FDA關于醫療器械中射頻無線技術的指南簡介
FDA關于醫療器械中射頻無線技術的指南簡介
醫療器械注冊咨詢 據原創 2022-07-01 CMDE 中國器審)發布，近年來，隨著射頻無線技術的發展和進步，各領域對射頻無線技術的應用日益普及，醫療器械行業也不例外。但是，隨著該技術的應用普及，無線環境也日漸復雜和擁擠，對于采用該技術的醫療器械來講，重視射頻無線技術可能面臨的問題顯得尤為重要。FDA關于醫療器械中射頻無線技術的指南從多方面探論了可能對醫療器械產品的安全性、有效性產生影響的射頻無線技術的關注點。這些關注點包括：從無線技術的選擇與性能、無線服務質量、無線共存、無線信號與數據的安全性、無線技術的電磁兼容性(EMC)、關于正確設置與操作的信息和維護注意事項七個方面。此外，指南還對采用射頻無線技術的醫療器械上市材料的提交提出建議。現就該指南內容簡介如下。
一、適用范圍
該指南適用于所有采用了射頻無線技術的醫療器械，如：無線醫療遙測服務(WMTS)、醫療器械無線電通信服務(MedRadio)(包括醫療植入物通信服務(MICS))、醫療微功率網絡(MNN)、醫療局域網絡(MBAN)、蜂窩通信芯片集和無線射頻識別(RFID)產品。在使用此類射頻無線技術時，生產商需要提供聯邦通信委員會(FCC)給予的認證和/或發放的許可證。
二、射頻無線醫療器械的設計、測試和使用相關的關注點
射頻無線醫療器械應考慮引入射頻無線技術后對醫療器械本身安全性、有效性產生的影響，并充分評價其在預期有其他射頻無線產品存在的環境下正常工作的能力。無論有線醫療器械還是射頻無線醫療器械，正確、及時和安全地傳輸醫療數據與信息至關重要，特別是需要執行如生命支持或生命維持等關鍵功能的醫療器械。所以制造商應認真考慮哪些器械功能可采用無線連接，哪些器械功能應采用有線連接。
該指南建議在醫療器械的設計與開發期間提前解決涉及射頻無線技術的已知安全問題。在設計和開發過程中，對發現相關安全問題，應采取風險緩解措施，以便保證風險處于總體可接受的水平。因為電磁騷擾可能影響醫療器械，故在無線醫療器械的設計進行確認時，必須包括對射頻無線通信和控制功能進行的風險分析。此外，還應考慮該產品對其他器械和患者所構成的干擾風險。
(一)無線技術的選擇與性能
在選擇無線技術的類型時，必須先充分了解采用無線技術的醫療器械的功能和預期用途。醫療器械的功能和預期用途應與無線技術的能力和預期性能相匹配。此外，還應考慮與無線傳輸數據的完整性相關的問題(包括延遲和吞吐量、檢測、糾正以及損壞控制和/或預防)以及設備安全相關的要求。
此外，在選擇適用的射頻無線技術和工作頻率時，應考慮器械的性能和技術要求。比如所選頻段是否需要獲得許可，在非許可頻段是無權獲得干擾保護。在許多情況下，射頻無線醫療器械可以借助跳頻協議，修正協議等最大程度地減少可能導致數據錯誤或損壞的干擾影響。此外，指南還建議制造商將其器械的射頻輸出限制在能夠可靠完成預期功能的最低功率水平下，以減少對其他醫療器械的干擾。
無線技術的選擇應考慮全球頻段分配及國際兼容性、主要或次要無線電服務分類、所選頻段和相鄰頻段的使用者可能存在的干擾、對共享頻段的干擾緩解技術、植入式和穿戴式醫療器械還應考慮射頻在人體組織的傳播特性和相應的比吸收率。
采用符合工業標準的商用成品射頻無線元件或系統時，醫療器械制造商應考慮到某些器械可能并未經過充分的測試或鑒定，無法解決使用醫療器械時的相關需求和風險。制造商應根據質量體系法規，確定針對無線醫療器械及其組件的程序和控制，確保器械及其組件均符合上述的射頻無線注意事項規定設計要求。
(二)無線服務質量
無線服務質量(QoS) 是指滿足醫療器械無線功能所需的必要服務水平和性能。雖然移動電話網絡的服務質量對于語音通信是可以接受的，但可能無法滿足某些醫療功能的要求。在沒有警告的情況下丟失連接、無法建立連接或服務降級都可能會產生嚴重后果，尤其是當醫療器械嚴重依賴無線連接時。這種情況可能會危及高優先級醫療設備報警、時間敏感的連續生理波形數據以及治療性醫療設備(如無線腳踏開關)的實時控制的無線傳輸。
如果無線醫療器械屬于網絡的組成部分，應結合無線醫療器械的預期用途對無線服務質量進行認真的考量。
(三)無線共存
影響無線醫療器械性能的一個關鍵因素是可供選擇的射頻頻譜有限，這可能導致同時使用相同頻譜的各無線技術之間發生潛在競爭，可能導致醫療器械信號丟失或延時。這些風險包含：特定已知使用環境中預期的電磁干擾相關來源、來自醫療器械和其他射頻頻段用戶的同頻和鄰頻干擾。
如果預期要在相同或接近射頻頻率源附近使用射頻無線醫療器械，應通過器械無線系統的共存測試來解決此類風險。此外，還應考慮在同一鄰近區域內運行多臺醫療器械的風險，如數名患者在候診室內比鄰而坐。一旦確定了失效模式及相關風險，應對可接受風險做出合理說明、測試，采取能夠證明適當緩解風險的其他措施。
(四)無線信號與數據的安全性
射頻無線技術的安全性是防止未經授權的無線訪問患者數據或醫院網絡，并確保某一器械所接收到的信息和數據會被專門用于該器械。身份驗證和無線加密在有效的無線安全方案中起著至關重要的作用。雖然大多數無線技術都有可用的加密方案，但可能需要啟用無線加密并評估其是否足以滿足醫療設備的預期用途。此外，安全措施應在醫療設備組件、附件和系統之間進行良好的協調，并根據需要與主機無線網絡進行協調。此外，還應考慮到某些無線技術(如藍牙通信中的可發現模式)的自動連接可能允許醫療器械被意外遠程控制。
(五)無線技術的EMC
該指南建議把電磁兼容性作為射頻無線醫療設備開發、設計、測試和性能的一個組成部分。這應包括考慮適用的電信標準和法規以及器械射頻發射可能對其他設備產生干擾的可能性。此外，射頻無線技術(單獨以及與醫療設備一起使用)也需要滿足適用的FCC 要求。
EMC測試應包括側重于醫療器械無線功能與技術的相關測試。可參考標準IEC 60601-1-2“醫用電氣設備—第1-2部分：安全和基本性能的通用要求—并列標準：電磁兼容性—要求與試驗”和一些醫療器械的專用標準。在所有EMC抗干擾測試過程中，在進行敏感性測試時，醫療器械的無線通信應處于有效發射的條件下。
(六)關于正確設置與操作的信息
為了確保無線醫療設備的正確設置、配置和性能，應向用戶提供適當的信息。比如：射頻無線技術類型、調制特征和有效的射頻發射功率;每個射頻頻率或發射頻段以及首選頻率或頻段(如果適用)的規格，以及在所述頻段內的設備或系統接收段帶寬的規格;包括數據吞吐量、延遲和數據完整性在內的無線數據傳輸的功能和性能;抗電磁干擾的相關信息等。
(七)維護注意事項
制造商應在設備的整個生命周期內持續對與使用上述無線技術相關的風險進行管理。風險的糾正和預防措施的程序必須包括分析不合格信息和投訴的可能趨勢，例如故障報告，其中可能包括醫療器械的不穩定或非預期行為。
分析失效趨勢時需要考慮位置、用戶應用程序、重復組件失效等相關因素。潛在問題包括：可能導致干擾或無線技術受到破壞并且由此導致不適當的或不必要的診斷程序或相關干預的額外事件、與器械一起使用的附加器械、可能導致事件發生的環境條件、在同一設施或其他地理區域內反復發生的器械失效。
此外，在維修有源醫療器械時需要保持射頻無線功能的完整性以及保留用于保證EMC相應功能的設計要素。注意保證干擾防護到位并且狀態良好。
三、采用射頻無線技術的醫療器械上市提交的建議
該指南建議在射頻無線技術的醫療器械材料中增加以下信息：
(一)器械描述
射頻無線醫療器械的器械描述應包括針對無線技術與功能的以下信息：
1.關于無線技術與功能、醫療器械預期用途及預期使用環境的描述。這應包括器械采用無線技術的形式和具體類型、射頻頻率及最大輸出功率、范圍、無線技術的使用場合和方式。
2. 關于器械的無線功能設計如何保證及時、可靠、準確和安全的數據與無線信息傳送的描述。包括無線服務質量需求和安全措施。
3. 如果無線技術被用于發射、接收或涉及報警信號的過程，則需對報警信號優先級以及如何管理、緩解無線相關風險進行描述。
4. 明確其他無線產品或器械是否可與該器械實現無線連接。如允許連接，應對該器械如何防止非預期連接對該產品產生不良影響的情況進行總結。
(二)基于風險的確認與驗證方法
風險的確認與驗證應包含對上述無線服務質量、無線共存、無線信號與數據的安全、無線技術的電磁兼容等方面分析、測試和驗證。
(三)測試數據總結
應提交最終對射頻無線與電磁兼容的測試結果分析，包含：
1.描述所執行的測試(例如：射頻無線性能，EMC抗干擾與發射，測試等級或范圍)和所使用的協議。
2. 在測試中對相應醫療器械標準、射頻無線技術標準或EMC標準的引用。
3. 對偏離選定標準的情況說明。
4. 在測試過程中的器械運行模式，說明該模式的意義。
5. 針對測試的具體的通過/未通過標準，如每種受試器械模式或功能的、與器械有關的具體可接受性標準。
6. 如果為了通過測試而對醫療器械進行了改造，則應聲明全部的改造項都將體現在所有的最終產品上。
(四)無線醫療器械相關標簽和說明書
為便于使用者安全、有效地使用射頻無線醫療器械，其標簽或說明書應包括針對射頻無線問題的緩解風險措施及用戶要采取的所有預防措施。需要注意的是雖然警告等標簽聲明可能對于降低風險會有幫助，但不足以預防不良事件的發生，故不能替代緩解風險措施或其他預防措施。
參考文獻：
[1] FDA. Radio Frequency Wireless Technology in Medical Devices—Guidance for Industry and Food and Drug Administration Staff. 2013.8
