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手术显微镜研发实验要求、主要风险与相关标准

嘉峪检测网        2020-12-01 15:29

本文适用于显微手术和诊断治疗时用于观察的手术显微镜,不包含带有荧光造影功能的手术显微镜。在实际应用中常采用的产品名称为:手术显微镜、眼科手术显微镜。

 

手术显微镜的结构和组成

手术显微镜通常由一个观察的光学系统、照明系统、支架、电气装置组成。可根据不同的使用要求配置各种相应的配件,如助手镜、图像采集处理系统等。

 

手术显微镜相关标准

GB 7247.1—2012    激光产品的安全第1部分:设备分类、要求

GB 9706.1—2007    医用电气设备第1部分:安全通用要求

GB 11239.1—2005 手术显微镜第1部分:要求和试验方法

GB/T 191—2008 包装储运图示标志

GB/T 9969—2008 工业产品使用说明书总则

GB/T10050—2009  光学和光学仪器参考波长

GB/T 14710—2009 医用电器环境要求及试验方法

GB/T 20145—2006 灯和灯系统的光生物安全性

YY 0505—2012 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 1057—2016 医用脚踏开关通用技术条件

YY 1296—2016 光学和光子学手术显微镜眼科用手术显微镜的光危害(适用眼科手术显微镜)

YY/T 0316—2016   医疗器械风险管理对医疗器械的应用

YY/T 0664—2008   医疗器械软件软件生存周期过程

YY/T 0466.1—2016 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

 

手术显微镜的主要危害

 

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/保护设计缺陷,导致电击危险防护能力较低,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;支撑装置载荷设计不合理,固定不牢固,机械调节支撑件强度不足,立式设备脚轮锁定不良,设备稳定性差,设备面、角、边粗糙,对使用者造成机械损伤;电磁兼容性不符合要求,导致设备基本性能降低或干扰其他设备的正常工作;受潮防护能力不足,导致电击危害。

光源部件产生大量的热能,防护罩未采用隔热措施导致可接触的外表面温度过高,且未张贴警示性符号,导致高温危害;光源部件未设计过滤措施,导致光斑直射患者敏感区域(如眼底黄斑等),造成光照危害。

与人体直接接触部件材料的生物相容性问题。

随机文件中要求不恰当不规范:使用说明书未对设备正确使用的内容和执行方式、设备的维护、保养方式、方法、频次进行说明,导致设备不能正常使用。

元器件、附件或组件功能失效:光源输出异常(照度增加或减小)、图像采集异常导致设备无法获取准确的图像、控制组件(如脚控等)失灵导致操作失控和安全性能出现隐患。

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、器件松动,致使关键元器件,如光源,稳定性等性能指标降低,安全性能出现隐患。

重要的安全机构未张贴警示性符号,导致误操作后的机械损伤。

适应症的缺失和对医护人员的告诫不足导致被检查者受伤。

制造过程

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

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。

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。

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。

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。

环境因素

物理学(如热、压力、时间):液体、过热/冷环境可能导致设备不能正常工作。

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;A类设备在B类设备的环境中使用会对公共电网产生影响,干扰公共电网中其他用电设备的正常运行。

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、光源光照强度不稳定。

清洁、消毒

使用说明书中推荐的清洗消毒方法未经确认。

使用者未按要求进行防护、清洗和消毒(如:使用错误的消毒剂)

处置和废弃

未提供信息或提供信息不充分:未在使用说明书中对设备的废弃物处置进行提示性说明。

材料

生物相容性:与人体接触的部件材料选择不当可致过敏等反应。

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、缺少必要的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;若需客户自行安装未详细说明装配过程和注意事项;未说明故障排除指南。

机械结构如限位、锁紧等安全装置使用程序不明确或不清晰。

悬挂额外重物,导致机器悬挂重量过载;

清洗、消毒方法不明确。

光源过热的警告不明确或不清晰。

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。

失效模式

光路故障:光强度不受控、放大率不正确、成像模糊、光学元器件受潮。

软件故障:用户文档中提到的功能不可执行;无法显示图像或图像不清晰等;

机械故障:平衡、锁紧装置失效,导致机械的悬架臂突然下坠或转动关节无法锁紧。

 

危害分类、危害形成的因素、可能的后果之间的关系

危害分类

危害形成的因素

可能的后果

能量

危害

 

电磁能

使用环境内其他设备(移动电话、高频手术设备、微波手术设备等)对手术显微镜产生电磁干扰导致以下问题:电气设备输出参数(如照度)非预期增加或减小;控制组件(如工控机控制的机械组件)和显微镜变倍调焦功能突然失灵。

伤害患者眼睛,危害手术过程的安全进行。

电能

应用部分漏电流超过标准要求;绝缘失效;接地不良,对地阻抗大;应用部分与带电部分没有充分隔离;设备的电源插头剩余电压过高;机器外壳的防护罩封闭不良。

使用者或患者电击损伤、死亡。

热能

散热风扇失灵,光源处散热条件变差,长时间使用造成局部温升过高,引起组件着火;误接触高温外部。

引起火灾;烫伤。

机械能

机械调节装置松动造成悬挂臂突然下坠;平衡、锁紧装置失灵。

患者机械损伤。

光能

光斑太大或太小;光源含有紫外线成分;光源含有近红外线成分;光斑中心直射患者敏感区域。

可能对眼睛造成不适甚至损伤。

生物学危害

再次或交叉感染

公共场所未经清洗、消毒的与人体接触的部件引起的交叉感染。

患者或操作者接触部位损伤

原材料

手术显微镜的原材料有毒有害对人体造成的危害。

对人体产生潜在的危害

化学

危害

清洁剂或消毒剂

使用的清洁剂、消毒剂残留引发的危害。

对人体或环境产生潜在的危害

信息

危害

标记

包括标记缺少或不正确,标记的位置不正确,不能永久贴牢和清楚易认等,如可接触高温部件无警示标识;安全平衡装置无警示标识;挂接处无警示标识。

误接触或误操作引起烫伤或患者机械损伤。

操作说明书

说明书未对部件/附件安装和使用作出说明;说明书未对消毒、灭菌等维护信息作出详细说明;错误的附件安装说明;说明书对产品性能特征、适用范围、使用限制等描述不规范、不完整;说明书未对故障排查作详细说明;说明书未对合理可预见的误用进行警告。

非预期或超范围使用;设备不能正常工作;操作结果出现偏差,严重时延误治疗;损坏设备;使用者受到电气伤害。

操作

危害

非预期操作

意外的踩踏或地板刹车锁定装置解锁引起设备非预期性移动。

操作者操作失误导致被检查者损伤。

使用

错误

在注册申请人规定的使用环境条件外使用产品,可能造成观察误差过大。

 

损坏设备;手术无法正常进行,延误治疗;产品寿命降低,严重时导致使用者受到电气伤害。

失效产生的危害

贮存条件有误

在注册申请人规定的贮存环境条件外贮存产品。

可能造成产品的损坏或无法正常工作,产品寿命降低。

功能的丧失或损坏

照明光源输出不稳定,或明或暗;光路控制失效,设备照度意外增加或突然失去照明;电气控制组件失效。

影响手术过程的安全进行

 

手术显微镜的主要性能指标

手术显微镜应执行GB 11239.1—2005《手术显微镜第1部分:要求和试验方法》的要求。

1.光学和机械性能

1.1手术显微镜的光学性能应符合表4的要求。

 

光学性能要求

序号

标准

要求

1

总放大率误差

±7.5%

2

左右光学系统之间的放大率差

≤1.5%

3

左右光学系统之间的视场应一致

在物镜像平面内垂直方向的偏移量(mm)

≤0.2

水平方向的偏移量(mm)

≤0.4

4

左右光学系统之间的焦距差

DL/R≤1.5·DF

5

在最高放大率视场中心的分辨力不小于(线对/mm)

1800·NA

6

左右视场之间的像倾斜差

≤2°

7

目镜

1)左右光学系统之间出射光瞳高度差(mm)

置视度刻值在0位

≤1.5

2)如使用视度,一个视度刻划的校正误差(m-1)

零视度指示误差±0.25

3)瞳距最小调整范围(mm)

55~75

4)视度最小调整范围

常用(m-1)

+5~-5

高眼点(m-1)

+2~-4

注:

手术显微镜研发实验要求、主要风险与相关标准

 

1.2成像齐焦性

手术显微镜在最高放大率时调焦清晰后,改变放大率至最低放大率,不加调焦,视场中心的分辨力应不低于20线对/mm,若最低放大率的分辨力低于该值,则应以最低放大率的分辨力为依据。

1.3视场相对允差

手术显微镜左右视场直径相对允差应不大于2.5%。

1.4视场中心偏移量

手术显微镜变换放大率后,手术显微镜视场中心的偏移量应不大于视场直径的10%。

1.5目视配套件

手术显微镜目视配套光学件的光学性能也应符合表4中序号2、3、6、7第1)项的要求,其最高放大率视场中心的分辨力不小于1500NA线对/mm;目视配套光学件或影像记录装置的视场中心与手术显微镜视场中心应重合,其偏移量应不大于手术显微镜视场直径的10%。

1.6照明装置

手术显微镜的照明装置应使视场内照明均匀、边缘整齐,并有足够的照度,其显色指数应大于85%,受照面温升转换为辐照度Ee应不超过1000W/m2。

1.7光学清洁度

手术显微镜光学系统内部应清洁,在目镜视场内不应有明显的和影响观察的麻点、划痕、气泡等疵病和附着物存在,从物镜方向观察时,不应有明显的光学零件破边、油污和附着物。

1.8噪声

手术显微镜工作时的噪声应不大于65dB。

1.9机架性能

手术显微镜的支架应稳固、运动应平稳、舒适可靠,活动环节应定位牢固。

1.10手术显微镜的脚踏开关应符合YY 1057—2016《医用脚踏开关通用技术条件》的标准要求。

1.11如配有图像采集处理系统、助手镜或其他配件,应规定产品自身功能特性要求。

2.环境试验要求

环境试验项目、试验要求和检验项目按GB 11239.1—2005中表4规定进行。

3.安全指标要求

3.1光辐射安全要求

对于非眼科手术显微镜,建议企业提供光辐射安全验证资料,推荐采用GB/T 20145—2006标准。GB/T 20145—2006标准适用于所有非相干光源含LED光源。眼科手术显微镜应符合YY 1296—2016标准要求。如产品含有激光,应符合GB 7247.1—2012的要求。

3.2电气安全要求

手术显微镜应符合GB 9706.1—2007标准要求。

3.3电磁兼容性要求

应符合YY 0505—2012中规定的要求。

 

手术显微镜的研究要求

 

1.产品性能研究

应当进行的产品性能研究包括功能性、安全性指标(如电气安全、电磁兼容和光学安全)以及与质量控制相关的其他指标。

2.生物相容性评价研究(若适用)

应对产品中与患者和操作者接触材料的生物相容性进行评价。生物相容性评价根据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》的标准进行。

生物相容性评价研究资料应当包括:

(1)生物相容性评价的依据和方法。

(2)产品所用材料的描述及与人体接触的性质。

(3)实施或豁免生物学试验的理由和论证。

(4)对于现有数据或试验结果的评价。

3.消毒工艺研究

终端用户消毒:应当明确推荐的消毒工艺(方法和参数)以及所推荐消毒方法。

4.产品使用期限和包装研究

应明确产品使用期限和验证。应基于风险分析重点考虑元器件本身的老化、使用环境如温湿度等对产品风险、收益的影响。对光源等有限次使用部件或与主机使用期限不一致的部件(如适用),应验证使用次数或使用期限。

应对产品的包装及包装完整性进行研究,评价试验的有效性是对产品进行运输试验与跌落试验后都能保持工作正常且产品包装完整。

产品包装标记应符合GB/T 191、YY/T 0466.1的要求,并提供符合证据和使用期限内完整性的依据。

5.软件研究(若适用)

6.光辐射安全研究(若适用)

应对产品所用光源的光危害和光辐射安全进行评价,如LED光源推荐参考GB/T 20145—2006《灯和灯系统的光生物安全性》对光源的光危害和光辐射安全进行评价。特别地,对于眼科用手术显微镜的所用光源,应按照YY 1296—2016对产品的光危害性进行评价。如产品含有激光,应对激光的安全性进行评价。

 

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来源:嘉峪检测网