体外膜肺氧合（ECMO）设备注册审查指导原则

 

本指导原则旨在指导注册申请人规范体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）设备研制过程和准备相关医疗器械注册申报资料，同时也为技术审评部门提供参考。

本指导原则是对体外膜肺氧合设备的一般要求，注册申请人应依据产品的具体特性确定其中内容是否适用。若不适用，需具体阐述理由及相应的科学依据，并依据产品的具体特性对注册申报资料的内容进行充实和细化。

本指导原则是供注册申请人和技术审评人员使用的指导性文件，但不包括审评审批所涉及的行政事项，亦不作为法规强制执行，应在遵循相关法规的前提下使用本指导原则。如果有能够满足相关法规要求的其他方法，也可以采用，但是需要提供详细的研究资料和验证资料。

本指导原则是在现行法规和标准体系以及当前认知水平下制定，随着法规和标准的不断完善，以及科学技术的不断发展，相关内容也将适时进行调整。

本指导原则是体外膜肺氧合医疗器械指导原则体系的重要组成部分，作为体外膜肺氧合设备的通用性指导原则，明确了体外膜肺氧合设备的重要概念和基本要求。其他涉及体外膜肺氧合设备的医疗器械产品指导原则可在本指导原则基础上进行有针对性的调整、修改和完善。

 

一、适用范围

本指导原则属于体外膜肺氧合医疗器械系列指导原则之一 。根据产品功能和预期用途，体外膜肺氧合医疗器械可以分为体外膜肺氧合设备（简称ECMO设备）和体外膜肺氧合器具（简称ECMO器具） 。

本指导原则适用于ECMO设备，产品适用范围相似的其他医疗器械，亦可参考本指导原则。

 

二、监管信息

注册申请人（以下简称申请人）需要描述申报产品的管理类别、分类编码、产品名称的确定依据。

（一）ECMO设备的分类编码和管理类别

参照《医疗器械分类目录》，ECMO设备属于子目录“10-输血、透析和体外循环器械”中的“一级产品类别05-心肺转流设备”，具体涉及三个二级产品类别：01-心肺转流用泵、02-心肺转流监测设备、04-体外心肺支持辅助系统。

1. 心肺转流泵（分类编码 10-05-01）

此类产品可以实现“人工心”的作用，临床配合其他体外循环设备和器具使用，在手术或抢救过程中暂时替代患者心脏功能进行体外循环或局部灌注，按照第三类医疗器械进行管理。

2. 心肺转流监测设备（分类编码 10-05-02）

此类产品可以用于连续监测动脉、静脉血气参数（氧饱和度值、氧分压值、二氧化碳分压值、pH值、温度值等），按照第三类医疗器械进行管理。此类产品也可以仅用于体外循环手术过程中测量血液的压力、温度等，按照第二类医疗器械进行管理。

3. 体外心肺支持辅助系统（分类编码 10-05-04）

此类产品一般为心肺转流泵、心肺转流监测装置、心肺转流控制装置的组合产品，临床预期与配套耗材联合使用，可以在体外循环手术、长时间心肺功能支持或急救过程中，暂时替代患者心/肺功能，按照第三类医疗器械进行管理。

（二）ECMO设备的核心部件及其技术类型

心肺转流泵是体外循环设备的核心部件，按照技术类型可以主要分为两类 ：滚压泵和离心泵。目前在中国已经批准上市的ECMO设备均采用了离心泵技术，所以本指导原则中“ECMO设备”一般指向基于离心泵技术的医疗器械产品。若适用，技术类型不同、产品适用范围相似的其他医疗器械产品，可以适当的参考本指导原则。

为了便于申请人区分和理解相关概念，本指导原则对滚压泵和离心泵进行了必要说明，如下：

1. 滚压泵

此类产品一般由滚压式血泵、监测系统、底座、支架等组成，通常采用挤压泵管的方式驱动血液流动，长时间使用可能累积较大的血液损伤。滚压泵常见于人工心肺机产品 ，主要用于心肺旁路（Cardiopulmonary bypass, CPB）手术期间提供体外循环支持，其持续工作时间一般小于6小时，不属于通常意义所指的ECMO设备范畴。

2. 离心泵

此类产品一般由泵头连接器 、泵驱动模块、紧急驱动装置、流量传感器等组成，需要配合离心泵泵头 使用。离心泵通过驱动泵头内的转子/叶轮转动，为血液循环提供动力。离心泵一般为模块化设计，可以独立使用，也可外接适配的控制和监测设备联合使用。

（三）ECMO设备的注册单元划分

若申报产品存在多个型号规格或配置，建议依据产品适用范围、技术原理、结构组成、性能指标等关键要素进行注册单元划分。

1. 技术原理

产品技术原理存在较大差异的情况，一般宜划分为不同的注册单元。

例如：采用高速泵（最高转速 ≥ 6000 r/min）的产品，与采用低速泵（最高转速 ＜ 6000 r/min）的产品 ，建议分别指定不同的产品型号，并各自独立申报注册。

2. 性能指标

产品主要性能指标存在较大差异，难以合理选择典型性产品型号，一般宜划分为不同的注册单元。

例如：流量控制、转速控制、温度控制、压力监测、报警限值等关键指标存在重大差异。

3. 结构组成

产品结构组成存在较大差异，可以考虑划分为不同的注册单元。

例如：血泵的类型不同。

4. 预期用途

产品预期用途不同，可以考虑划分为不同的注册单元。

例如：申报产品新增了的临床应用，与前代产品存在重大差异。

5. 其他

设计原理和生产过程相同，预期用途相同，性能指标相近，技术路线和结构组成基本相同的产品，可以划分为同一注册单元。典型情况包括：

5.1 为了满足临床需求的多样性，在申报产品基本组成不变的前提下，形成多个产品配置，一般可以划分为同一注册单元。

例如：配置A可以用于医院内和医院间转运，配置B则主要用于床旁连续运行，均按第三类医疗器械进行管理。

5.2 申报产品某些模块的工作原理和结构不同，但预期实现的功能相同或相似，一般可以划分为同一注册单元。

例如：流量监测、压力监测、气泡监测等模块存在差异，但是功能相似。

5.3 选配件等存在差异，但未对申报产品的安全性和有效性造成显著影响，一般可以划分为同一注册单元。

例如：申报产品将血气监测、血容量监测、血温监测等视为可以选配的产品部件。

 

三、综述资料

（一）概述

申请人需要描述申报产品的通用名称及其确定依据、管理类别信息、产品适用范围。若适用，申请人需要提供申报产品的背景信息概述。

（二）产品描述

1. 工作原理

ECMO设备配套离心泵泵头、体外循环管路、氧合器、空氧混合器、滤器、热交换水箱等医疗器械，可以为患者提供安全、有效的心肺支持辅助治疗。

申请人需要结合临床应用，描述产品工作原理和技术类型，可以从持续工作时长、血流驱动方式、血泵最高转速等重要方面进行分析说明，包括不限于血泵原理（例如：泵头内叶轮的支撑和驱动情况，叶轮如何将进入泵头内的血液排出等）、与心血管系统的连接情况、供电系统供电方式、控制单元控制原理等。

1.1 持续工作时长

1.1.1 短时程心肺转流

此类产品通常称为“人工心肺机”，一般心肺转流时间小于6小时，临床适用于心肺旁路手术期间为患者血液循环提供机械支持，属于体外循环的一种短时程应用形式。例如：心脏手术过程中，暂时停止心脏跳动，通过人工心肺机维持患者身体器官和组织的灌注。

目前，采用滚压泵作为核心部件的心肺转流设备一般属于人工心肺机产品，某些人工心肺机也采用了离心泵技术。

人工心肺机此类仅具有“短时程心肺转流”功能的产品，不属于通常意义所指的ECMO设备范畴。

1.1.2 长时程心肺转流

ECMO设备具有长时程心肺转流的产品功能，一般心肺转流时间大于24小时 ，临床适用于为心肺功能障碍患者的血液循环提供机械支持，例如：急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome, ARDS）、心肺器官移植等 。

ECMO设备配套氧合器等相关耗材构成了ECMO系统，能够同时提供血液循环辅助和呼吸辅助等功能。ECMO系统通过将患者静脉血液引流至体外循环回路，进行氧合和二氧化碳清除，再回输患者体内，实现了部分或近似全部的血气交换、血液循环功能。

1.2 血流驱动方式

1.2.1 离心恒流式

血泵输出流量保持在预设的恒定值，血流波形呈现为平流模式。

1.2.2 离心搏动式

血泵输出的血流波形具有搏动特征，在一定程度上模拟了人体正常血流模式。

1.3 血泵最高转速

1.3.1 低速型

离心泵的最高转速 < 6000 r/min 。

1.3.2 高速型

离心泵的最高转速 ≥ 6000 r/min 。

2. 结构组成

2.1 产品整体描述

ECMO设备一般由系统控制模块、泵驱动模块、监测模块、紧急驱动装置、推车、附件等组成。申请人需要提供产品整体描述资料，建议参考本指导原则附录I和附录II的要求，列表描述产品配置信息。

申请人需要提供产品的设计依据、系统配置和组成、操作限制的详细说明，以及关键设计选项的基本原理，包括而不限于：血液成分破坏因素分析、热量管理方法、驱动装置的选择、电源管理方案、可靠性研究、与医务人员的交互要求等。

申请人宜提供产品布置图（工程图示和真实照片等），描述临床场景中ECMO设备的实际布置情况，图中需要标识产品结构组成的主要部件。

申请人宜提供产品系统框图，在图中对控制与监测模块（电路部分）、动/静脉血液循环通路（血路部分）进行标识和注释。

2.2 产品部件

申请人可以结合产品系统框图和产品配置表，逐项描述产品部件的关键信息，包括部件的型号规格、结构组成、工作原理、性能指标、安全措施、报警功能、部件之间的相互关系等。若某一部件存在不同规格，需要说明不同规格之间的相似性和差异性，提供必要的工程图示（拆解图、剖视图）、真实照片等。

2.2.1 系统控制模块

系统控制模块可以为离心泵等部件提供工作电源，并具有调节转速、流量等控制功能。

申请人需要说明转速、流量等关键指标的调节范围和误差要求。若相关指标提供了分档设置功能，应说明档位的划分依据和误差要求。

申请人宜分析和说明产品长时间正常运行过程中，由于传感器和相关耗材等影响因素导致产生的流量偏差和漂移，以及故障状态下的流量最大偏差等。

2.2.2 泵驱动模块

泵驱动模块是离心泵的核心部件，通过泵头连接器可以安装适配的一次性使用离心泵泵头。申请人需要说明泵头与泵驱动模块的耦合驱动方式，例如：泵驱动模块利用磁耦合方式，驱动泵头内的转子/叶轮进行转动。

某些特殊情况下，离心泵可以脱离系统控制模块并保持独立运行。因此，申请人需要说明泵驱动模块的具体功能（转速/流量调节、特殊模式等）。例如：医务人员无法通过设备显示界面进行参数设置时，操作泵驱动模块的外部按键，即可直接调节离心泵的转速。

2.2.3 紧急驱动装置

紧急驱动装置一般可以分为手摇驱动装置、其他备用驱动装置等不同类型。

手摇驱动装置一般包含手摇柄和传动器等组件，在紧急情况下通过手摇驱动方式为离心泵提供动力。申请人需要说明手摇驱动装置的型号规格、结构组成和关键参数等，包括：耦合方式、手柄尺寸、传动比率、转速和精度等。

其他备用驱动装置一般包含备用泵、备用电池等组件，在紧急情况下可以切换为备用泵工作，或由备用电池直接驱动备用泵运行。申请人需要说明其他备用驱动装置的型号规格、结构组成和关键参数等必要信息。

2.2.4 监测模块

监测模块一般由静脉探头、动脉探头、样本池等组成，可以配套多种传感器，监测体外循环运行状态和血液参数，包括流量监测、气泡监测、液位监测、压力监测、温度监测、血气监测等。

例如：气泡监测可以识别管路内出现的一定体积的气泡，避免其进入患者体内；液位监测可以识别储血器内过低的血液液位，及时发出警示信息。

申请人宜描述传感器型号、数量、安装和测量位置、工作原理（超声、红外等）、监测模块与血泵和供电模块等部件的连接设计、防止错误连接的措施、相关用户界面设计、报警信息及报警触发条件等。

2.2.5 软件组件

申请人可以结合用户界面，简要描述软件组件，列表说明重要的软件功能模块。

2.2.6 显示系统

申请人需要说明人机交互相关的显示功能，包括转速、流量、系统状态等必要的用户界面显示信息。

2.2.7 系统电源模块

申请人需要说明申报产品在所有预期使用环境中的供电配置和特殊要求，例如：手术环境、医院环境、转运环境等。

2.2.8 内部电源

申请人需要说明电池类型、电气指标、续航能力等，以及配套充电器具的性能指标和使用要求。若适用，可以参考本指导原则附录III。

ECMO设备支持多种供电方式时 ，申请人需要说明操作者或设备自身对电池/电源进行切换的操作流程、安全要求和注意事项等。建议考虑如下产品设计：外部电源供电时，自动进行电池充电；外部电源中断时，自动切换至电池供电；外部电源恢复时，自动切换至外部电源供电。

申请人需要说明理想状态下电池的典型运行时间 。例如：在流量 4 L/min、压差 300 mmHg 的运行条件下 ，采用完全充电的全新电池，产品持续工作时间应大于1小时。产品宜可以显示供电方式信息，例如：电源状态（AC/DC）、电池状态（剩余电量、剩余使用时间、充电信息）等。在电池耗尽前的一定时间内，产品需要提供必要的警示信息，保证医务人员有充分时间采取应对措施。申请人需要制定电池标定方法，提示使用者定期评估电池寿命，开展电池维护工作。若适用，申报产品需要具有电池温度监控或相应安全措施（例如：电池温度过高时，自动停止充电），以及电池的过充、欠压、短路时的安全措施和要求，并提供电池管理的详细说明。

2.2.9 选配件和附件

申报产品预期可以选配的软/硬件，均需要说明型号规格、结构组成、工作原理和性能指标，描述其与产品基本组成部件之间的相互关系，并提供可以选配的硬件的工程图示和真实照片。

ECMO设备可能在紧急医疗服务环境中使用 ，例如：在患者转运过程中提供体外心肺支持辅助治疗。通过地面或空中交通工具进行患者转运时，ECMO设备一般需要配备专用附件，典型示例如下：

移动支架，用于挂载输液袋或吊瓶。

气瓶支架，用于固定氧气瓶等气体容器。类似附件还有气瓶背包，用于携带氧气瓶。

底座，用于在交通工具上固定产品整机和部件，一般安装于交通工具的地板导轨上。例如：采用空中交通工具转运患者时，ECMO设备可以借助底座进行固定。

壁架，用于在交通工具上固定产品整机和部件。例如：采用地面交通工具转运患者时，ECMO设备可以借助壁架进行固定。

保护罩，用于设备防水。

转运助力装置，用于设备院内转运。

申请人需要提供产品选配件和附件的列表。

2.3 产品功能

ECMO设备的产品功能一般包含血流驱动、安全监测两个方面：

首先，为患者血液的体外循环提供动力支持，例如：驱动患者血液流经氧合器，并将氧合后血液送回患者体内。

其次，监测系统运转情况、体外循环管路血液循环情况、患者生理状态等，以及必要的警示和保护功能等。

申请人需要描述产品功能，提供产品工作流程图，说明产品典型工作阶段和操作流程，例如：准备、开机自检、安装配套耗材、管路预充、建立体外循环、ECMO治疗等。

申请人需要提供ECMO系统（设备 + 耗材）的液路图，对液体路径进行描述，说明液体路径与产品部件之间的内在联系，例如：动/静脉血液路径和流向、人员操作步骤、产品工作时序等。

2.3.1 应用模式

ECMO设备一般支持多种应用模式，以满足临床实际需求。根据血液回输的途径不同，可以分为以下两种主要类型：

（1）静脉-静脉体外膜氧合（veno-venous ECMO，VV-ECMO）

该模式通过引流管从患者静脉系统引出非氧合血，泵入氧合器进行血气交换，经灌注管将血液输送回体循环静脉（例如：股静脉引出，颈内静脉或股静脉回输）。该模式一般仅具有呼吸辅助作用，主要用于提供肺支持。

（2）静脉-动脉体外膜氧合（venous-arterial ECMO，VA-ECMO）

该模式通过引流管从患者右心房或静脉系统引出非氧合血，泵入氧合器进行血气交换，经灌注管将血液输送回体循环动脉（例如：股动脉或锁骨下动脉）。该模式同时具有循环辅助和呼吸辅助作用，适用于提供心肺支持。

 

 

本文由广州佳誉医疗器械有限公司/佛山浩扬医疗器械有限公司联合编辑