磁共振成像（MRI）設(shè)備生產(chǎn)環(huán)節(jié)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)分析及現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量體系核查建議

【作 者】劉永章，楊義強(qiáng)

上海市醫(yī)療器械化妝品審評(píng)核查中心，上海市，200020

0 引言

隨著計(jì)算機(jī)、電子電路、超導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，磁共振成像（MRI）技術(shù)水平迅速提高，磁共振成像設(shè)備由于對(duì)人體沒(méi)有電離輻射的損傷，并能獲得人體的各個(gè)方向的斷面圖像，為明確病灶位置以及進(jìn)行定性分析提供了豐富的影像信息，在臨床上得到了廣泛的應(yīng)用[1]，已經(jīng)成為一個(gè)非常重要的檢查手段，設(shè)備質(zhì)量問(wèn)題造成不良事件也時(shí)有發(fā)生，2008—2017年美國(guó)SUS (system for uniform surveillance)數(shù)據(jù)庫(kù)上報(bào)了1 548件在MRI設(shè)備、MRI專用線圈、MR波譜成像以及PET/MR方面的不良事件，2011—2019年國(guó)家藥品監(jiān)督管理局網(wǎng)站有30件MRI、PET/MR主動(dòng)召回事件[2]。由于MRI設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，融合了機(jī)械、電子、物理學(xué)、通信及軟件等技術(shù)，為保證MRI設(shè)備在臨床使用過(guò)程中的有效性和安全性，對(duì)生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)要素提出了較高要求，同時(shí)也對(duì)醫(yī)療器械監(jiān)管帶來(lái)了挑戰(zhàn)。

1 MRI產(chǎn)品概要

磁共振成像是基于核磁共振原理，醫(yī)用核磁共振成像中的“核”通常指的是氫原子核，在弛豫過(guò)程中，射頻接收線圈內(nèi)的磁通量發(fā)生變化產(chǎn)生MR信號(hào)，基于所采集的信號(hào)經(jīng)重建形成圖像，利用圖像后處理，可以獲得人體某一器官或者血管的結(jié)構(gòu)，也可以使人體正常組織與異常組織區(qū)分開(kāi)來(lái)，定位異常組織的位置，幫助診斷，適應(yīng)癥包括頭顱、腹部、脊柱、骨關(guān)節(jié)等全身的臨床MRI圖像診斷。磁共振成像系統(tǒng)產(chǎn)品主要由磁體系統(tǒng)（包括主磁體、梯度系統(tǒng)和射頻系統(tǒng)）、譜儀系統(tǒng)、檢查床、計(jì)算機(jī)圖像采集處理系統(tǒng)、對(duì)講系統(tǒng)及生理信號(hào)門控單元等組成（見(jiàn)圖1），各部件之間相互連接，由計(jì)算機(jī)控制、協(xié)調(diào)及數(shù)據(jù)處理。

圖1 磁共振成像系統(tǒng)組成Fig.1 Composition of MRI system

2 MRI設(shè)備主要部件及功能

（1）磁體系統(tǒng)由主磁體、梯度系統(tǒng)和射頻系統(tǒng)組成。①主磁體：作用是產(chǎn)生靜磁場(chǎng)，對(duì)磁場(chǎng)均勻度和磁場(chǎng)穩(wěn)定度有嚴(yán)格要求。磁體可分為永磁體、常導(dǎo)體、超導(dǎo)體3種類型，其中超導(dǎo)體磁體采用鈮鈦合金制成，特點(diǎn)是磁場(chǎng)強(qiáng)度高而且穩(wěn)定，但技術(shù)復(fù)雜，在運(yùn)行中要消耗液氮。②射頻系統(tǒng)：主要由射頻發(fā)射器、射頻功率放大器、射頻發(fā)射線圈、射頻接收線圈及信號(hào)放大器等組成。射頻系統(tǒng)是用來(lái)發(fā)射射頻脈沖，使質(zhì)子吸收能量并產(chǎn)生共振，在弛豫過(guò)程中產(chǎn)生MR信號(hào)并通過(guò)射頻接收線圈接收成像物體發(fā)射出來(lái)的磁共振信號(hào)。③梯度系統(tǒng)：主要作用是產(chǎn)生線性變化的梯度磁場(chǎng)。它是磁共振成像設(shè)備重要的硬件之一。梯度系統(tǒng)主要由梯度功率放大器、梯度線圈等組成，用于掃描層面的定位。

（2）譜儀系統(tǒng)：由梯度場(chǎng)、射頻場(chǎng)的發(fā)生和控制、MR信號(hào)接收和控制等部分組成。它所采集的信號(hào)，通過(guò)接口傳送給計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)處理。

（3）生理信號(hào)門控單元：分為心電生理模塊和呼吸脈搏模塊。通過(guò)心電生理模塊、呼吸脈搏模塊可分別探測(cè)到心電、呼吸和脈搏信號(hào)，這些生理信號(hào)發(fā)送到門控觸發(fā)單元，觸發(fā)序列進(jìn)行門控掃描。

（4）檢查床：主要功能包括運(yùn)載和定位患者和連接線圈。

（5）計(jì)算機(jī)圖像采集及圖像處理系統(tǒng)：主要用于數(shù)據(jù)采集、圖像處理及系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)和控制。

3 MRI設(shè)備生產(chǎn)工藝流程

目前生產(chǎn)廠家磁共振成像設(shè)備的生產(chǎn)方式均不相同，一種典型磁共振成像設(shè)備的生產(chǎn)工藝流程，如圖2所示。

圖2 磁共振成像設(shè)備集成的生產(chǎn)工藝流程Fig.2 Production process flow chart of MRI equipment integration

關(guān)鍵工藝過(guò)程為磁體生產(chǎn)、梯度線圈生產(chǎn)和系統(tǒng)集成裝配，其中磁體生產(chǎn)過(guò)程中“磁體連線”和“灌膠”為關(guān)鍵工藝，“磁體焊接”和“裝配”為特殊工藝；梯度線圈生產(chǎn)過(guò)程中“裝配”為關(guān)鍵工藝，“灌膠”為特殊工藝。

4 MRI設(shè)備生產(chǎn)環(huán)節(jié)風(fēng)險(xiǎn)分析

下面從MRI設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)人員、設(shè)備、材料、工藝、環(huán)境共5個(gè)要素對(duì)MRI產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)的主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行分析：

（1）人員風(fēng)險(xiǎn)：①?gòu)氖掠绊戧P(guān)鍵工序生產(chǎn)的人員是否經(jīng)過(guò)與其崗位要求相適應(yīng)的培訓(xùn)，具有相關(guān)理論知識(shí)和實(shí)際操作技能；②是否配置了專職的檢驗(yàn)人員，特別是關(guān)鍵過(guò)程檢驗(yàn)的人員是否滿足崗位要求，是否具有實(shí)際的操作能力。例如磁體連線和灌膠等關(guān)鍵工序操作人員是否操作不當(dāng)。如果不小心撞擊磁體，可能引起磁體穩(wěn)定性、均勻性下降，并最終導(dǎo)致MRI圖像質(zhì)量問(wèn)題。

（2）設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)：①企業(yè)是否配備了與MRI產(chǎn)品相適應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備和檢驗(yàn)設(shè)備；②關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備性能和檢測(cè)設(shè)備測(cè)量精度是否滿足使用要求，關(guān)鍵設(shè)備是否進(jìn)行了驗(yàn)證，檢測(cè)設(shè)備是否經(jīng)過(guò)定期校驗(yàn)；③為了降低成本企業(yè)部分檢測(cè)設(shè)備采用自校，自校規(guī)程及放行要求是否正確合理，自校使用的檢測(cè)設(shè)備是否進(jìn)行了校驗(yàn)。

（3）原材料風(fēng)險(xiǎn)：①是否對(duì)關(guān)鍵部件供應(yīng)商或者制造商進(jìn)行定期評(píng)審，是否具有穩(wěn)定的質(zhì)量保證能力；②物料來(lái)源是否符合法律法規(guī)的相關(guān)規(guī)定；③采購(gòu)合同中是否明確了采購(gòu)物料的規(guī)格、型號(hào)、圖樣、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等要求，特殊要求原材料的儲(chǔ)存、運(yùn)輸要求是否作出明確規(guī)定。

（4）工藝風(fēng)險(xiǎn)：①產(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程設(shè)置是否合理，關(guān)鍵工序和特殊過(guò)程是否進(jìn)行了識(shí)別；②關(guān)鍵生產(chǎn)工藝是否經(jīng)過(guò)充分的驗(yàn)證、評(píng)審并得到批準(zhǔn)，工藝是否明確并能實(shí)際指導(dǎo)生產(chǎn)和檢驗(yàn)工作；如：系統(tǒng)裝配過(guò)程中，應(yīng)避免關(guān)鍵零部件受到嚴(yán)重的沖擊和傾斜（磁體），從而導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法勵(lì)磁；系統(tǒng)裝配過(guò)程中，應(yīng)確保其圖像穩(wěn)定性（接頭固定、鐵屑清理、線纜接頭力矩等），以防止出現(xiàn)spark影響圖像質(zhì)量。

（5）環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)：①生產(chǎn)、檢驗(yàn)、倉(cāng)儲(chǔ)等環(huán)境條件是否作出規(guī)定；②測(cè)試用MRI屏蔽室是否滿足要求；③生產(chǎn)場(chǎng)地的溫度、濕度、靜電防護(hù)和潔凈程度等條件是否符合要求；如系統(tǒng)升場(chǎng)、降場(chǎng)及加注液氦過(guò)程中，是否對(duì)系統(tǒng)環(huán)境進(jìn)行控制來(lái)確保周圍環(huán)境處于通暢狀態(tài)，以免在升場(chǎng)、降場(chǎng)及液氦加注過(guò)程中出現(xiàn)液氦泄露造成人員傷亡。

5 對(duì)于MRI設(shè)備生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)檢查建議

通過(guò)生產(chǎn)環(huán)節(jié)主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)的分析，結(jié)合《醫(yī)療器械生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》[3]要求，核查質(zhì)量體系運(yùn)行的有效性。按照醫(yī)療器械生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范的核查要素提出如下幾點(diǎn)核查建議：

（1）在人員方面：①重點(diǎn)核查“磁體連線、灌膠”等關(guān)鍵工序人員的資質(zhì)及培訓(xùn)記錄，是否符合崗位任職要求。培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)包括關(guān)鍵工序過(guò)程等工藝文件及裝配工具如“真空灌膠機(jī)、線圈固化烘箱、繞線機(jī)、脈沖氬弧焊機(jī)”等的操作使用方法。②核查專職檢驗(yàn)人員的資質(zhì)及培訓(xùn)記錄，查看培訓(xùn)內(nèi)容是否包括關(guān)鍵部件如“磁體、梯度線圈”等物料的檢驗(yàn)方法，檢驗(yàn)設(shè)備如“網(wǎng)絡(luò)分析儀、氦質(zhì)譜檢漏儀、數(shù)字式折射儀、數(shù)字特斯拉計(jì)、耐壓測(cè)試儀、頻譜分析儀”等操作方法。需要時(shí)，可考察相關(guān)員工的實(shí)際操作能力。

（2）在設(shè)備方面：①核查企業(yè)是否配置了包括如“真空灌膠機(jī)、線圈固化烘箱、繞線機(jī)、脈沖氬弧焊機(jī)、空氣壓縮機(jī)”等生產(chǎn)設(shè)備，是否配置了“示波器、水平尺、數(shù)字萬(wàn)用表、精密電子天平、網(wǎng)絡(luò)分析儀、氣體質(zhì)量流量計(jì)、氦質(zhì)譜檢漏儀、絕緣電阻表、數(shù)字式折射儀、數(shù)字特斯拉計(jì)、耐壓測(cè)試儀、信號(hào)發(fā)生器、函數(shù)發(fā)生器、頻譜分析儀”等檢驗(yàn)設(shè)備；②檢查關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)及驗(yàn)證記錄是否完整；③關(guān)鍵檢測(cè)設(shè)備是否經(jīng)過(guò)校驗(yàn)并滿足使用要求；對(duì)于企業(yè)自行校驗(yàn)的設(shè)備，自校規(guī)程是否科學(xué)合理，自校用的設(shè)備是否進(jìn)行了校驗(yàn)。

（3）設(shè)計(jì)控制方面：MRI系統(tǒng)軟件主要由圖像采集重建軟件、圖像后處理軟件以及驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)中的固件所組成，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量起著決定性作用。①可參照《醫(yī)療器械生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范獨(dú)立軟件現(xiàn)場(chǎng)檢查指導(dǎo)原則》[4]要求核查MRI系統(tǒng)中軟件研發(fā)記錄，其中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注軟件測(cè)試，測(cè)試用例的好壞決定了測(cè)試的質(zhì)量，對(duì)于企業(yè)聲稱軟件零缺陷的產(chǎn)品，應(yīng)重點(diǎn)核查軟件測(cè)試報(bào)告中的測(cè)試用例充分性和適宜性；②檢查軟件剩余缺陷處理記錄，特別對(duì)于嚴(yán)重等級(jí)較高的缺陷，核查其缺陷分析、修復(fù)和測(cè)試方案及其評(píng)審批準(zhǔn)記錄。

（4）在采購(gòu)方面：①重點(diǎn)核查主要部件供應(yīng)商的資質(zhì)及質(zhì)量技術(shù)協(xié)議，檢查主要部件如冷卻系統(tǒng)、磁體、線圈、電源等相關(guān)采購(gòu)記錄是否滿足追溯要求；是否明確部件名稱、規(guī)格型號(hào)、主要技術(shù)參數(shù)、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等內(nèi)容；②核查部件的檢驗(yàn)驗(yàn)收記錄，若需要供應(yīng)商出具出廠檢驗(yàn)報(bào)告，應(yīng)確認(rèn)報(bào)告中的檢驗(yàn)結(jié)果是否能滿足要求；如原材料制造商發(fā)生變更，應(yīng)提供供應(yīng)商變更控制記錄，當(dāng)影響到產(chǎn)品的安全性和有效性時(shí)，需要查看產(chǎn)品驗(yàn)證記錄。

（5）在生產(chǎn)方面：①首先應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注磁體系統(tǒng)、譜儀等部件的裝配作業(yè)指導(dǎo)文件等關(guān)鍵工序相關(guān)的工藝文件是否有變更，如有變更應(yīng)核查工藝的變更控制記錄、驗(yàn)證記錄；②其次查看實(shí)際生產(chǎn)記錄與工藝文件是否一致；核查特殊過(guò)程的確認(rèn)記錄，查看其生產(chǎn)記錄是否記錄其工藝參數(shù)并滿足追溯要求。

（6）在檢驗(yàn)方面：①首先核查企業(yè)是否按產(chǎn)品技術(shù)要求制定了出廠檢測(cè)規(guī)范，是否涵蓋了產(chǎn)品技術(shù)要求中性能指標(biāo)；②檢驗(yàn)方法是否符合產(chǎn)品技術(shù)要求及YY 0319《醫(yī)用電氣設(shè)備第2-33部分：醫(yī)療診斷用磁共振設(shè)備安全專用要求》等強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品檢驗(yàn)是否符合檢驗(yàn)規(guī)范要求并滿足追溯要求。

6 結(jié)論

通過(guò)介紹MRI產(chǎn)品結(jié)構(gòu)功能組成和生產(chǎn)工藝過(guò)程，從人員、設(shè)備、原材料、工藝、環(huán)境5個(gè)生產(chǎn)要素分析了MRI產(chǎn)品在生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)過(guò)程中存在的主要風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，根據(jù)醫(yī)療器械生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范要求，從人員、設(shè)備、設(shè)計(jì)、采購(gòu)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)等過(guò)程核查提出了幾點(diǎn)建議，期望對(duì)于提高監(jiān)管核查效率有一定的幫助。