醫療器械光輻射安全注冊審查指導原則(2024年第12號)
發(fā)布日期:2024-03-18 閱讀量:次
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醫療器械光輻射安全注冊審查指導原則
本指導原則旨在指導注冊申請人識別產(chǎn)品光輻射風(fēng)險并采取相應的風(fēng)險控制措施,提交相應的注冊申報資料,同時(shí)指導技術(shù)審評人員對相關(guān)文件進(jìn)行審評。
本指導原則是對醫療器械光輻射安全的一般要求,注冊申請人需根據產(chǎn)品特性和風(fēng)險程度確定本指導原則具體內容的適用性,若不適用詳述理由。注冊申請人亦可采用其他符合法規要求的替代方法,但需提供詳盡研究資料。
本指導原則是供注冊申請人和技術(shù)審評人員使用的技術(shù)指導性文件,不涉及注冊審批等行政事項,亦不作為法規強制執行,如有能夠滿(mǎn)足法規要求的其他方法,也可以采用,但應提供充分的研究資料和驗證資料。應在遵循相關(guān)法規的前提下使用本指導原則。
本指導原則是在現行法規和標準體系以及當前科技能力、認知水平下制定,隨著(zhù)法規、標準體系的不斷完善以及科技能力、認知水平的不斷發(fā)展,本指導原則相關(guān)內容也將適時(shí)調整。
一、適用范圍
本指導原則適用于產(chǎn)品包含光源(包括激光和非激光),且光源發(fā)出的光預期作用于人體的醫療器械。既包括通過(guò)光源實(shí)現其主要預期用途的醫療器械,例如內窺鏡冷光源,激光手術(shù)設備等,也包括光源僅為產(chǎn)品的一部分,實(shí)現輔助功能或部分功能的醫療器械,例如腹腔內窺鏡手術(shù)系統中的激光定位模塊,內窺鏡產(chǎn)品中集成的照明光源等。
二、光輻射對人體組織的傷害
隨著(zhù)現代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,含有光源的醫療器械在醫用診斷、治療以及醫療美容等領(lǐng)域廣泛應用。光輻射會(huì )對人體產(chǎn)生生理物理效應,稱(chēng)為光生物效應,光生物效應取決于光輻射劑量(輻照強度和曝光時(shí)間)。低劑量的光輻射對人體是安全的,但過(guò)量的光輻射或者作用到非靶組織的光輻射會(huì )對人體產(chǎn)生傷害,因此需要對光輻射的安全性加以研究并控制相應的光輻射風(fēng)險。
光輻射危害主要包括對人眼睛及皮膚的傷害,尤其對于眼睛的傷害應格外關(guān)注。光輻射危害的作用機理,詳見(jiàn)附件1。不同波段的光輻射對人體的傷害,詳見(jiàn)附件2。
三、注冊審查要點(diǎn)
(一)風(fēng)險管理資料
申請人應在風(fēng)險管理過(guò)程中識別相應的光輻射危害,在設計和生產(chǎn)過(guò)程中采取相應的風(fēng)險控制措施,應遵循安全原則,采用先進(jìn)技術(shù)。在選擇最合適的解決方案時(shí),應按照以下優(yōu)先順序進(jìn)行:
1.通過(guò)安全設計和生產(chǎn)消除或適當降低風(fēng)險,例如,輸出超出安全限值或者允許偏差時(shí)自動(dòng)切斷、失效保護設計、安裝防護罩、安全連鎖裝置等。
2.對無(wú)法消除的風(fēng)險采取充分的防護措施,包括必要的警報。例如佩戴防護眼鏡、通過(guò)使用合適的濾光片或特定的光閘降低反射光輻射經(jīng)視覺(jué)通道照射目鏡觀(guān)察人員眼睛的風(fēng)險、光輻射泄漏時(shí)的報警等。對于激光輻射使用中的防護措施,可參考YY/T 0757。
3.提供安全信息(警告/預防措施/禁忌證),適當時(shí),向使用者提供培訓。安全信息一般在說(shuō)明書(shū)或標簽中體現,詳見(jiàn)說(shuō)明書(shū)標簽的要求。
申請人應按照GB/T 42062對光輻射安全進(jìn)行風(fēng)險分析,考慮本指導原則附件2所述風(fēng)險,對風(fēng)險進(jìn)行評價(jià),并按照上述優(yōu)先順序采取相應的風(fēng)險控制措施,提交風(fēng)險控制措施的實(shí)施和驗證結果,對剩余風(fēng)險進(jìn)行評價(jià),提交生產(chǎn)和生產(chǎn)后信息(如適用)。風(fēng)險管理報告還應包括關(guān)于使用者、其他人員或患者(若適用)暴露于非預期、偏離或散射輻射的風(fēng)險。
(二)產(chǎn)品技術(shù)要求
編制產(chǎn)品技術(shù)要求時(shí),應參考《醫療器械產(chǎn)品技術(shù)要求編寫(xiě)指導原則》的一般要求。含有光源的產(chǎn)品,產(chǎn)品技術(shù)要求中性能指標應包含所有光源(指同一產(chǎn)品含有多個(gè)光源的情形)的波長(cháng)和最大輸出要求(能量/功率等)。有專(zhuān)用的產(chǎn)品標準或者指導原則的,還應符合相應的專(zhuān)用要求。
非手術(shù)用的激光(理療用激光,眼科診斷用激光、定位用激光、瞄準用激光等)通常為弱激光(激光分類(lèi)3R及以下),應符合GB 7247.1標準的要求;手術(shù)用激光通常為強激光(激光分類(lèi)3B及以上),產(chǎn)品技術(shù)要求應符合GB 7247.1和GB 9706.222標準的要求。
對于治療、診斷、監測和整形/醫療美容使用的非激光光源,產(chǎn)品技術(shù)要求應符合YY 9706.257標準的要求。例如強脈沖光治療設備,紫外光治療設備、光動(dòng)力治療設備(非激光)、紅光治療設備、紅外光治療設備、藍光治療設備(嬰兒光療除外)等。
對于眼內照明器,產(chǎn)品技術(shù)要求應符合YY 0792.2標準的要求并提交ISO 15004-2標準符合性證明資料,也可直接提交ISO 15752標準符合性證明資料。
對于眼科手術(shù)顯微鏡,產(chǎn)品技術(shù)要求應符合YY 1296標準的要求。
對于嬰兒光療設備,產(chǎn)品技術(shù)要求應符合YY 9706.250標準的要求。
對于手術(shù)無(wú)影燈和診斷用照明燈,產(chǎn)品技術(shù)要求應符合YY 9706.241標準的要求。
對于口腔燈,產(chǎn)品技術(shù)要求應符合YY/T 1120標準的要求。
(三)光輻射安全研究
對于含有光源的產(chǎn)品,應提交光輻射安全研究資料,包括:
1.說(shuō)明符合的光輻射安全通用及專(zhuān)用標準,對于標準中的不適用條款應詳細說(shuō)明理由;
2.說(shuō)明光輻射的類(lèi)型并提供光輻射安全驗證資料,應確保光輻射能量、分布以及其他關(guān)鍵特性能夠得到合理的控制和調整,并可在使用過(guò)程中進(jìn)行預估、監控。(如適用)。
產(chǎn)品技術(shù)要求已對適用的光輻射安全標準進(jìn)行檢測的,檢測報告可視為光輻射安全研究資料。
眼科儀器通常含有光源(非激光)用于照明、成像、測量等,應在研究資料中提交符合ISO 15004-2的證明資料。
對于非眼科儀器:
1.發(fā)射波長(cháng)為200 nm~3000 nm非相干光的可穿戴設備,需要在研究資料中提交符合GB/T 41265-2022 標準要求的證明資料。
2.對于其他照明光源(非激光),需在研究資料中明確其光輻射安全等級分類(lèi)并提供證明資料,可參考GB/T 20145標準進(jìn)行分類(lèi)。對于含有LED照明光源的,應同時(shí)考慮YY/T 1534標準。
(四)說(shuō)明書(shū)和標簽
說(shuō)明書(shū)和標簽應當告知使用者所有使用過(guò)程中相關(guān)的剩余風(fēng)險,并符合適用的光輻射安全標準中相關(guān)要求,詳細說(shuō)明光輻射的性質(zhì)(紫外、紅外、可見(jiàn)光等),對使用者、他人或患者(若適用)的防護措施(通過(guò)風(fēng)險控制措施驗證),避免誤用的方法,降低運輸、貯存和安裝的風(fēng)險。
說(shuō)明書(shū)中應明確光輻射安全等級以及分級所依據的標準,對于同時(shí)含有工作激光和瞄準激光的,說(shuō)明書(shū)和標簽中應分別給出其激光類(lèi)別。對于處于有危害的光輻射安全等級的產(chǎn)品,說(shuō)明書(shū)中應告知使用者潛在的危害以及控制措施。說(shuō)明書(shū)中至少應給出光源的波長(cháng)和最大輸出要求(能量/功率等)。有專(zhuān)用的產(chǎn)品標準或者指導原則的,說(shuō)明書(shū)還應符合相應的專(zhuān)用要求,例如激光產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)和標簽應符合GB 7247.1、GB 9706.222標準要求。
四、參考文獻
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附: 1.光輻射危害的作用機理
2.光輻射對人體的傷害
附1
光輻射危害的作用機理
光輻射危害主要有三種方式,分別為光熱危害、光機械危害和光化學(xué)危害。
一、光熱危害
光熱危害的產(chǎn)生是由于光子與組織之間發(fā)生能量傳遞。當光作用于組織時(shí),若光子的能量等于分子當前的能量狀態(tài)和激發(fā)態(tài)之間的能量差時(shí),光子會(huì )被分子吸收。分子吸收入射到組織中的光子能量,其振動(dòng)和轉動(dòng)加劇,對于可見(jiàn)光譜較長(cháng)的波長(cháng)和近紅外波長(cháng),振動(dòng)和轉動(dòng)的能量狀態(tài)超過(guò)了激發(fā)態(tài),因此,組織內的分子往往會(huì )獲得轉動(dòng)和振動(dòng)能量,而不是達到自己的激發(fā)態(tài),即光子能量轉化為分子的動(dòng)能。分子振動(dòng)動(dòng)能即為通常意義上的熱能,這部分熱能先儲存在直接受照射的組織中,然后逐漸傳遞給周?chē)M織,或以熱輻射的形式輻射出去。
依據組織所達到的溫度來(lái)區分不同的熱效應。假設體溫為37℃,則在37℃~42℃觀(guān)察不到明顯的效果;當溫度在42℃~50℃范圍內,且這樣的溫度持續幾分鐘,相當一大部分組織就會(huì )出現由阿里紐斯方程所描述的壞死,溫度超過(guò)50℃時(shí),可觀(guān)察到酶活性明顯減弱,導致細胞固定,而且細胞的某些修復性機理也被損壞;在60℃時(shí),蛋白質(zhì)和膠原蛋白發(fā)生變性,而導致組織的凝結和細胞的壞死,相應在宏觀(guān)上可見(jiàn)組織變暗;若溫度高于80℃,膜的通透性急劇提高;在100℃時(shí),大多數組織中的水分子開(kāi)始汽化,出現氣泡,從而引起組織的機械破裂和熱分解;當高于150℃時(shí),碳化發(fā)生,可見(jiàn)鄰近組織變黑且冒煙;當溫度高于300℃時(shí),組織出現熔融。
二、光機械危害
光機械危害是生物器官、組織與細胞在瞬間受到強烈的光輻射,導致組織體在光壓作用下發(fā)生的瞬間變化而使組織體受到機械沖擊損傷。
光機械危害是指快速引入的能量進(jìn)入上皮的黑色素體內,產(chǎn)生機械壓縮力或拉力,從而造成組織危害。通常認為光機械危害是由極短時(shí)間內(納秒或皮秒)的高輻照度造成的,能量的引入速度比釋放組織中因熱彈性膨脹產(chǎn)生的機械應力所需的松弛時(shí)間短,導致帶有微空洞的氣泡形成,這對于色素上皮細胞和其他細胞來(lái)說(shuō)是致命的。
三、光化學(xué)危害
光化學(xué)危害是由能量密度較低,并且輻射時(shí)間較長(cháng)的光照所引起的病理變化。光化學(xué)危害是由于組織暴露而產(chǎn)生的自由基而造成的。自由基指能夠獨立存在的具有一個(gè)或多個(gè)不配對電子的任何核素(原子、原子團或分子),根據其產(chǎn)生時(shí)電子得失的不同,可帶正、負電荷或呈電中性。由于自由基具有未配對電子,這決定了他極其活潑的化學(xué)特性,極易給出電子或俘獲電子,或發(fā)生抽氫反應而其本身進(jìn)一步變成穩定的分子。
自由基的產(chǎn)生方式有兩種:第一種方式,輻射能量的吸收將電子從基態(tài)激發(fā)到激發(fā)態(tài),但是激發(fā)態(tài)是不穩定的,處于激發(fā)態(tài)的分子可以通過(guò)多種途徑,將多余的能量釋放:某些原子將會(huì )簡(jiǎn)單地釋放它們先前吸收來(lái)的能量量子,并使被激發(fā)的電子返回到基態(tài),但是其他的相互作用可能會(huì )導致游離自由基或活性氧的形成;激發(fā)態(tài)的較高能級通過(guò)直接電子交換或直接氫交換的方式,被用來(lái)分裂分子間的結合,此后形成自由基。第二種方式,輻射能量的吸收導致能量從激發(fā)的生色團直接轉換成氧,產(chǎn)生單線(xiàn)態(tài)氧。
自由基一旦產(chǎn)生,就會(huì )攻擊多種類(lèi)型的分子,從而造成損害,并且使它們無(wú)活性。細胞膜集中度很大的組織特別容易受到自由基的攻擊,其損傷細胞可以通過(guò)對脂質(zhì)和膜結構的破壞,也可以通過(guò)對蛋白和酶的破壞以及直接對核酸和染色體的損傷等。例如,自由基作用于脂質(zhì)或生物膜中磷脂等所含的多價(jià)不飽和脂肪酸,發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化反應,從而使生物膜等功能障礙。而且,在脂質(zhì)過(guò)氧化過(guò)程中可以產(chǎn)生多種新的活潑自由基,它們可攻擊細胞中的酶和其他成分,使之喪失功能。
對于視網(wǎng)膜光感受器,尤其是外段,具有大量的膜,因此被認為特別容易受到這種類(lèi)型的自由基導致的損害的影響。自由基也被認為會(huì )誘導蛋白氧化,其氧化方式與脂質(zhì)氧化大致相同,因此也對視網(wǎng)膜神經(jīng)感覺(jué)層和視網(wǎng)膜色素上皮造成危害。
附2
光輻射對人體的傷害
不同波段的光輻射,會(huì )產(chǎn)生不同類(lèi)型的光生物安全危害。
可見(jiàn)光部分的波長(cháng)范圍約在400 nm到780 nm之間,在這個(gè)范圍內的各種波長(cháng),都可憑眼睛的顏色感覺(jué)來(lái)加以區別。藍色和紫色屬于短波,紅色屬于長(cháng)波,黃色和綠色處于可見(jiàn)波長(cháng)范圍的中間,也是人眼最敏感的區域。
紫外(UV)輻射是指波長(cháng)范圍在100 nm~400 nm的光輻射,一般將100 nm~280 nm波段稱(chēng)為UV-C,將280 nm~315 nm波段稱(chēng)作UV-B,將315 nm~400 nm波段稱(chēng)作UV-A。其中100 nm~200 nm波段的紫外輻射被大氣吸收,對人類(lèi)沒(méi)有影響,被稱(chēng)為真空紫外,因此對人類(lèi)有影響主要是200 nm~400 nm的紫外輻射。
紅外(IR)輻射是指波長(cháng)范圍在780 nm~1 mm的光輻射,一般將780 nm~1400 nm波段稱(chēng)為IR-A,將1400 nm~3000 nm波段稱(chēng)為IR-B,將3000 nm~1 mm稱(chēng)為為IR-C。更長(cháng)的波段屬于無(wú)線(xiàn)電波的范圍。
人眼通過(guò)視覺(jué)能感受到可見(jiàn)光的存在,過(guò)量的可見(jiàn)光可對組織產(chǎn)生傷害。眼睛雖然不能感覺(jué)到紫外輻射與紅外輻射的存在,但紫外輻射與紅外輻射對人的生理亦有影響。
(一)對人眼的傷害
眼睛是人類(lèi)接收光線(xiàn)的主要器官,在光輻射下,最先受到傷害的也就是視力。當光輻射到眼睛上時(shí),由于反射作用而消散的能量約為 4%左右,其余的能量被眼睛內的晶狀體,玻璃體,房水等吸收,這部分能量將隨著(zhù)光輻射的持續而累積,進(jìn)而影響到角膜、視網(wǎng)膜等。
1.紫外波段(UV,約200 nm~400 nm)對角膜的光化學(xué)傷害:光致角膜炎。
只要照射幾個(gè)小時(shí),甚至幾分鐘,高強度的紫外輻射就會(huì )損傷眼球最前部區域,從而引發(fā)光致角膜炎,這些問(wèn)題也能夠由發(fā)生在上皮細胞的光化學(xué)反應造成。受照后,角膜和結膜最外層細胞被破壞。由于角膜和結膜的細胞不斷再生,這類(lèi)損傷可以修復,l到2天之內就可痊愈,但在此期間無(wú)法干預。
2.紫外波段(UV,約200 nm~400 nm)對晶狀體的光化學(xué)傷害:紫外引起的白內障。
長(cháng)期的紫外光照射會(huì )引發(fā)白內障。光化學(xué)反應改變了組成晶狀體的特殊蛋白質(zhì),再加上其他因素的影響,導致細胞內色素沉著(zhù)、晶狀體渾濁。隨著(zhù)時(shí)間的推移,這種效應越來(lái)越明顯,直到喪失視覺(jué)。晶狀體組織不同于其他組織,他不生成新的細胞,所以這種病變是不可修復的?,F代醫學(xué)采用人工晶狀體代替人眼本來(lái)的晶狀體來(lái)治療白內障患者。年齡越高的人群,發(fā)生白內障的比例越高,白內障已經(jīng)成為一種常見(jiàn)疾病。
3.可見(jiàn)光對視網(wǎng)膜的化學(xué)傷害:光致視網(wǎng)膜炎。
可見(jiàn)光會(huì )對人眼視網(wǎng)膜造成光化學(xué)損害,對于正常人眼,造成傷害的波段主要約400 nm~550 nm;在白內障手術(shù)中,對于無(wú)晶狀體眼,視網(wǎng)膜直接暴露于手術(shù)光源中從而發(fā)生視網(wǎng)膜損害;這種情況下,造成傷害的波段約310 nm~550 nm。中等或高強度的光輻射作用后,光化學(xué)反應改變了視網(wǎng)膜上的細胞,較下層的組織浮現出來(lái)。這種傷害一般在曝光4到48小時(shí)后顯現出來(lái),這種傷害也可由長(cháng)時(shí)期的弱光照射造成。
4.可見(jiàn)光與紅外對視網(wǎng)膜的熱傷害:視網(wǎng)膜熱灼傷。
可見(jiàn)光與紅外光(約400 nm~1400 nm)滲入視網(wǎng)膜并被吸收,極易造成對視網(wǎng)膜的傷害。當強光輻射照射到視網(wǎng)膜上時(shí),光輻射的熱效應能灼傷視網(wǎng)膜。這一傷害不僅發(fā)生在自然光照射情況,如人眼直視太陽(yáng),也發(fā)生在人工光源照射情況,如直視激光。視網(wǎng)膜灼傷是不可修復的。有些情況下灼傷如果不是發(fā)生在視覺(jué)最敏感的區域(中央凹),人甚至不能感覺(jué)到。如果灼傷發(fā)生在視神經(jīng)的聚集處的時(shí)候,視網(wǎng)膜灼傷將致盲。
5.紅外對晶狀體的熱傷害:紅外引起的白內障。
晶狀體受到紅外輻射影響會(huì )引發(fā)白內障,這種損傷是不可修復的。
6.紅外對角膜的熱傷害:角膜熱灼傷。
角膜受到紅外輻射影響會(huì )造成熱灼傷,主要影響波段大約1400 nm至1 mm。
(二)對皮膚的傷害
1.紫外波段(UV,約200 nm~400 nm)對皮膚的光化學(xué)傷害:皮膚光老化。
紫外光是導致皮膚光老化的重要因素,實(shí)際影響皮膚的紫外線(xiàn)主要分為長(cháng)波紫外線(xiàn)(UV-A) 和中波紫外線(xiàn)(UV-B), 其中 UV-B 光損傷作用是同劑量 UV-A 的 800-1000 倍,可直接導致DNA損傷,同時(shí)也可誘發(fā)氧化應激,是引起皮膚光老化的主要誘發(fā)因素。
2.可見(jiàn)光和紅外波段對皮膚的熱傷害:皮膚熱灼傷。
皮膚受到可見(jiàn)光與紅外輻射影響會(huì )造成熱灼傷,主要影響波段大約400 nm至3000 nm。出射光中若含有過(guò)量的紅外輻射光譜會(huì )對人體的健康,特別是皮膚產(chǎn)生不良影響。紅外線(xiàn)引起的熱輻射對皮膚的穿透力超過(guò)紫外線(xiàn)。其輻射量的25%~65%能到達表皮和真皮,8%~17%能到達皮下組織。紅外線(xiàn)通過(guò)其熱輻射效應使皮膚溫度升高,毛細血管擴張,充血,增加表皮水分蒸發(fā)等直接對皮膚造成的不良影響。其主要表現為紅色丘疹、皮膚過(guò)早衰老和色素紊亂。此外,紅外線(xiàn)還會(huì )增強紫外線(xiàn)對皮膚的損害作用,從而加速皮膚的衰老過(guò)程。
各波段光對人體的不同傷害如表1所示。
注:目前對于可見(jiàn)光波長(cháng)范圍沒(méi)有明確的定義,本指導原則采用4400 nm~780 nm。
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