医疗器械造成的伤害很重要，但相较于药品不良反应，其研究程度要低得多。提供给设备使用者的信息质量参差不齐。

目的


我们的目标是定义“医疗器械故障”和“医疗器械的不良作用”；确定医疗器械故障是否发生在设计、制造或使用过程中；并探讨减轻医疗器械不良影响的方法。

方法


我们分析了美国食品药品监督管理局（FDA）报告的100起连续故障以及英国药品和健康产品监管局（MHRA）报告的50起故障，并根据故障发生阶段对这些故障进行分类。

结果


近70%的报告故障涉及进入人体的设备。超过70%的故障源于设计阶段，四分之一的故障与制造有关，而主要由使用不当引起的故障不到5%。

结论


我们将医疗器械故障定义为医疗器械在设计、制造或使用过程中发生的意外故障，该故障导致或可能导致对患者的伤害；而医疗器械的不良作用是指由医疗器械引起的意外且显著有害的影响，表明存在器械的危害，并可能需要采取预防措施，或改变使用方式，或撤回器械。大多数引发警告的故障源于设计阶段的问题，部分源于制造阶段，少数源于使用过程。结合以往问题对安全性关键器械的设计进行仔细评估，有助于防止错误重复发生。除用户手册外，若要求制造商提供包含系统化产品信息的医疗器械特性摘要（SDC，“标签”），将大有帮助。

要点

• 我们分析了英国和美国监管机构报告的150起医疗器械故障。
• 进入人体的设备导致了大多数报告的故障。
• 近70%的故障源于设计阶段。

医疗器械造成的伤害很重要，但相较于药品不良反应，相关研究要少得多。医疗器械的定义、按其造成的伤害进行的分类，以及在欧盟（EU）、英国（UK）和美国（US）的监管规定十分复杂。本文讨论可能导致伤害的设备故障、其分类及其发生频率。

1.1 设备类型

现有分类的困难源于其多样性和多种用途。这些困难促使我们提出一种替代方法。可能的分类法见表1。

1.2 定义设备故障及其不良影响

我们尚未找到关于可能导致患者伤害的医疗器械故障或医疗器械不良作用的正式定义。例如，尽管美国食品药品监督管理局（FDA）法规分别将故障和功能障碍列为可能导致伤害的原因，其中指出：“功能障碍是指设备未能达到其性能规格或以预期方式运行”，这意味着功能障碍是故障的一种形式。因此，我们提出以下定义，这些定义基于已发表的用药错误和药品不良反应的定义：

医疗器械故障

：医疗器械在设计、制造或使用过程中发生的非预期故障，导致或可能导致对患者的伤害。

医疗器械的不良作用

：由医疗器械引起的意外且显著有害的影响，表明该器械存在危害，并可能需要采取预防措施，或改变使用方式，或撤回器械。

表1 按应用部位、使用时间尺度和电源分类的医疗器械类型

伤害可能源于正确使用的医疗器械。本文仅考虑由故障引起的伤害。此类故障可能由以下三种原因导致：设计缺陷、制造缺陷（包括包装和说明书）以及使用不当。

• 如果伤害源于设计中的故障，即使正确使用也可能带来伤害风险。
• 即使设备设计良好，如果制造过程中存在缺陷，仍可能存在不可接受的风险。
• 伤害也可能源于设备在用于预期用途或其他用途（即实际上的“超说明书使用”）时出现的故障。
• 偶尔，伤害可能由器械—器械或器械—药物相互作用引起。

在表2中，我们提出了可能导致伤害的设备故障分类。

为了确定哪些故障严重到足以引发监管机构的警告，以及确定最常见故障类型及其频率，我们调查了由英国药品和保健产品监管局（MHRA）和美国食品药品监督管理局发布的两个大型医疗器械警告英文数据库。美国食品药品监督管理局还发布了所有医疗器械疑似不良事件报告清单、所有器械召回通知清单，以及所有带有唯一设备标识符的器械清单。

我们分析了美国食品药品监督管理局（FDA）在其制造商和用户设施设备体验（MAUDE）数据库中于2015年11月13日至2018年9月28日期间报告的100起故障，以及英国药品和保健品管理局（MHRA）在2018年6月21日至2018年10月8日期间报告的50起故障。我们根据报告或警报的标题、报告或警报摘要、发布日期、涉及的设备（依据表1中的分类）以及根据设计、制造、使用（DMU）分类（见表2）确定的可能伤害来源对数据进行了整理。

在调查这些故障时，我们发现原因归类存在模糊之处。例如，胆红素计的读数显示“—”或“000”以表示超出仪器量程的读数；高于该仪器范围的读数，但工作人员却将其解释为低于量程。我们将此归类为人机界面设计上的故障，尽管也可以将其记录为使用者未能掌握安全使用说明而导致的正确使用错误。

鉴于我们认为安全设计是安全制造和安全使用的前提，因此我们将故障按以下顺序排列：设计优先于制造，制造优先于使用。如果归类存在模糊性，我们选择将故障归入最早可能的类别。

大约70%的警告与进入人体的设备相关（类别S3，表3）。超过70%的报告故障发生在设计阶段（类别 D1–D6，表4）；25%的故障与制造缺陷有关（类别 M1–M4，表4），少于5%的故障主要与使用不当相关（类别U1–U5，表4）。

在我们检查的100项FDA警报中（参见电子版补充材料，补充表1），有11项涉及重复问题，即同一设备的相同问题或不同问题。而在英国药品和保健品管理局的50种设备清单中，仅有1例此类情况（参见补充表2）。

表3 按应用部位划分的150例设备故障调查，其中100例来自FDA报告列表，50例来自MHRA警报列表

表4 对150个设备故障案例的调查按故障类型划分，100例来自FDA报告列表，50例来自MHRA警报列表

我们对设备故障的分析表明，大多数引发警告的故障源于设计阶段的问题；一些出现在制造阶段，只有少数是由于使用不当造成的。在之前一项关于麻醉和重症监护中设备故障的研究中，故障根据其发生于设计、制造、使用、维护、故障和过时等阶段进行分类，最常见的原因是制造和使用中的故障（各占35%）；设计缺陷占20%。

我们提出的分类与现有的药品监管术语有一些相似之处。例如，M3a代表产品污染，U2类似于药品的超说明书使用。

确定伤害源于设计故障是在事后做出的。也就是说，设计缺陷在设计阶段以及广泛使用前可能无法预测。这种情况更可能出现在那些随时间缓慢发展的故障中——例如，由于金属腐蚀；由于新型且前所未见的故障；以及由于间歇性故障或仅在一系列条件满足时才出现的故障，导致设备特别易发生故障或患者特别易受伤害。其结果是，设计缺陷并非必然可以预防。

然而，借鉴以往问题对安全性关键设备的设计进行仔细评估，可能有助于防止错误重演。

目前尚不清楚情况是在改善、停滞还是恶化。分子数据存在不确定性，因为并非所有可预防的伤害都会引发美国食品药品监督管理局的召回通知或英国药品和保健品管理局的警报，并非所有的召回通知是为了应对可能可预防的伤害而发布的。无论如何，召回都是由已报告的伤害或潜在伤害引发的，而不是由事件本身引发的。由于医疗器械的实际数量和使用情况未知，分母也不明确。分子和分母都可能随时间而变化。

4.1 监管

目前，药品的监管比医疗器械更为严格。只有当申请人能够向负责机构保证其生产质量、安全性和有效性时，药品上市许可申请才会被接受——例如，美国的美国食品药品监督管理局、欧洲的欧洲药品管理局以及英国的英国药品和保健品管理局——证明药品具有可接受的有效性、安全性和制造质量。包含医疗器械的工程的自然过程是从原型逐步发展为日益完善的产品。

然而，这并不能免除设计者在产品投入普遍使用前进 行充分测试的责任。由于设计上的微小变化可能导致功能上的巨大差异，因此应采取预防性默认原则，对每一种新设备进行详细审查。即使新设备与现有设备足够相似，能够满足例如美国510(k)豁免所需的标准，这一原则仍然适用。

申请新药品上市许可的申请人需要在获得许可前向监管机构证明其生产质量、安全性和有效性。现有药品的仿制版本必须明显类似于原研药。例如，新的仿制药若无证据表明其与现有剂型具有相同的生物利用度，则不会被批准上市。医疗器械则不同。即使是结构最简单的器械，也应证明其在实际使用中的可用性。尽管对患者进行试验可能不合理，但即使对于植入类器械，也应能够在真实世界中进行使用模拟。由专家进行审查（如目前欧盟所要求的），应当有所帮助。

药品与医疗器械之间的另一个区别在于生产过程中遵守良好规范的程度，药品的这一规范原则由国际人用药品注册技术协调会提出。对医疗器械生产实施类似法规的监管有望提高安全性。例如，ISO 10993 系列标准涉及医疗器械生物相容性的评估，ISO 14971 将风险管理应用于医疗器械。国际医疗器械监管机构论坛是一个由医疗器械监管机构组成的自愿性组织，正致力于推动医疗器械的监管协调。

有关单个医疗器械的信息质量参差不齐，有时难以查找。如果除了用户手册外，还要求制造商提供包含器械系统化信息的医疗器械特性摘要（SDC），类似于欧盟法律对药品所要求的产品特征摘要（SmPCs），将会有所帮助。我们在表5中给出了此类文件内容的建议清单。

人工关节置换等注册系统的更广泛使用也可能带来一些改进。这些系统既可以对高风险医疗器械的性能进行前瞻性评估，也可以在通过其他途径发现存在问题时进行回顾性分析。欧盟还计划建立欧洲医疗器械数据库，其“警戒模块将向成员国通报市场上某些医疗器械的相关事件或潜在事件”。

将包含药品的器械归类为药品并接受相同监管是合理的。例如，药物洗脱支架和预装利多卡因的注射器就应如此处理。这将消除一种异常情况：即某些含有药品的给药系统被归类为医疗器械，而其他输送相同药品的类似系统却被归类为药品。对于含有药品的医疗器械，一项新的欧盟法规（尚未实施）要求公告机构颁发CE标志或符合器械法规的符合性声明。然而，这尚不足以达到与药品监管相当的法规要求。

4.2 本研究的局限性

医疗器械种类繁多，且以多种方式导致伤害。尽管我们已详细研究了150个近期发生或潜在伤害的实例，这些实例均属于监管行动的对象，但这些例子可能并不能完全代表在英国或美国发生的疑似不良事件。医疗器械安全性监管，即法国matériovigilance（器械警戒），是全球关注的问题。然而，由于实际原因，我们将调查范围限于两个大型英文数据库，这些数据库包含大量关于医疗器械疑似不良事件的报告以及全部器械召回通知的清单，而未考虑其他数据库；并非所有数据库都包含如此详细的信息。

我们所使用的定义和分类与其他定义和分类一样，存在其在提高安全性方面的有效性尚不明确的缺陷。

我们将医疗器械故障定义为医疗器械在设计、制造或使用过程中出现的非预期故障，该故障导致或可能导致对患者的伤害；而医疗器械的不良作用是指由医疗器械引起的非预期且明显的有害影响，这种影响表明了器械的危害，可能需要采取预防措施，或改变使用方式，或撤回器械。大多数引发警告的故障源于设计阶段的问题，部分源于制造阶段，少数源于使用阶段。

结合以往问题对安全性关键设备的设计进行仔细评估，有助于防止错误重复发生。除了用户手册外，若要求制造商提供产品特性摘要（SDCs，“标签”），其中系统地列出其产品的相关信息，将大有帮助。