作者：贺飞1,2 蒋岁1,2* 吴悦彤1

单位：1 上海市医疗器械检验研究院 （上海 201318）

2 国家药品监督管理局监管科学创新研究基地 （上海 201318）

内容提要：

目的：系统梳理我国有源植入式医疗器械现行标准中的可靠性要求，分析目前存在的不足及后续完善方向。方法：通过文献调研、标准研究等方式，梳理汇总各项有源植入式医疗器械标准中的可靠性相关条款及要求，并进行分析总结。结果：我国有源植入式医疗器械现行标准中的可靠性要求存在定量要求较少、分布较为分散、大多缺乏具体的试验验证方法、关键部件可靠性要求缺失等不足，不利于行业可靠性水平的提升与产品的科学监管。结论：有源植入式医疗器械属于三类高风险设备，其安全有效性直接关乎患者的生活质量与生命安全，临床使用对其可靠性要求严苛。基于当前标准中可靠性要求的现状，为保障产品的可靠性水平，需加大对有源植入式医疗器械可靠性验证测试技术的研究力度，逐步完善我国相关标准规范内容，提出系统全面的产品可靠性定性和定量要求及其符合性验证方法，同步推动所采用国际标准的更新，协同推动有源植入式医疗器械产业的高质量发展。

关键词：有源植入式医疗器械 可靠性 定性要求 定量要求

有源植入式医疗器械是指通过外科手术或内科方法，部分或整体地植入人体内的，或通过医疗介入手段进入自然腔口的，并且术后仍留在体内的有源医疗器械[1]。其通常包括心脏起搏器、植入式神经刺激器、植入式输液泵、循环支持器械、治疗快速性心律失常的有源植入医疗器械（如植入式心脏除颤器）、植入式人工耳蜗系统等，根据最新版的医疗器械分类目录，有源植入式医疗器械为Ⅲ类医疗器械，属于高风险医疗器械[2]。有源植入式医疗器械植入在人体内，一旦出现问题，会直接影响患者的生活健康甚至生命安全，而其更换大多需要二次手术，也会对患者造成二次伤害。由于有源植入式医疗器械一般使用时间也较长（如10 年~20 年），其必须保持长期使用的安全性、有效性，即其可靠性要求较高，否则容易发生失效导致患者安全，根据对美国食品药品监督管理局的召回和不良事件的分析研究发现，相当比例是由于产品可靠性问题导致患者伤害的[3]。

随着社会和科技的进步、生活质量水平的提升、人口老龄化加剧等，我国有源植入式医疗器械的临床需求逐步提升，植入数量和市场规模持续攀升，应用越发广泛，其可靠性越受关注。近几年，我国有源植入式医疗器械产业也获得了快速发展，随着“制造强国”与“质量强国”战略的深入实施，提升我国有源植入式医疗器械核心竞争力已成为产业迈向全球价值链中高端的必由之路。可靠性作为有源植入式医疗器械在时间维度上保持其安全性和有效性的核心能力，是衡量产品质量的关键指标，直接关乎患者的生命健康。因此，产业技术发展的同时需要同步提升其可靠性水平，但是目前国内关于有源植入式医疗器械的可靠性研究较少，无针对性的可靠性标准，产品安全有效性相关的通标和专标中对产品可靠性的要求也相对较少，不利于产品可靠性的提升和监管。

1.国内有源植入式医疗器械现行相关标准

我国有源植入式医疗器械现行相关标准主要由全国外科植入物和矫形器械标准化技术委员会有源植入物分技术委员会（SAC/TC 110/SC 4）和全国医用电器标准化技术委员会医用电子仪器标准化分技术委员会（SAC/TC10/SC5）归口，SAC/TC 110/SC 4 对口的是国际标准化组织外科植入物标准化技术委员会有源植入物分技术委员会ISO/TC150/SC 6[4]。目前国内有源植入式医疗器械现行相关标准详见表1。

表1 国内有源植入式医疗器械现行相关标准详见表1

序号 标准号 标准名称
1 GB 16174.1-2024 手术植入物有源植入式医疗器械 第1部分：安全、标记和制造商所提供信息的通用要求
2 GB 16174.2-2024 手术植入物有源植入式医疗器械 第2部分：心脏起搏器
3 YY 0989.3-2023 手术植入物有源植入式医疗器械 第3部分：植入式神经刺激器
4 YY/T 0989.5-2022 手术植入物有源植入式医疗器械 第5部分：循环支持器械
5 YY 0989.6-2016 手术植入物有源植入式医疗器械 第6部分：治疗快速性心律失常的有源植入医疗器械（包括植入式除颤器）的专用要求
6 YY 0989.7-2017 手术植入物有源植入式医疗器械 第7部分：人工耳蜗植入系统的专用要求
7 YY/T 0491-2004 心脏起搏器植入式心脏起搏器用的小截面连接器
8 YY/T 0492-2017 植入式心脏起搏器电极导线
9 YY/T 0972-2016 有源植入医疗器械植入式心律调节设备用四极连接器系统 尺寸和试验要求


2.国内标准中可靠性要求研究

2.1 现行标准中的可靠性要求

2.1.1 GB 16174.1标准中的可靠性要求

强制性国家标准GB 16174.1-2024 是修改采用的国际标准ISO 14708-1:2014，2024 年8 月发布，2027 年9 月实施。此份标准对有源植入式医疗器械产品本身及其包装提出了一些比较通用的可靠性定性和定量要求，具体见表2[1]。

表2. GB 16174.1 标准中的可靠性要求
序号 条款号 被要求对象 可靠性定性/定量要求 有无验证方法 其他说明
1 10.2 销售包装 定性要求 有 要求其能承受装运期间大气湿度的影响。
2 10.3 销售包装上的标记 定性要求 有 要求其应是永久性标记，经过擦拭后标记应保持清晰可见，若标记在标签上，则标签固定的胶黏剂不应松动且不能卷边。
3 13.1 器械上的标记 定性要求 有 要求其经过擦拭后标记应保持清晰可见，若标记在标签上，则标签固定的胶黏剂不应松动且不能卷边。
4 19.1 器械植入部分 定量要求 无 材料的渐变不会导致不可接受的危害，具有统计显著性的一般故障率每年需低于0.5%。
5 23.2 器械植入部分（除电极导线或导管）或患者可携带部分 定性要求 有 其构造应能承受正常使用条件下（包括植入前）可能由振动产生的机械力。
6 23.3、23.5 植入式电极导线或导管 定性要求 无 要求其应经受住植入时、植入后的张力和弯曲应力，以及更换与其所连接器械时发生的张力，不会造成导体断裂，功能性电气绝缘体、电极导线或导管的主体裂开。植入后的张力主要是由于在体育活动期间身体运动或者发生事故时直接作用于身体的力引起的。
7 23.4 含有两个或两个以上导电部件接点的植入式电极导线 定性要求 无 要求其应设计成在植入时或植入后能缓解因弯曲应力所引起的对接点的应变，以防弯曲应力造成的疲劳损伤。
8 28.19 植入部分能量源 定量要求 无 要求随附文件中应包括能量源寿命的相关信息。

2.1.2 GB 16174.2标准中的可靠性要求

强制性国家标准GB 16174.2-2024 是修改采用的国际标准ISO 14708-2:2019，2024 年8 月发布，2027 年9 月实施。此份标准对心脏起搏器产品本身及其包装提出了其专用的可靠性定性和定量要求，结合心脏起搏器的特点对GB 16174.1标准中相关可靠性要求进行了修改和补充，主要修改和补充的可靠性条款及要求见表3，其他可靠性定性和定量要求与GB 16174.1标准中一致[4]。

表3. GB 16174.2 标准中主要修改和补充的可靠性要求
序号 条款号 被要求对象 可靠性定性/定量要求 有无验证方法 其他说明
1 13.1 器械上的标记 定性要求 无 要求其应永久性标注。
2 19.2 器械 定量要求 无 要求其使用最大内部耗用电流条件预计其使用寿命，并提供了预计使用寿命时心脏起搏器的设置。
3 23.5 植入式电极导线 定量要求 有 要求其应经受住植入后可能产生和弯曲应力，不能造成任何导线的断裂。条款中提供了具体的试验步骤和符合性确认内容。电极导体片段和电极导体与连接相连的部分分别至少进行47000次和82000次、角度分别为90°+0°/-5°和45°±2°循环振荡试验，试验次数是根据相关试验样品的威布尔分布预计的10值确定的。
4 28.19 电源 定量要求 无 要求随附文件中包含估计电源寿命的信息，条款中列举了需要包含的具体信息如电源的可用（电）容量、植入式脉冲发生器的电流消耗等。

2.1.3 YY 0989.3标准中的可靠性要求

强制性行业标准YY 0989.3-2023是修改采用的国际标准ISO 14708-3:2017，2023 年6 月发布，2026 年7 月实施。此份标准对植入式神经刺激器产品本身及其包装提出的可靠性定性和定量要求与GB 16174.1标准中一致，具体要求见表2[5]。

2.1.4 YY/T 0989.5 标准中的可靠性要求

推荐性行业标准YY/T 0989.5-2022 是修改采用的国际标准ISO 14708-5:2020，2022年10 月发布，2023 年10月实施。此项标准结合循环支持器械产品的特点对循环支持器械产品本身及其包装提出了专用的可靠性定性和定量要求，具体见表4[6]。此项标准是所有国内有源植入式医疗器械标准中对可靠性要求较多的，但是也没有提出具体的试验方法供参考。

表4. YY 0989.5 标准中的可靠性要求
序号 条款号 被要求对象 可靠性定性/定量要求 有无验证方法 其他说明
1 6.2.1 器械 定性要求 无 提出关键设计的合理性说明应考虑产品的可靠性。
2 6.2.3 器械组件 定量要求 无 提出应记录所有组件已验证的使用寿命。
3 6.3.1 软件 定性要求 无 提出通过对软件产品的分析、设计、实施等手段，保证软件产品具有足够的可靠性水平。
4 6.3.2.2 口、连接器等重复操作的接口 定性要求 无 提出应该有预期频次、锁定机制等相关描述，设计应保证重复操作、使用后不损坏。
5 6.6.3.4.5 电池 定性要求 无 提出对使用电池供电的循环支持系统应进行时间、温度、负载、循环数对电池容量的影响（老化）测试。
6 6.6.3.5 接头和驱动线缆 定性要求 无 提出对于接头应进行连接/断开循环测试，对于线缆应进行磨损、老化、UV照射、循环弯曲等测试，对于人造瓣膜/人工瓣膜应进行耐久性和可靠性测试。
7 6.13 器械 定量要求 无 提出系统可靠性为在指定时间段内执行其功能的概率，并验证其可靠性指标要求（如其可靠性指标要求为在Z年使用期限内，在置信度为Y的条件下，可靠度达到X）。

2.1.5 YY 0989.6标准中的可靠性要求

强制性行业标准YY 0989.6-2016 是等同采用的国际标准ISO 14708-6:2010，2016 年1 月发布，2018 年1 月实施。此份标准对治疗快速性心律失常的有源植入医疗器械（包括植入式除颤器）产品本身及其包装提出了其专用的可靠性定性和定量要求，结合治疗快速性心律失常的有源植入医疗器械产品的特点对GB 16174.1 标准中相关可靠性要求进行了修改和补充，主要修改和补充的可靠性条款及要求见表5，其他可靠性定性和定量要求与GB 16174.1标准中一致[7]。

表5. YY 0989.6 标准主要修改和补充的可靠性要求
序号 条款号 被要求对象 可靠性定性/定量要求 有无验证方法 其他说明
1 13.1 器械上的标记 定性要求 无 要求其应永久性标注。
2 23.5 植入式电极导线 定量要求 有 要求其应经受住植入后可能产生的弯曲应力，不能造成任何导线的断裂。条款中提供了具体的试验步骤和符合性确认内容。其中条款23.5中规定电极导体的长度和电极导体与连接相连的部分分别至少进行47000次和82000次，角度分别为90°±0°/5°和90°±2°循环振荡试验，试验次数是根据相关试验样品的威布尔分布预计的10值确定的。
3 28.19 具有发送最大能力CD脉冲总数的设备 定量要求 无 要求随附文件应包括具有发送最大能力CD脉冲总数的设备的平均预计寿命信息如曲线图。

2.1.6 YY 0989.7标准中的可靠性要求

强制性行业标准YY 0989.7-2017 是修改采用的国际标准ISO 14708-7:2013，2017 年7 月发布，2018 年1 月实施。此份标准对人工耳蜗植入系统产品本身及其包装提出了其专用的可靠性定性和定量要求，结合人工耳蜗植入系统的特点对GB 16174.1标准中相关可靠性要求进行了修改和补充，主要修改和补充的可靠性条款及要求见表6，其他可靠性定性和定量要求与GB 16174.1标准中一致[8]。

表6. YY 0989.7 标准主要修改和补充的可靠性要求
序号 条款号 被要求对象 可靠性定性/定量要求 有无验证方法 其他说明
1 23.3 刺激器外的植入导线 定性要求 有 要求其应经受住植入过程中或植入后可能产生的张力，任何导线不应断裂，任何功能性电气绝缘层不应破坏。植入后的张力主要是考虑儿童因颅骨生长而产生的张力。
2 23.5 电极导线 定量要求 有 要求其应经受住植入过程中和植入后可能产生的弯曲应力，任何导线不应断裂。条款中提供了试验方法，规定了振荡的角度 ±15°，最少振荡次数 1000 次等要求，是因为此试验条件使电极导线产生的应变比其在体内的应变更严重，从而更好地保证临床使用时电极导线在体内不会断裂。
3 28.19 植入的能源 定量要求 无 要求其随附文件应包含植入系统设置为制造商规定的正常临床设定时和设置为最恶劣条件时植入的能源的使用寿命。

2.1.7 YY/T 0491 标准中的可靠性要求

推荐性行业标准YY/T 0491-2004 是等同采用的国际标准ISO 5841-3:2000，2004 年10 月发布，2005 年9 月实施。此份标准对植入式心脏起搏器用的小截面连接器提出了其专用的可靠性定性要求，具体要求见表7[9]。

表7. YY/T 0491 标准中的可靠性要求
序号 条款号 被要求对象 可靠性定性/定量要求 有无验证方法 其他说明
1 4.2.3 连接器标记 定性要求 无 /

2.1.8 YY/T 0492 标准中的可靠性要求

推荐性行业标准YY/T 0492-2017 是2017 年3 月发布，2018年4月实施。此份标准对植入式心脏起搏器电极导线本身及其包装提出了其专用的可靠性定性和定量要求，具体要求见表8[10]。

表8. YY/T 0492 标准中的可靠性要求
序号 条款号 被要求对象 可靠性定性/定量要求 有无验证方法 其他说明
1 4.4.2 电极导线 定量要求 有 要求其应经受住植入后可能产生弯曲应力，不能造成任何导线断裂。条款中提供了具体的试验步骤和符合性确认内容。电极导体片段和电极导体与连接相连的部分分别进行至少47000次和82000次、角度分别为90°+0°/-5°和45°±2°循环摆动试验。
2 4.7 电极导线 定量要求 有 条款规定了加速老化试验步骤和符合性确认的性能指标要求。
3 4.11.2 电极导线销售包装 定性要求 有 条款要求电极导线销售包装上的标记应为永久性标记。
4 4.11.3 电极导线无菌包装 定性要求 有 条款要求电极导线无菌包装上的标记应为永久性标记。
5 4.11.6 电极导线标记 定性要求 无 条款要求若确实可行，电极导线应永久并清晰地标记有制造商的标记、型号、序列号或批号。

2.1.9 YY/T 0972 标准中的可靠性要求

推荐性行业标准YY/T 0972-2016 是修改采用ISO 27186:2010，2016 年3 月发布，2017 年1 月实施。此份标准对植入式心律调节设备用四极连接器提出了其专用的可靠性定性要求，具体要求见表9[11]。

表9. YY/T 0972 标准中的可靠性要求
序号 条款号 被要求对象 可靠性定性/定量要求 有无验证方法 其他说明
1 4.3.9 电极导线连接器 定性要求 有 验证试验方法与 ASTM F746 一致

2.2 可靠性要求标准条款分析

通过对2.1 节中9 项有源植入式医疗器械现行标准中的可靠性相关要求条款进行深入、系统地分析研究，总结如下：①要求条款较为分散：除了YY 0989.5外，每项标准没有专门的章节对产品可靠性提出要求，可靠性相关要求都比较分散，不便于开展各项验证工作。②可靠性定量要求少：可靠性定性占比较高，而定性要求无法体现产品的可靠性水平，不利于产品可靠性问题的发现、改进和提升，同时也不利于市场监管。③缺乏验证方法：除GB 16174.1条款10.2、10.3、13.1、23.2 和YY 0989.7条款23.3、23.5 外，每项标准中的可靠性相关要求未提供试验方法或其他验证方法，缺乏具体的指导意义。④要求尺度不一致：产品标准中可靠性要求的尺度相差比较大，如心脏起搏器和神经刺激器同样有植入导线和电极，失效导致的风险同样较高，但GB 16174.2中规定了心脏起搏器电极导线循环振荡的可靠性定量要求，而YY 0989.3-2023对神经刺激器未提出相关要求。⑤缺乏一些关键部件的要求：各项标准中缺乏对关键部件如外壳、馈通、PCBA等的可靠性要求。⑥要求重复：GB 16174.2-2024和YY/T 0492-2017 对心脏起搏器的电极导线规定了相同的定量要求和试验方法，可简化其中一项标准内容，直接引用另一份标准即可。

3.讨论

对于2.2节中总结的几点，比如说产品关键部件外壳、馈通、PCBA可靠性要求；产品及其关键部件的可靠性定量要求；产品或关键部件的可靠性验证方法如试验方法等，都可以作为我国有源植入式医疗器械标准未来研究的方向。如：①通过对标准中产品、组件、包装等的可靠性要求进行汇总整理，设立独立章节统一规定，便于可靠性工作的统一开展和管理。如果将来随着可靠性研究更深入地开展，可靠性要求内容较多，可制定专门的可靠性标准如《有源植入式医疗器械可靠性 通用要求》、《植入式神经刺激器可靠性指标验证方法》等标准，为企业提供可靠性工作指导和验证框架。②充分调研市场对有源植入式医疗器械可靠性水平的需求，综合考量有源植入式医疗器械当前的技术水平、工艺水平、成本等因素，针对各类产品、组件制定合理、可验证的可靠性定量指标，便于企业在验证的过程中发现问题、改进产品、提升可靠性水平，也有利于科学监管。③深入研究产品、组件等的结构组成与材料特性、潜在失效模式、内在失效机制、失效根本原因、外部诱发因素等，建立科学合理、可行有效的可靠性验证方法。比如PCBA由各种电子元器件组成，并与电池组件连接，其潜在失效有PCBA与电池断开、电容失效、集成电路失效等，可能由于焊接、选型、工艺等导致其存在潜在缺陷，出厂时难以发现，待植入后，其人体活动时的振动、冲击、器械工作时的电应力等长期作用导致失效发生，据此可以设计振动、冲击、温冲及电应力等一系列针对性验证试验方法，最终形成标准化的验证规范，确保在产品出厂前有效剔除潜在故障。④对于不同类型的有源植入式医疗器械，其植入人体部位、组成结构、工作原理、风险等级等有相同点和不同点，对其产品、组件开展针对性的研究，对于相同的部分，可采用相同的要求和验证方法，对于不同的部分，根据临床应用剖面、风险等级等规定适用的要求和验证方法。比如说心脏起搏器和神经刺激器同样有植入导线和电极，失效导致的风险同样较高，但心脏起搏器和神经刺激器的植入导线和电极植入位置不同，其振动频次和角度也会有所不同，需开展相应的基础研究，制定适用于神经刺激器植入导线和电极的循环振荡试验方法。

基于未来更深入广泛的可靠性研究成果可以进一步完善表1 中涉及的各项标准的条款内容，同步推动各项国内标准所采用的国际标准的更新，提升我国在有源植入式医疗器械国际标准化的影响和话语权。

4.结论

我国有源植入式医疗器械目前处于高速发展阶段，行业面临的核心问题已从“实现技术从无到有”转变为“产品从有到优”。产品可靠性水平已成为制约产业质量升级的关键因素，更是打破市场信任壁垒、推动国产品牌高端突破、实现全球同台竞争的核心瓶颈。为推动行业整体可靠性水平提升，亟需以标准规范有源植入式医疗器械行业可靠性工作的开展及可靠性水平的验证。通过对现行的有源植入式医疗器械相关标准进行研究分析发现，标准中针对产品可靠性的规定条款，存在定量要求不足、分布较为分散、多数缺乏具体试验验证方法，且缺少关键部件可靠性要求等问题，这既不利于行业可靠性水平提升，也不利于产品可靠性的科学监管。为此，需加大对有源植入式医疗器械可靠性验证测试技术的研究力度，逐步优化完善我国相关标准规范内容。同时，积极推动国际标准更新，全力促进有源植入式医疗器械产业高质量发展。

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