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低频治疗仪的研发实验要求、相关标准与主要风险

嘉峪检测网        2021-08-09 22:13

一、低频治疗仪的结构、工作原理与作用机理

 

1.低频治疗仪的结构

 

应根据产品自身特点确定结构组成,通常由主机(信号产生及控制装置)、电源装置(内置或外置)、电极及其他附属部件组成。

 

产品组成示例:

低频治疗仪的研发实验要求、相关标准与主要风险

图1. 产品示例图

 

2.低频治疗仪的工作原理

 

医学上频率在1000Hz以下的脉冲电流称作低频电流或低频脉冲电流。应用低频脉冲电流作用于人体来治疗疾病的方法称为低频电疗法。目前在物理治疗行业,主要将低频电疗法划分为神经肌肉电刺激疗法(NMES)、经皮神经电刺激疗法(TENS)、功能性电刺激疗法(FES)中医电针疗法(EA)和中医导平疗法。

 

3.低频治疗仪的作用机理

 

兴奋神经肌肉组织:细胞或组织具有对外界刺激产生反应的能力。当细胞处于兴奋状态时,在受刺激部位首先出现动作电位,而各种细胞的外部表现如肌肉收缩和腺体分泌等,都是由动作电位触发引起的。在细胞接受一次刺激而兴奋后的一个短时间内,其兴奋性产生明显的变化,即出现绝对不应期和相对不应期。在绝对不应期,无论刺激强度多大,细胞都不能再兴奋。不同组织的不应期有很大的差异,如神经纤维的绝对不应期为0.5ms,骨骼肌细胞为2ms,心肌细胞更是高达200~400ms,所以理论上神经纤维每秒内能产生和传导的动作电位数可达2000次,也就是说频率2000Hz以下的每个脉冲刺激均能使神经纤维产生一次兴奋。但实际上神经纤维在体内传导的冲动频率,低于理论上可能达到的最大值,一般认为每秒为1000次左右,因此低频脉冲电流的主要治疗作用之一是刺激神经肌肉兴奋。低频电流的频率不断变化可以兴奋神经肌肉组织,引起肌肉收缩。而不同类型的低频电流的波形、强度、持续时的变化对神经肌肉刺激的反应也各有不同,达到不同的治疗作用。

 

二、低频治疗仪的研发实验要求

 

1.产品性能研究

 

应当进行产品性能研究以及产品技术要求的研究和编制说明,包括功能性、安全性指标(如电气安全与电磁兼容、辐射安全)以及与质量控制相关的其他指标的确定依据,所采用的标准或方法、采用的原因及理论基础。如适用的国家标准、行业标准中有不适用的条款,也应将不适用的条款及理由予以说明。对于特殊功能,应出具详细资料说明作用机理及工作原理、采用的原因并给出验证资料。

 

2.生物相容性评价研究

 

生物相容性评价研究应当包括:生物相容性评价的依据和方法;产品所用材料的描述及与人体接触的性质;实施或豁免生物学试验的理由和论证;对于现有数据或试验结果的评价。

 

3.灭菌和消毒工艺研究

 

终端用户消毒:如适用,应明确推荐的消毒工艺(方法和参数)以及所推荐消毒方法确定的依据,并出具效果验证资料。

 

4.产品有效期和包装研究

 

有效期的确定:应当给出有效期验证报告,可参照《有源医疗器械使用期限注册技术审查指导原则》。

 

对于有限次重复使用的医疗器械,应当进行使用次数验证。对于无菌包装的附件,应当出具灭菌的验证资料。

 

应根据自身产品临床应用和产品设计情况,确定出产品的关键部件和可更换部件。应明确在预期使用条件下关键部件的使用期限,及可更换部件的定期保养维护时间和更换频次,且应给出确定使用寿命和更换频次的理论依据。

 

包装及包装完整性:在宣称的有效期内以及运输储存条件下,保持包装完整性的依据。电极若为无菌包装,应当符合YY/T 0681的要求。

 

5.软件与网络安全研究

 

含有软件的产品,应当出具一份单独的医疗器械软件描述文档,内容包括基本信息、实现过程和核心算法,详尽程度取决于软件的安全性级别和复杂程度。同时,应出具关于软件版本命名规则的声明,并明确软件版本的全部字段及字段含义,确定软件的完整版本和发行所用的标识版本。具体参见《医疗器械软件注册技术审查指导原则》(国家食品药品监督管理总局通告2015年第50号)的相关要求。

 

若产品具有网络连接功能以进行电子数据交换或远程控制,其中网络包括无线、有线网络,电子数据交换包括单向、双向数据传输,远程控制包括实时、非实时控制;或产品采用存储媒介以进行电子数据交换,其中存储媒介包括但不限于光盘、移动硬盘和U盘,应当出具网络安全描述文档,具体参见《医疗器械网络安全注册技术审查指导原则》(国家食品药品监督管理总局通告2017年第13号)的相关要求。

 

若产品属于移动医疗器械,应按照《移动医疗器械注册技术审查指导原则》(国家食品药品监督管理总局通告 2017年第222号)给出相关资料,应明确显示屏的技术要求(如屏幕尺寸、分辨率和亮度等),应明确电池续航能力的要求(如容量、续航时间、剩余电量提示等),应给出环境光影响验证资料等。

 

6.主要性能指标

 

下列术语定义适用于本文:

 

频率:每秒钟内脉冲出现的次数,单位为赫兹(Hz)。

波形:呈现在患者电路上的一个电信号(电压或电流)的幅值对时间变化的函数。

脉冲周期:一个脉冲波的起点到下一个脉冲波的起点相距的时间,单位为ms或s。

脉冲宽度:输出脉冲波幅度达最大值50%的持续时间,单位为ms或s。

 

低频电疗仪一般应包括以下技术指标的要求:

 

6.1 工作频率、脉冲宽度、脉冲周期、幅度值、直流分量等参数由制造商规定,允差应符合相应的行业标准要求。

6.2 输出波形:设备输出波形加以描述,如三角波、方波、梯形波、正弦波、阶梯波、指数曲线波等。

6.3 连续工作时间应不少于4h。

6.4 若设备为调制低频,载波及调制波的频率和波形、调幅度应加以描述。

6.5 若出具针对不同治疗部位或适应症的处方,则处方的类型、波形及变化规律应加以描述。

 

6.6 电极:应考虑持粘性和剥离强度等相关要求。如为自制,应符合YY 0868-2011《神经和肌肉刺激器用电极》要求,同时应按照GB/T 16886系列标准进行生物学评价。如为外购产品,应购买已取得医疗器械产品注册证或备案凭证的产品。

 

6.6.1持粘性(如适用):持粘性和允差由制造商规定。

6.6.2剥离强度(如适用):剥离强度和允差由制造商规定。

6.6.3环氧乙烷残留量:对于采用环氧乙烷灭菌的电极,其环氧乙烷残留量应不大于10μg/g(适用于无菌包装电极)。

 

6.7.电针(如适用):应符合YY0780-2018的要求。

6.8.电针治疗仪应符合YY0780-2018的要求。

6.9. 经络刺激仪应符合YY/T 1666-2019的要求。

 

6.10.安全应满足:

 

(1)GB 9706.1-2007《医用电气设备第1部分:安全通用要求》。

(2)YY 0607-2007《医用电气设备第2部分:神经和肌肉刺激器安全专用要求》。

(3)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》。

(4)对于医用电气系统,还应符合GB 9706.15-2008《医用电气设备第1-1部分:安全通用要求并列标准:医用电气系统安全要求》的要求。

 

6.11.环境试验应满足:GB/T 14710-2009《医用电器环境要求及试验方法》。

 

6.12.如含软件,“产品型号/规格及其划分说明”应明确软件的名称、型号规格、发布版本、完整版本命名规则、运行环境(控制型软件组件适用,包括硬件配置、软件环境和网络条件),而“性能指标”应明确软件全部临床功能纲要。

 

6.13.如产品含有移动医疗器械,应明确其电池容量、显示屏的尺寸、分辨率和亮度,并符合《移动医疗器械注册技术审查指导原则》相关要求。

 

6.14.如产品具有网络连接功能以进行电子数据交换或远程控制,应明确其数据接口、用户访问控制。并符合《医疗器械网络安全注册技术审查指导原则》相关要求。

 

三、相关标准

 

根据产品自身特点适用表1中相关标准:

 

表1. 相关产品标准

标准编号

标准名称

GB 9706.1-2007

医用电气设备第1部分:安全通用要求

GB 9706.15-2008

医用电气设备第1-1部分:安全通用要求并列标准:医用电气系统安全要求

GB/T 191-2008

包装储运图示标志

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 16886.5-2017

医疗器械生物学评价第5部分:体外细胞毒性试验

GB/T 16886.10-2017

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

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 0607-2007

医用电气设备第2部分:神经和肌肉刺激器安全专用要求

YY 0780-2018

电针治疗仪

YY 0868-2011

神经和肌肉刺激器用电极

YY/T 0316-2016

医疗器械风险管理对医疗器械的应用

YY/T 0696-2008

神经和肌肉刺激器输出特性的测量

YY/T 1666-2019

经络刺激仪

 

 

四、主要风险

 

主要参考YY/T 0316-2016《医疗器械风险管理对医疗器械的应用》。

 

表2. 初始事件和环境示例

 

通用类别

初始事件和环境示例

 

不完整的要求

性能不符合要求;

说明书未对设备及附件维护保养的方式、方法、频次进行说明;

 

制造过程

控制程序及生产工艺、作业指导书修改未经验证,导致产品质量不稳定;

生产过程关键工序控制点未进行监测,导致产品不符合要求等;

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。

 

运输和贮藏

产品防护不当导致设备运输过程中损坏等;

在超出设备规定的贮藏环境(温度、湿度、压力)贮藏设备,导致设备不能正常工作等。

 

环境因素

温度、湿度、海拔如超出给定范围后可能造成运行不正常;

过热、过冷的环境可能导致设备不能正常工作等;

强酸强碱导致伤害等;

抗电磁干扰能力差,特定环境设备工作不正常等;

设备的供电电压不稳定,导致设备不能正常工作或损坏等。

 

擦拭和清洁

使用者未按要求进行维护、擦拭和清洁。

 

处置和废弃

未在使用说明书中对低频电疗仪或其他部件的处置(特别是使用后的处置)和废弃方法进行说明,或信息不充分;未对设备废弃的处置进行提示性说明等。

 

人为因素

设计缺陷引发的使用错误;

设计变更未有效执行;

易混淆的或缺少使用说明书:

—图示符号说明不规范

—操作使用方法不清楚

—技术说明不清楚

—重要的警告性说明或注意事项不明确

—不适当的操作说明等

失效模式

由于老化、磨损而导致功能退化/疲劳失效。

 

表3. 危险(源)、可预见的事件序列、危险情况和可能发生的伤害之间的关系

危险(源)

可预见的事件序列

危险情况

伤害

电磁能量

在强电磁辐射源附近使用低频电疗仪测量

电磁干扰程序运行

受到影响无法正常运行

静电放电

干扰程序运行

受到影响无法正常运行

患者在设置电刺激参数时,将参数设置过大

患者使用该过大的参数进行刺激

引起人体组织刺激部位红肿、灼伤

电刺激输出双向正负脉冲能量不平衡

患者使用了单向脉冲或不平衡双向波进行治疗

引起人体组织刺激部位电化学反应,造成损伤

热能

非预期的或过量的电极片升温

电流输出功率过高

引起人体组织过热或导致烫伤

机械能

工作状态中移动产品或操作不当

产品从高处坠落

砸伤患者或操作者;设备损坏导致无法正常使用

生物学

使用有生物相容性不良的材质制作

人体接触

皮肤过敏、刺激

化学

长时间不使用的电池未经取出,造成电池漏液

电路腐蚀

设备故障,无法工作

环境

设备受到外界的电磁干扰

产品设计时电磁屏蔽及电路抗扰设计不充分

不能正常工作

未规定设备的使用环境

设备对外界的电磁辐射干扰

屏蔽、滤波及接地技术不完善

引起其他设备不能正常工作

未规定设备的使用环境要求

设备内部信号线与电源线相互干扰

器械使用

使用者的操作有误、未按说明书要求操作

设备使用不正常

达不到预期治疗效果

与消耗品、附件、其他医疗器械的不相容性

配套用的电极片不适用,导联线接触或导通不良

设备无法正常使用

交叉感染

与使用者接触的部分清洁/消毒不充分或不正确

可导致感染性疾病

不完整的说明书

未对错误操作进行说明

错误操作

达不到预期治疗效果,严重时延误治疗

不正确的消毒方法

使用有腐蚀性的清洁剂、消毒剂

产品部件腐蚀、防护性能降低

不正确的产品贮存条件

器件老化、部件寿命降低

产品寿命降低

可能需要更换的零部件没有规格说明

使用不符合要求的器件

产品的损坏、造成安全隐患(电气安全)

未说明所需的维护方法

不是适当的维护

产品寿命降低

 

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来源:嘉峪检测网