2. 用語の定義
・外部情報収集ユニット
神経刺激装置への入力情報を収集するためのユニット。一般にカメラやマイク等のセンシングデバイスで構成される。
・外部情報処理ユニット
外部情報収集ユニットで、収集した信号を処理して、ジェネレータへ信号を送るもの。一般に電子回路とCPUで構成される。
・ジェネレータ
神経刺激パルスを発生させる装置。一般に電子回路、電源そしてアンテナなどで構成される。刺激ユニット、通信ユニット、電源ユニットなどの組み合わせから構成される。
・刺激ユニット神経を刺激するための電圧または電流パルスを発生させるユニット。
・通信ユニット
外部情報処理ユニットからの信号を受信するユニット。ジェネレータの動作や電源の状況を送信する機能を保有することもある。さらに、電力を受信する機能を保有することもある。
・電源ユニット
電池から構成される。電池には、一次電池と充電可能な二次電池がある。
・電極リード
刺激ユニットで発生された刺激パルスを神経刺激部位に伝達させるリード線。一般に神経刺激電極とリード線で構成され、体内に植込まれる。
・延長リード(植込みリード、非植込みリード)
刺激ユニットで発生された刺激パルスを神経刺激部位に伝達させるリード線において、刺激ユニットと電極リードとを延長して接続するために用いられるリード線。全てまたは一部が植込まれる場合や全てが植込まれない場合がある。
・基本性能医療機器としての安全性を確保するために必要とされる性能。基本性能の概念については、IEC60601-1 を参照のこと。
・一般性能
医療機器を温度、気圧、電磁場といった外部環境下で動作させたときに得られる性能。一般性能基準は、リスクをもたらさない範囲で設定される。
・ME機器
電気電子、機械、ソフトウェア要素から構成される医用電気(Medical Electronics)機器 。
3. ガイドラインの適用範囲
このガイドラインは、4.1.項で定義する神経系(中枢神経および末梢神経)を刺激するために使用される植込み型神経刺激装置に適用する。
4. 植込み型神経刺激装置
4.1. 定義
植込み型神経刺激装置(以下、装置)とは、生体内に植込みされた人工的補助装置から神経活動に代わる電気信号を神経系に与えることで、疾患の治療、予防的な措置、機能回復の促進、機能代償を図ることを目的とする装置であり、例えば、脳刺激装置、脊髄刺激装置、人工網膜、人工内耳、迷走神経刺激装置、神経筋接合部や筋肉を直接刺激する装置等を指す。
4.2. 装置の構成
装置は、外部情報収集ユニット、外部情報処理ユニット、ジェネレータ、電極リード、電源ユニット等から構成される。
4.3. 装置装着の形態
全て体内に植込みされる場合と、一部が体内に植込みされる(非植込み部と植込み部に分けられる)場合を想定する。また、非植込み部と植込み部との結合連絡形態は、有線と無線を想定する。
5. 装置に対する一般的要件
(1) 日常生活において予測される範囲内での自発的および受動的な生体の動きにより、装置に不具合が生じないこと。
(2) 日常生活ならびに社会生活で遭遇する予測される範囲内での温度・湿度・気圧等の環境変化によって装置に不具合を生じないこと。
(3) 装置が患者の体型に適合していて、組織、臓器、器官に植込みによる障害を与えないこと。
(4) 生体に加えられる医学的処置による装置への影響について考慮すること。
(5) 幼少期より装着におよぶ場合を考え、成長にともなう身体のサイズの変化に対応できるように考慮するのが望ましい。
(6) 装置が正常に作動しない、あるいは、正常に作動しなくなる可能性がある場合に備え、作動状態をモニター、あるいは警告する機能を備えることが望ましい。
6. 非植込み部に関する要求事項
ISO14708-1 第5項 「非埋込部品の一般要求事項」を参照すること。
装置の非植込み部であって、電源に接続されるかまたは電源を有するものは、医療電気機器の基本安全と基本性能を備えること。具体的にはIEC60601-1、および、IEC60601-1-2の要求事項に従うものとする。但し、これらの規格中の要求事項が、ISO14708-3の中の要求事項によって、取って代わられる場合を除く。
7. 植込み部に関する注意事項
ISO14708-1 第14項 「能動埋込医療機器によって引き起こされる故意でない生物学的結果からの保護」を参照すること。
7.1. 滅菌に関する事項
装置本体および電極リードなどの植込み部、または他の部品であっても体液に接触する可能性があるものについては、再使用不可能な包装に納めた上で、ISO11134またはISO11135または同等以上の規格・基準に従って滅菌すること。
7.2. 付着微粒子に関する事項
装置本体および電極リードを、製造販売業者の意図したように使用した場合に、体液との接触を意図された部品は、許容できないほどの微粒子状物体(製造に起因するゴミや製造環境に浮遊している微粒子等)を放出してはいけない。
注)試験方法については、ISO14708-1 14.2 および本ガイドライン付録を参照すること。
7.3. 生体適合性に関する事項
植込み部の血液・体液・組織・粘膜に接触する部材は、生体適合性を持つものとする。使用される材料の生体適合性は、ISO14708-1 14.3に挙げられた項目によって実証されること。生体適合性は、ISO10993に従って評価する。
7.4. 医薬品を含む装置に関する事項 装置または電極リードに医薬品が組み込まれており、その物質またはその物質の誘導体のいずれかが、患者に投与されるように意図される場合、その物質は、安全であり、装置または電極リードが保有しなければならない機能にとって有益であること。
8. 装置の構成要素に関する要求事項
ISO14708-3 第6項 「特殊な能動埋込み医療機器の要求事項」を参照すること。
8.1. 刺激ユニット
8.1.1. 刺激パルス特性の測定
刺激パルスの特性(振幅、パルス幅、パルス繰返周波数およびパルス波形)を測定すること。 取扱説明書等に製造販売業者が明示する関連仕様および特性は、これらの結果に一致すること。
装置に複数のチャネルまたは出力モード(二極または単極など)がある場合は、各チャネルまたは各出力モードの特性を確認する。その際は、個別にまたは同時に動作するチャネルまたは出力モード等、すべての動作状態を考慮すること。
注)刺激パルスの測定方法については ISO14708-3 6.101 および本ガイドライン付録を参照すること。
8.1.2. 刺激パルスの特性および出力の設定
刺激パルスの特性、および、刺激に用いる出力(電圧、電流、電流密度等)については、装置の性能にかかわる部分であり、装置の用途等にもより、一概に定めることはできない。動物による安全性試験、有効性試験等の結果、あるいは、過去の同様な研究の文献資料等を利用し、さらに臨床研究結果を勘案し、効力と安全性の観点から慎重に決定すること。
8.1.3. 感度設定
神経系の刺激によって生じる知覚の閾値、ならびにその強さは個人によって大きく異なるので、装置の知覚に対する感度調節には十分配慮すること。
また、神経電位等のセンシングによりフィードバックを行う機能を有する装置では、適切な感度設定が行われるように設計すること。補足:装置にあっては、心電や神経電位といった生体信号を検出し、それを信号処理するか、トリガー信 号として、神経刺激パルスを発生させる場合がある。適切な刺激パスル発生のためには、生体信号の適切な検出感度設定が必要になる。
8.2. 電極リード
8.2.1. 電極リードまたは延長リードの直流抵抗の測定
電極リードまたは延長リードの直流抵抗を測定すること。電極リードまたは延長リードに複数の導体がある場合は、各導体の直流抵抗を確認すること。
取扱説明書等に製造販売業者が明示している関連仕様および特性は、これら結果に一致すること。
注)試験方法は、ISO14708-3 6.102および本ガイドライン付録を参照すること。
9. 患者保護にかかわる要項
9.1. 形状、外装、ケーシングに関する事項
ISO14708-3 第15項 「能動埋込み医療機器の外部の物理的特徴を原因とする患者又は使用者への危害からの保護」を参照すること。
9.1.1. 非植込み部の外部表面
受容できないリスクを生じるおそれのある粗い表面、鋭い角または縁は、除去するかまたは覆う。
特にフランジまたはフレームの縁およびバリの除去に注意する。
9.1.2. 植込み部の外部表面
ISO14708-1 15.2に従うものとする。
9.2. 電気的安全性に関する事項
ISO14708-3 第16項 「電気を原因とする患者への危害からの保護」を参照すること。
9.2.1. 漏れ電流
ISO14708-3 16.2に従うものとする。
9.2.2. 電極リードの絶縁耐久性
製品の計画寿命の間、電極リード線または電気導体を組み込んだ延長部品については、通常使用状態のときに負荷される電気的応力に対して、その絶縁部が耐えるように設計されなければならない。
9.2.3. 誤動作刺激防止
装置の設計には、意図的でない変化からの電気的出力パルス特性の保護を含まなければならない。
補足:意図的でない変化の例には、刺激パルスの特性、および電圧、電流、電流密度等の突然の変化がある。
9.3. 熱的安全性に関する事項
ISO14708-3 第17項 「熱を原因とする患者への危害からの保護」に従うものとする。
9.4. 装置の意図しない動作からの保護
ISO14708-3 第19項 「機器によって引き起こされる意図しない結果からの保護」を参照すること。
9.4.1. 植込み部の長期安定性
ISO14708-1 19.1に従うものとする。
9.4.2. 電池寿命
ISO14708-3 19.2を参照すること。装置の寿命が、電池などの植込み電気的エネルギー源に依存する場合、エネルギーの低下を患者および/または医療従事者に通知しなければならない。製造販売業
者は、この通知後の残りの寿命の予想期間を知らせる手段を設けなければならない。
補足:この項はまた、充電式エネルギー源にも適用される。
9.4.3. リスクアナリシス
ISO14708-3 19.3 を参照すること。装置は、単一構成部品、部品または(装置がプログラマブル電子システムを内蔵している場合)ソフトウェアプログラムの不備によって、許容できないハザードが引き起こされることのない設計でなければならない。
- アセスメント:ISO14708-3 19.3に示されているアセスメントに従う。
9.5. アラーム
リスクアナリシスの結果に応じて、装置の異常動作、あるいはその可能性に備え、作動状態や電極インピーダンス等をモニター、あるいは警告する機能について考慮すること。
9.6. 非臨床試験 In vivo評価
本内容に関しては、平成21年度ニューロモジュレーション分野審査WGで検討がなされている。当該報告書において該当する「神経機能修飾装置に関する共通評価指標」および「神経機能修飾装置に関する各装置評価指標」に規定する内容に準じる。注)
注)http://dmd.nihs.go.jp/jisedai/neuro/index.html
In vivo評価(動物試験)においては安全性試験と有効性試験があり、装置によってその必要性を判断すること。また、動物を用いない実験系での試験、あるいは過去に行われた研究結果、論文等の文献資料の活用が望ましい。
注)我が国の動物試験は、実験動物の福祉向上については『動物の愛護および管理に関する法律』『実験動物の飼養および保管並びに苦痛の軽減に関する基準』によって、動物試験の適正化については 『研究機関等における動物実験等の実施に関する基本指針』(文部科学省)、『厚生労働省における動物実験等の実施に関する基本指針』(厚生労働省)、『農林水産省の所管する研究機関等における動物実験等の実施に関する基本指針』(農林水産省)によって定められており、個々の実験計画は、これらの指針に基づいて定められた機関内規程に従い、各機関の動物試験委員会等によって審査され承認を受けなければならない。
また、実験実施にあたっては動物試験の国際規範であるReplacement(代替)、Reduction(削減)、Refinement(洗練)の「3Rの原則」に基づき実施すること。試験に際して動物に障害が生じると予測される場合には、科学的根拠にもとづき、実験のエンドポイントを明確にすること。
9.7. 臨床試験
本内容に関しては、平成21年度ニューロモジュレーション分野審査WGで検討がなされている。当該報告書において該当する「神経機能修飾装置に関する共通評価指標」および「神経機能修飾装置に関する各装置評価指標」に規定する内容に準じる。注)
注)http://dmd.nihs.go.jp/jisedai/neuro/index.htmlを参照すること。
10. 装置保護に関わる要項
10.1. 電磁環境両立性
ISO14708-3 第27項 「電磁非電離放射線からの能動埋込み医療機器の保護」を参照すること。
ISO14708-3 27.101に従うものとする。
注)一般試験条件および試験方法は、ISO14708-3 27.102~27.106を参照すること。
10.2. 機械的安全性
ISO14708-3 第23項 「機械的力からの能動埋込み医療機器の保護」を参照すること。
10.2.1. 携帯形機器の落下に対する強度
装置の非植込み部は、以下の各項に適合しなければならない。
手持形の患者保持部品の落下数は、通常使用中に見られる異なる3つの始動姿勢のそれぞれから試験を行い、適合しなければならない。(IEC60601-1:2005の15.3.4.1を参照すること。)
10.2.1.1. 一般要求事項
ME機器またはその部分は、十分な機械的強度をもち、かつ、落下、および手荒な取扱いに起因する機械的ストレスを受けても、受容できないリスクを生じない。
注)試験方法は、ISO14708-3 23.1および本ガイドライン付録を参照すること。
10.2.1.2. 落下に対する強度
1) 手持形ME機器 手持形ME機器およびME機器の手で持つ部分は、落下によって、受容できないリスクを生じない。
2) 携帯形ME機器
携帯形ME機器およびME機器の携帯できる部分は、付録に示した高さから硬い表面上へ自由落下させることによって生じたストレスに耐えるものとする。
注)本ガイドライン付録を参照すること。
10.2.2. 通常使用における機械的な力に対する耐性
装置の植込み部は、通常使用状態の間に発生することのある機械的力に耐える構造でなければならない。
注)ISO14708-3 23.2に示されている条件にて振動試験を行って確認する。
試験の後、リスクマネジメントファイルの調査およびME機器またはME機器の携帯できる部分 に対する調査で定義した受容できないリスクを生じるような損傷があれば不適合とする。
10.2.3. 植込みリードの引っ張り強度
ISO14708-1 23.3に従う。
10.2.4. 植込みリードの導線接続部
ISO14708-1 23.4に従う。
10.2.5. 植込みリードの繰り返し曲げ強度
ISO14708-1 23.5に従う。
10.2.6. 植込みコネクタ接続
植込みコネクタは、植込み機器またはそれらの附属品と連結するものを特定し、誤って使用されないようにしなければならない。製造販売業者は、植込み後の性能が維持されることを保証するために試験を行って評価する。
注)試験方法はISO14708-1 23.6を参照すること。
10.3. その他
下記に掲げる事項について検討すること。
10.3.1.静電放電の影響
装置の非植込み部は、IEC60601-1-2 の静電気放電の項に適合しなければならない。適合性は、
IEC60601-1-2に規定に基づいて確認しなければならない。
10.3.2. 大気圧変化の影響
ISO14708-1 第25項 「大気圧変化によって引き起こされる損傷からの能動埋込み医療機器の保護」に従う。
適合性は、次のいずれかによって実証されること。
a) 公表されたデータを使用して類推する。
b) 既に市販されている類似機器で経験がある。それと共にそれらの機器で使用される装置のトレーサビリティーの証拠がある。
c) 下記の評価手順に適合している。
適合性は、設計分析を検査することによって、またISO14708-1 第25項で定義される試験の製造販 売業者データを査定することによって確認されるものとする。
10.3.3. 温度変化の影響
ISO14708-3 第26項 「温度変化によって引き起こされる損傷からの能動埋込み医療機器の保護」に従う。
装置の植込み部の設計および構造の試験方法はISO14708-1 26.2に従う。
10.3.4. 医療機器(体外式除細動器、電気メス、超音波メス等)の影響
ISO14708-3 第20項 「外部除細動器を原因とする損傷からの機器の保護」に従う。
10.3.1.1. 体外除細動器を原因とする損傷からの機器の保護
a) 装置の非植込み部であって、心電計の電極に接続される部品の電気的な機能の設計は、
ISO14708-1 20.1に従う。
b) 装置の部品であって、胴体への植込みを意図される部品の設計は、ISO14708-1 20.2に従う。
10.3.1.2. 患者に直接適用された高電力電界によって引き起こされる変化からの機器の保護
ISO14708-1 第21項を参照すること。植込まれて人体に接触している装置の導電部品は、植込まれた部品が印加電流の経路に直接位置しておらず、治療部位に存在しない場合、患者に直接印加された高電力処置(例えば、ジアルテルミーの使用)によって生じる影響が装置を損傷させないように構成すること。
その評価は、製造販売業者により提供される設計分析の検査により、また必要に応じて製造販売業者の算出結果および試験データを参照し確認する。
10.3.1.3. 様々の治療を原因とする変化からの装置の保護
ISO14708-3 第22項 「種々の治療を原因とする変化からの能動埋込み医療機器の保護」に従う。
-試験方法はISO14708-1 22に従う。
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