情加重、死亡。

 

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来源:嘉峪检测网