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呼吸机研发实验要求、主要风险与相关标准

嘉峪检测网        2024-03-05 09:16

呼吸机由主机、台车、支撑臂和附件组成。附件包括氧浓度传感器、二氧化碳传感器、脉搏氧饱和度传感器。

按照《医疗器械分类目录》,呼吸机的管理类别为第三类,分类编码为08-01-01治疗呼吸机、08-01-02急救和转运呼吸机、08-01-03高频呼吸机、08-01-04家用呼吸机(生命支持)。

08-01-01的呼吸机预期在专业医疗机构内的重症治疗环境中使用或在专业医疗机构内进行患者转运,预期由培训合格获得授权的医务人员进行操作,应用于依赖机械通气的患者,属于生命支持设备。

急救和转运呼吸机一般用于院外急救和转运环境。

家用呼吸机可用于家庭护理环境。

呼吸机由主机、台车、支撑臂和附件组成。附件包括氧浓度传感器、二氧化碳传感器、脉搏氧饱和度传感器。

 

一、呼吸机的主要风险

 

按照GB/T 42062《医疗器械风险管理对医疗器械的应用》标准的要求,针对呼吸机的安全特征,从能量危害、生物学和化学危害、操作危害、信息危害等方面,对产品风险进行全面分析。表1为呼吸机常见危险举例,表2为呼吸机危险、可预见的事件序列、危险情况和伤害之间的关系举例。

表1 呼吸机危险示例

危险分类

危险二级分类

危险示例

能量危险

电磁能

网电源

人体接触带电部件,或因湿化罐内液体流出导致原本绝缘部分带电,接触后导致触电危害

漏电流(外壳漏电流、对地漏电流、患者漏电流)

辐射能

非电离辐射

热能

高温:高温的气体被送入患者气道

在患者连接口所输送气体的温度,在120 s的时间内,超过70℃或相当于43℃(100%相对湿度)的等效能量(比焓197kJ/m3的干燥空气)

温度、湿度超过预定范围

机械能

倾倒:呼吸机及台车倾倒

悬挂物:管路支撑臂、湿化器悬臂

振动

噪声:呼吸机、呼吸机和联合使用设备(空压机等)运行时的噪音

生物学和化学危险

生物学危险

细菌:重复用管路等附件未经严格消毒感染细菌的危害

设备没有防反流设计或内部消毒方案导致交叉感染

再次或交叉感染:重复用管路等附件未经严格消毒交叉感染的危害

化学危险

患者气道和组织暴露于外来材料中:加工残留物、污染物、添加剂或加工助剂、清洗与消毒试剂残留物、降解或析出物、医用气体等

生物相容性危险

与患者接触材料(面罩等)的生物相容性方面的危害(毒性、致敏等)

操作危险

功能

报警异常

漏气

停机、死机

潮气量输出异常

阀门故障

板卡异常

氧电池异常

空气压缩机故障

传感器故障(包括流量传感器、压力传感器和温度传感器)

氧浓度异常

操作界面异常(黑屏、按键失灵等)

气道压力异常

湿化器故障

电源和电池故障

监测值与设置值偏差

气源输入故障

网络通信故障

阻塞

压力振幅异常

流量异常

意外调节

持续正压异常

涡轮故障

功能连接异常

使用风险

呼吸机模式或参数设置不当

未及时校准传感器(流量传感器、氧传感器等)

未及时更换易损易耗部件(氧电池、管路)

未及时清理积水

清洗消毒不及时

设备运行会在使用者周围形成富氧环境,在明火及易燃物周围使用导致起火

设备关闭后未及时切断外部氧气供应,设备周边形成富氧环境,增加起火风险

灰尘积累过多,未及时清洗

信息危险

标记和说明

使用说明书不完整

性能指标描述不充分

预期用途规定不充分

使用限制条件说明不充分

操作说明

与呼吸机一起使用的附件规定不充分

使用前检查规定不充分

操作指示过于复杂

警告

一次性附件可能被错误地再次使用的危害

使用抗静电或导电的呼吸管路的危害

将呼吸机覆盖或将呼吸机放置于空气流通较差的位置的危害

雾化时使用呼气支路细菌过滤器导致堵塞的危害

其他关于安全使用呼吸机的警告

服务和维护规格

服务和维护周期定义不当

重复使用造成性能下降,对治疗效果产生影响

说明书未描述再次使用前的清洁、消毒、检查程序

网络安全危险

保密性

信息被未授权设备获得

完整性

信息的创建、传输、存储、显示未以授权方式进行更改

可得性

信息不可根据授权实体要求进行访问和使用

真实性

信息不符合声称的规格

抗抵赖性

无法证明事件的发生

可核查性

呼吸机的网络连接不可被追溯

可靠性

呼吸机的网络连接与预期结果不一致

 

表2 呼吸机危险、可预见的事件序列、危险情况和伤害之间的关系示例

危险

可预见的事件序列

危险情况

伤害

电磁能

(网电源)

(1)使用了导电的呼吸管路和气管插管

(2)通气时使用高频电刀

发生火灾

严重烧伤

死亡

电磁能

(静电释放ESD)

(1)带静电的操作者触摸呼吸机

(2)静电导致呼吸机停止工作和报警失效

(3)呼吸机停止向患者送气

不知道呼吸机没有向患者输送气体

缺氧

脑损伤

死亡

生物学的

(微生物污染)

(1)提供的重复性使用呼吸管理的清洗消毒说明不适当

(2)通气过程中使用了受污染的管路

通气过程中细菌进入患者气道

细菌感染

死亡

功能

(没有输出)

(1)电池电量未达到声称的工作时间

(2)院内转运之前,没有检查电池电量

院内转运过程中,呼吸机突然停止通气

缺氧

脑损伤

死亡

功能

(气道压力过高)

(1)呼吸机控制软件失控

(2)临床检视不够及时

过高的气道压被施加到患者肺内

压力伤

肺损伤

功能

(氧浓度过低)

(1)气源接口不能防止误连接

(2)错误地将空气接入呼吸机氧气气源入口

比设置值低的氧浓度输入患者

血氧饱和度下降

延误治疗

缺氧

脑损伤

死亡

 

二、呼吸机的相关标准

 

呼吸机涉及的相关标准见表3。

表3 适用标准列表

GB 9706.1

医用电气设备第1部分:基本安全和基本性能的通用要求

GB 9706.212

医用电气设备第2-12部分:重症护理呼吸机的基本安全和基本性能专用要求

GB 9706.255

医用电气设备第2-55部分:呼吸气体监护仪的基本安全和基本性能专用要求

GB 9706.290

医用电气设备第2-90部分:高流量呼吸治疗设备的基本安全和基本性能专用要求

YY 9706.284

医用电气设备第2-84部分:紧急医疗服务环境用呼吸机的基本安全和基本性能专用要求

YY 9706.272

医用电气设备第2-72部分:依赖呼吸机患者使用的家用呼吸机的基本安全和基本性能专用要求

YY 9706.274

医用电气设备第2-74部分:呼吸湿化设备的基本安全和基本性能专用要求;

YY 9706.102 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 9706.108

医用电气设备第1-8部分:基本安全和基本性能的通用要求并列标准:

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

YY 9706.111

医用电气设备第1-11部分:基本安全和基本性能的通用要求并列标准:

在家庭护理环境中使用的医用电气设备和医用电气系统的要求

YY 9706.112

医用电气设备第1-12部分:基本安全和基本性能的通用要求并列标准:

预期在紧急医疗服务环境中使用的医用电气设备和医用电气系统的要求

YY 0042

高频喷射呼吸机

YY/T 9706.110

医用电气设备第1-10部分:基本安全和基本性能的通用要求并列标准:

生理闭环控制器开发要求

YY/T 0799

医用气体低压软管组件

 

三、呼吸机的性能研究实验要求

 

1、呼吸机性能指标项目摘要

最大限制压力                                

气道压力测量精度

吸入潮气量测量精度                    

呼出潮气量测量精度                    

氧浓度监测精度                            

二氧化碳浓度监测精度

流量监测精度                                

通气频率控制精度                        

通气/间隙时间比控制精度            

持续气道正压控制精度                 

呼气末正压控制精度                    

叹息                                               

最大极限压力                                

呼吸频率控制精度

氧浓度控制精度

2、产品性能研究

针对产品的功能性能、安全要求(富氧防火、单一故障安全等)等,开展相关研究。

2.1明确产品的各项技术参数,包括控制参数、监测参数、报警参数等参数的调节或监测(包括显示)范围及其误差要求。

2.2对产品的特殊功能和其他功能进行验证,提交验证报告。针对各功能,分别明确相关评价指标及其选取理由,明确评价指标的可接受准则及制定依据。

按照GB 9706.212第201.12.1.104条款进行氧浓度增加的响应时间验证。

如适用,明确漏气补偿、顺应性补偿和插管补偿的设计原理并进行验证。

具有高流量氧疗功能的产品可参考《高流量呼吸治疗设备注册审查指导原则》开展相关研究。

2.3若申报产品的压力、潮气量等控制参数的可设置范围显著超出了临床需求范围,开展相应人因设计研究。

2.4对于可通过使用患者生理参数调节通气治疗设置的呼吸机,开展生理闭环控制的研究,包括但不限于:对生理闭环控制的应用场景、可进行的操作等情况进行研究,明确功能的原理和算法、设计依据及理论基础。重点关注生理变量、被控变量等风险并明确相关控制措施。明确生理闭环控制的使用场景及限制以及相关警示信息。还应开展生理闭环控制的验证。

2.5若产品可用于磁共振环境,明确具体的磁共振环境使用条件,如磁共振设备类型、磁场强度限制、产品放置位置、距离、产品通气模式及配置要求等。对产品在磁共振环境中能否正常运行(包括控制、监测和报警)、产品对磁共振设备的影响(如成像质量等)开展实际测试,明确产品的磁共振使用条件。

2.6产品可与湿化器、空气压缩机等其他产品或设备联合使用的,开展联合使用的研究。

2.7参照YY/T0882的要求,开展产品与氧气兼容性的研究。

3、电气系统安全性研究

开展电气安全、机械和环境保护以及电磁兼容性的研究,明确适用的标准。

4、软件研究

呼吸机软件一般用来控制呼吸机的运行,包括各项参数的控制、监测和报警,安全性级别归为严重。参照《医疗器械软件注册审查指导原则(2022年修订版)》《医疗器械网络安全注册审查指导原则(2022年修订版)》的要求,开展相应研究。

5、生物学特性研究

明确产品预期与气体接触的部位,开展与气体接触的材料;明确使用的材料的基本信息,如材料的组成、成份信息、材料的物理和化学属性等,并应保证使用的材料的安全性。建议参照YY/T 1778.1等系列标准,开展产品气体通路生物相容性研究。

若呼吸机含有预期与人体接触的部件或附件,根据产品与人体接触部位、接触方式及接触时间,按GB/T 16886.1等系列标准的规定要求进行评价。

6、清洁、消毒、灭菌研究

呼吸机及其附件和部件根据其使用方式的不同,应有适当的消毒水平,但在某些情况下需要对呼吸机及其附件和部件灭菌。例如呼吸机应用于某些传染性强的疾病(如结核病等)患者之后需要灭菌。

正常状态或单一故障状态下,可能和体液或呼出气体接触的可重复使用的呼吸机气路及附件至少应使用高水平消毒。这类气路及附件应设计成可拆卸的,以便于进行清洗、消毒或灭菌。

呼吸机及其附件的外表面应设计成支持表面清洁和消毒的,以期将下一个患者交叉感染的风险降低到合理可接受的水平。

明确清洗、消毒与灭菌的工艺(方法和参数)及使用的试剂,明确所推荐方法确定的依据,开展清洁、消毒、灭菌效果及次数的验证。

5、稳定性研究

按照《有源医疗器械使用期限注册技术审查指导原则》开展产品的使用期限研究。若有以无菌方式交付的部件或附件,开展货架有效期和包装研究。

明确产品正确运输的环境条件,开展在宣称的运输条件下,保持包装完整性的验证研究。

参考GB∕T 14710开展产品环境试验,明确测试条件、(中间、最后)测试项目及其制定依据。全面考虑产品的各种预期工作环境,如极端天气下的室外环境,交通运输环境等。

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来源:嘉峪检测网