您当前的位置:检测资讯 > 科研开发

正电子发射磁共振成像系统研发试验要求、相关标准与主要风险

嘉峪检测网        2024-03-19 11:41

正电子发射磁共振成像系统(Imaging system of positron emission and magnetic resonance imaging,本文简称PET/MR)(以下简称PET/MR),PET/MR系统根据产品结构形式不同,可分为分体式、PET插入式、完全集成式。

 

参照现行《医疗器械分类目录》,该类产品分类编码为06-17-03,管理类别为第三类。

 

一、正电子发射磁共振成像系统的结构组成与适用范围

1、结构组成

PET/MR一般由正电子发射断层扫描(PET)子系统(包括PET探测器)、磁共振成像(MR)子系统(包括超导磁体、梯度功率放大器、梯度线圈、射频功率放大器、射频线圈、谱仪)、检查床、激光灯、工作站、配电系统及生理信号门控单元组成。PET/MR系统扫描架内部结构图见图1

图1 PET/MR系统扫描架内部结构图示例

2、产品适用范围

PET/MR系统提供生理和解剖信息的配准与融合,临床常用于神经系统、心血管系统疾病和肿瘤的影像学检查及评估。该系统PET或MR可以单独成像。

 

二、正电子发射磁共振成像系统的主要风险

产品风险管理资料应符合GB/T 42062《医疗器械风险管理对医疗器械的应用》。

针对PET/MR产品的安全特征,从能量危险(源)、生物学和化学危险(源)、操作危险(源)、信息危险(源)等方面,对产品风险进行全面分析。PET/MR产品可能危险(源)示例如下:

表1 PET/MR产品的主要危险(源)

危害分类 危害二级分类 危害示例 可预见的事件序列 危害处境 损害
能量危害 电击危害 应用部分或可触及导电部分漏电流超出范围 病人或操作者直接接触器械的应用部分或可触及导电部分 病人或操作者受到电击 惊吓、可逆转的电击伤、不可逆转的电击伤、死亡
系统安装不良、部件更换不当(如:保护接地不当) 保护接地与基本绝缘同时失效 病人或操作者受到电击 惊吓、可逆转的电击伤、不可逆转的电击伤、死亡
系统工作电压暴露 系统外壳被打开情况下,设备持续工作。 病人或操作者受到电击 惊吓、可逆转的电击伤、不可逆转的电击伤、死亡
环境湿度超出设备正常工作许可范围 系统绝缘隔离失效、被击穿 病人或操作者受到电击 惊吓、可逆转的电击伤、不可逆转的电击伤、死亡
液体溢流造成短路 注射药物泄漏造成液体溢流。 病人或操作者受到电击 惊吓、可逆转的电击伤、不可逆转的电击伤、死亡
热能造成灼伤或火灾 可触及表面过热 病人或操作者直接接触过热表面 病人或操作者受到烫伤 惊吓、可逆转的烫伤、不可逆转的烫伤
组件失效、结构破坏导致的热液泄露、飞溅 热油从扫描架泄漏 病人或操作者受到烫伤 惊吓、可逆转的烫伤、不可逆转的烫伤
系统组件燃烧 系统部件超温 部件温度超过材料燃点 火灾
机械损害 零部件松动、脱出主机 设备旋转部分紧固件机械松动 旋转过程中,零部件脱出主机 惊吓、可逆转的击伤、不可逆转的击伤、死亡
运动部件失控及非预期运动 运动控制部件被持续触发 运动部件持续运行超出行程范围 撞击、拉伤病人
设备翻倒与滑动 设备受到外力推动 设备翻倒 撞击、压倒病人
患者从支撑装置上跌落 较重的病人使用支撑装置 支撑装置翻倒 撞击、摔伤病人
非电离辐射 患者支撑错误运动,病人摆位不当,导致重新扫描 患者支撑错误运动 成像部位偏差 患者接受无益电磁辐射
门控或触发延时或不能触发 使用未经授权的门控部件 门控延时错误 患者接受无益电磁辐射
RF场导致灼伤 1)RF电流流过病人或附近的闭合导体环路 使用者进入杂散射频场暴露区 患者灼伤

2)接收线圈与发射场耦合,大电场产生的局部热区

 3)接收线圈电缆与接头接触不良,有源去耦电路失效
感兴趣区域控制不准确,部分成像或不能成像 定位位置偏差 实际成像区域,偏离所定位的感兴趣区域 病人接受无益电磁辐射
磁能 磁力作用下铁磁成分危及人体组织或医疗设备 患者携带设备和或体内植入金属异物 强磁场造成人身损伤 患者受伤、死亡
声能 梯度线圈电流受磁场力作用产生噪声 噪声太大 患者听力受到噪声刺激 患者听力损伤
其它能量伤害 激光对患者、操作者的视觉伤害 患者、操作者对激光危害认识不足 患者、操作者视网膜受到激光照射 患者视觉损伤
  磁体冷却剂对维护人员的低温伤害 维护人员没有穿戴保护装置直接接触低温物质 维护人员被低温物质灼伤皮肤 维护人员皮肤灼伤
生物和化学危害 生物相容性危害 可接触部件生物相容性问题 患者接触生物不相容材料 患者与生物不相容材料接触 皮肤过敏
交叉感染危害 接触患者的部分可能造成交叉感染 设备清洁不当 患者、操作者接触到传染性病菌 交叉感染
运行中的危害 设备功能的丧失或变坏 设备校准错误造成的危害 设备校准错误 设备损坏 设备可得性受损
影像重建或后处理过程导致的伪影 设备故障造成伪影 设备故障 影像质量降低、设备可得性受损
PET像与MR影像的配准错误 校准过程未正确执行 设备校准不当 影像质量降低
通信故障导致操作员无法听到患者声音 患者通信模块失效 使用者与患者失去联络 精神紧张
设备误用造成的危害 病人人口数据、扫描参数、几何参数设置错误,导致伪影或影像质量下降 病人参数输入错误,导致算法使用错误数据 病人影像存在伪影、影像质量下降 影像质量下降
软件安装错误、文件系统崩溃 软件错误造成系统崩溃 数据丢失 重新进行扫描
定位激光校准错误造成穿刺位置偏差 激光校准错误 穿刺位置偏差 诊断、治疗准确性下降
注射参数设置错误导致的不当注射 使用者输入错误的注射参数 注册参数超出正常范围 病人机能受损
设备与未经批准的门控设备联用 设备与不兼容的门控设备联用 门控设备误触发或不触发 病人重复进行扫描
环境危害 电磁场 设备工作时未采取达到符合要求的磁屏蔽措施 工作场地磁屏蔽不符合要求 对其他设备和环境产生电磁干扰;系统受外界电磁干扰,产生干扰图像,不能用于诊断 诊断准确性下降
储存危害 系统在非预期环境下储存和运行 储存或运行偏离预定的环境条件 设备性能下降 诊断准确性下降
信息系统、网络安全导致的危害 网络安全导致性能受损 病毒、恶意软件在介入过程中造成成像延迟 恶意软件干扰器械正常使用 用于介入时影像延迟 介入过程受干扰,病人机能受损
临床误判危害 影像数据错误造成的危害 PET的SUV值计算错误 校准过程未正确执行 设备校准不当 影像数据错误,误诊,漏诊
影像质量降低造成的危害 图像伪影 日常维护未正确执行 设备维护不当 影像质量降低,误诊,漏诊
影像被错误理解的危害 影像标记不全 使用者错误理解影像上病人身体方位 病人身体左右部位错误 误诊、误治

 

三、正电子发射磁共振成像系统的相关标准

PET/MR相关适用标准见表2

表2 PET/MR相关适用标准

标准编号

标准名称

适用情况

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

适用

YY 9706.102

医用电气设备 第1-2部分:基本安全和基本性能的通用要求 并列标准:电磁兼容要求和试验

适用

YY 9706.233

医用电气设备第2-33部分:医疗诊断用磁共振设备的基本安全和基本性能专用要求

适用

GB 7247.1

激光产品的安全 第1部分:设备分类、要求

有激光产品适用

YY/T 1719

正电子发射断层成像及磁共振成像设备通用技术要求

适用

YY/T 1840

医用磁共振成像设备通用技术要求

适用

GB/T 18988.1

放射性核素成像设备性能和试验规则第1部分正电子发射断层成像装置

IEC标准和NEMA标准选其一适用

GB/T 25000.51

系统与软件工程系统与软件质量要求和评价(SQuaRE)第51部分:就绪可用软件产品(RUSP)的质量要求和测试细则

适用

 

四、正电子发射磁共振成像系统性能研究试验要求

产品性能指标条款可以参照YY/T 1719、YY/T 1840和GB/T 18988.1的相关要求,结合产品特征进行制定。

1、化学和物理性能研究、电气系统安全性研究

开发人需开展产品非临床研究,需明确适用的标准或方法。关于适用标准中的不适用条款,需要明确原因。

开发人需开展产品性能研究,结合产品扫描模式、应用模式、技术特点等,开展相应的测试验证研究。

PET部分需参照PET/CT指导原则和PET/CT指导原则(数字化专用)开展研究。

MR部分需参考MR指导原则开展研究。

PET/MR部分需开展PET/MR兼容性、PET衰减校正、运动校正准确性、图像配准精度等研究。

开展新技术/关键技术的验证确认研究。新技术的设计与实现采用了国际标准或技术规范的,应明确相应名称。若采用了国家标准、行业标准以外的标准或模体进行测试的,应明确相关信息及详细的测试方法。

2、辐射安全研究

通常PET/MR设备本身没有放射性辐射。其辐射来源于注射于病人的放射性核素或者质控、校准使用的放射源,在这种情况下,需要明确如何对辐射进行控制和防护,特别是涉及放射源的情况。

3、软件研究

开发人可以依据《医疗器械软件注册审查指导原则(2022年修订版)》,开展软件研究(含现成软件研究、互操作性研究、GB/T25000.51-2016自测等)。软件研究需覆盖全部软件组件。

开发人需明确软件完整版本的全部字段和字段含义,并确定软件完整版本和发布版本。

若采用深度学习算法等人工智能技术,开发人可以参照《人工智能医疗器械注册审查指导原则》开展相应研究。

开发人可以参照《医疗器械网络安全注册审查指导原则(2022年修订版)》开展网络安全研究。

若适用,按《医疗器械软件注册审查指导原则(2022年修订版)》开展互操作性研究。

4、生物学特性研究

明确产品中与人体接触部件(床面、线圈、绑带、头托等)材料、接触类型。开发人可以依据GB 16886.1《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》的方法,开展生物学评价研究。

5、清洁和消毒研究

需明确推荐的消毒工艺(方法和参数、消毒频率、消毒介质)以及所推荐清洁消毒方法确定的依据。开展清洁消毒有效性的验证确认研究。

6、动物试验

开发人在产品研制过程中可参照《医疗器械动物试验研究注册审查指导原则第一部分:决策原则》确认是否需要进行动物试验。开展动物试验时需参照《医疗器械动物试验研究技术审查指导原则》(第二部分:实验设计、实施质量保证)相关要求。

通常对于没有PET/MR产品研发经验的全新制造商,在研制第一款PET/MR产品时可以考虑动物试验进行验证。另外,研制产品和已上市同类产品相比发生重大变化时,如:设备采用全新的工作原理和结构设计,属于全新设备,国内市场上没有与之类似的上市设备;设备采用了新的关键器件,该器件具有全新的技术特性,其对设备的应用和操作产生了较大的影响,所获得的影像质量也有很大区别;在原有的基础上开发了新的临床应用领域等情况,可以考虑动物试验进行验证。

动物试验可作为模体试验的补充,例如新算法图像质量的验证和延时成像、快速成像、动态成像、定量成像等功能的验证。

7、稳定性研究

7.1使用稳定性

开发人可以依据《有源医疗器械使用期限注册技术审查指导原则》,开展产品使用期限的研究。

对于某些部件,应单独确定其使用期限。该期限可以与整机相同,也可不同。这些部件包括但不限于:需定期更换的部件、光学/辐射敏感部件、机械磨损部件等(如PET探测器、检查床、磁体、谱仪、射频线圈、梯度线圈、其他电气部件等)。

对于用时间作为寿命评估单位不合适的部件,可进行适合部件本身特性的单独规定。应开展相应部件使用期限的验证研究。

7.2运输稳定性

开发人需开展运输稳定性和包装研究,证明在规定的运输条件下,运输过程中的环境条件不会对医疗器械造成不利影响。

开发人可以参考GB/T 14710等相关标准进行研究。PET/MR 至少应执行GB/T 14710-2009 中关于气候环境的低温存储试验、高温存储试验和湿热存储试验。可携带部件应执行GB/T 14710-2009 中机械环境的振动试验和碰撞试验。也可以采用其他方法或者标准进行研究,但需明确理由。

 

分享到:

来源:嘉峪检测网