微波消融設備是指在影像等輔助設備引導下，通過微波消融針經皮穿刺對體內病變組織傳輸頻率大于300MHz但不超過30GHz的電磁波進行消融治療的微波主機和附件。

對于同時含有消融和淺表組織熱凝功能的微波治療設備，使用微波消融針進行消融部分適用本文。

微波消融設備，按照《醫療器械分類目錄》（原國家食品藥品監督管理總局公告2017年第104號），分類編碼為01-04-01，按第三類醫療器械管理。

一、微波消融設備結構組成與工作原理

1.微波消融設備結構組成

微波消融設備一般由主機（含微波源）和相關附件組成。附件通常含微波消融針（含微波天線）、輸出線纜、測溫針、腳踏開關等部件。

微波源是主機的核心部件。常見的微波源可分為磁控管（如圖1）和固態源（如圖2）兩類。采用磁控管的微波源，應明確磁控管的工作電壓及該電壓所在部位的絕緣類型（功能絕緣/其他絕緣）。固態微波源一般由振蕩器、功率放大部分、環行器/隔離器組成。除微波源外，主機一般還包括供電電路、控制電路、顯示單元等模塊，從而實現功率、時間的設定，輸出的啟動和停止以及溫度的監測。根據微波輸出通路數量的不同、微波主機可分為單路輸出和多路輸出，多路輸出的主機各路輸出相互獨立控制。

a.2450MHz                  b.915MHz

圖1 磁控管

圖2 固態源

微波消融針是微波消融設備的應用部分，是一種能夠使微波能量在局部組織中傳輸并使組織產生凝固的器件，通常為一次性使用無菌產品。微波消融針一般需要經皮穿刺操作達到目標部位，在超聲、X線機或CT等影像設備的引導下對肝臟、腎臟、肺部、甲狀腺等體內臟器或組織進行消融。微波消融針工作時需要冷卻介質對針體進行降溫以防過熱，根據冷卻介質不同可分為水冷式和氣冷式。水冷式微波消融針（如圖3）需要外接蠕動泵（循環冷卻泵）（如圖4）使用，水在蠕動泵的驅動下流經微波消融針針體帶走多余熱量。氣冷式微波消融針（如圖5）的冷卻介質為二氧化碳等高壓氣體（如圖6），利用高壓氣體減壓吸熱的特性（焦耳-湯姆遜效應原理）來降低微波消融針的溫度。微波消融針內一般含有感溫測溫部件。

圖3 水冷式微波消融針

圖4 微波消融儀（水冷式）

圖5 氣冷式微波消融針

圖6 微波消融儀（氣冷式）

輸出線纜一般采用特性阻抗為50歐姆的同軸線纜，用于將主機產生的微波能量傳輸到微波消融針。輸出線纜可作為單獨可拆卸組件，也可與微波消融針集成為不可拆卸線纜。

測溫針是微波消融時穿刺到特定部位進行測溫的附件，通常為一次性使用無菌產品。測溫針的穿刺部位一般為消融部位臨近的溫度敏感組織，防止其過熱損傷。

2.微波消融設備工作原理

微波是頻率在0.3GHz—30GHz的電磁波。在醫療領域，一般采用2450 MHz、915 MHz、433.9MHz這三個頻率的微波能量進行治療。目前，用于微波消融的頻率為2450 MHz、915 MHz。由于微波的波長介于超短波與紅外線之間，因此微波既有無線電波的特性，也有類似光波的特性。微波消融時，微波能量經過線纜傳輸并通過微波消融針作用于人體。

同一產品可包含兩種不同頻率的輸出。

作用于機體組織時，微波可引起組織細胞中離子、水分子和偶極子的高頻振蕩，為克服機體組織的粘滯性而損耗的微波能量轉變為熱，從而產生熱效應。

微波進入組織后能量逐漸衰減，衰減量與微波頻率有關，還與組織的吸收率有關。頻率低，微波穿透能力強，頻率高，微波穿透能力弱。富含水分的組織（如肌肉）對微波吸收率較高，而乏水組織（如骨骼、脂肪）對微波的吸收率較低。

微波消融設備目前多采用頻率為2450 MHz的微波進行治療。相較于915 MHz頻率，2450MHz頻率的微波更容易被組織吸收并轉化為熱量。由于微波消融針與目標組織接觸面積較小，微波消融設備較普通微波理療設備可輸出更高功率密度的微波能量，從而使目標組織在短時間內升溫至蛋白質變性溫度，以達到目標組織凝固、壞死的效果。

二、微波消融設備相關產品標準

目前常規產品適用的相關標準如表1。如有標準修訂或新標準實施，應按照當下現行有效的標準執行。

表1相關產品標準

上述標準包括了產品技術要求中經常涉及到的部件標準和方法標準。如有需要還可根據產品的特點引用一些行業外的標準和一些較為特殊的標準。

三、微波消融設備性能研究實驗要求

1.產品性能研究

應當開展產品性能研究以及產品技術要求的研究，包括確定功能性、安全性指標（如電氣安全與電磁兼容、輻射安全）依據，所采用的標準或方法、采用的原因及理論基礎。

2.生物相容性評價研究

應對成品中與患者直接或間接接觸的材料的生物相容性進行評價。微波消融設備預期與患者接觸的常見部件有微波消融針、測溫針。

微波消融針、測溫針預期與患者組織短期接觸，按照GB/T 16886.1標準的要求，對于患者接觸部分的生物相容性進行評價研究應至少考慮以下方面的要求：細胞毒性、致敏、皮內反應。

生物相容性評價研究應重點關注以下方面：

（1）生物相容性評價應對最終產品中與患者直接或間接接觸的材料進行評價,不宜對原材料進行評價，應考慮其可能的相互作用，且部分材料生產加工過程可能引入或產生新的物質、或改變材料的性質，從而影響材料的生物相容性結果。如器械不能以整體用于試驗時，應選取最終產品中各種材料有代表性的部分按比例組合成試驗樣品。

（2）生物相容性評價中涉及生物學試驗的，生物學試驗報告應明確產品名稱和型號。如生物學評價研究中使用其他產品的生物學試驗，應就生物學試驗產品與自身產品的差異性（原材料及來源、生產工藝、消毒滅菌工藝等）對生物相容性的影響進行評價，確保能夠證明產品的生物相容性，如不足以證明，應當考慮重新開展生物學評價。

（3）生物學試驗樣品應是使用的終產品，因微波消融針和測溫針通常為一次性滅菌使用，生物學試驗應對滅菌后產品進行。

（4）材料名稱相同并不代表材料相同，除非來自同一供應商（即材料的生產商，而非經銷商或代理商）。不同的供應商材料的配方可能存在差異。

3.滅菌工藝研究

微波消融針和測溫針一般為一次性滅菌使用，輸出線纜有一次性滅菌使用或終端用戶重復滅菌使用兩種形式。

應依據產品設計和預期使用形式來開展相應的滅菌研究。

（1）生產企業滅菌：應當明確滅菌工藝（方法和參數）和無菌保證水平（SAL），并開展滅菌驗證及確認的相關研究。對于經環氧乙烷滅菌的產品，需明確產品的解析條件和時長。

（2）使用者滅菌：應當明確滅菌工藝（方法和參數）和確定依據，并進行驗證；對可耐受兩次或多次滅菌的產品，應當開展產品所推薦滅菌工藝耐受性的研究，使用中需要滅菌的輸出線纜應對其多次滅菌后的功能、安全進行驗證。

（3）殘留毒性：若產品經滅菌后可能產生殘留物質，應當對滅菌后的產品進行殘留毒性的研究，明確殘留物信息及采取的處理方法。對于經環氧乙烷滅菌的產品，需考慮的殘留毒性應包括環氧乙烷和2-氯乙醇。

（4）以非無菌狀態交付（如：輸出線纜），且使用前需滅菌的醫療器械，應當開展證明包裝能減少產品受到微生物污染的風險，且適用于生產企業規定滅菌方法的研究。

4.產品貨架有效期和包裝研究

應明確產品的貨架有效期，開展產品貨架有效期的驗證。有效期驗證應包含主機和附件。具體可參考《有源醫療器械使用期限技術審查指導原則》的要求進行驗證。對于有限次重復使用的附件（如：輸出線纜）應明確使用次數，并應當開展使用次數驗證。對于無菌附件，除了證明有效期內產品性能滿足要求外還應證明產品無菌滿足要求。

應當開展運輸穩定性和包裝研究，證明在生產企業規定的運輸條件下，運輸過程中的環境條件（例如：震動、振動、溫度和濕度的波動）不會對醫療器械的特性和性能，包括完整性和清潔度，造成不利影響的研究。設備的環境試驗可參考標準GB/ T 14710的要求試驗，產品的工作環境、運輸貯存環境應按企業產品說明書中規定的條件進行試驗。

5.軟件研究

微波消融設備主機應當明確醫療器械軟件描述文檔，包括基本信息、實現過程、核心功能、結論等內容，詳盡程度取決于軟件安全性級別（嚴重、中等、輕微）。微波消融設備的軟件一般涉及輸出能量的調節和控制，至少應為B級。具體要求參見《醫療器械軟件注冊申報資料指導原則》的相關要求。

若產品具有網絡連接功能以進行電子數據交換或遠程控制，應當開展網絡安全研究。具體參見《醫療器械網絡安全注冊技術審查指導原則》的相關要求。

6.熱損傷和量效關系研究

應開展微波消融設備主機與可配合使用的所有微波消融針的熱損傷研究，研究應選取已上市相同用途的產品進行對照，分別進行離體組織和活體動物研究。離體組織研究可模擬臨床相似組織手術效果，但無法反應臨床中血供影響。活體動物研究在離體組織研究基礎上，綜合考慮血供進一步模擬臨床手術效果。研究應明確試驗目的、試驗方法、判定依據、試驗結果、試驗結論等關鍵信息，并明確具體對照試驗產品的型號、參數、注冊證號。

在離體組織上進行的熱損傷試驗，應根據申報適用范圍選取組織特征與人體相近的動物的相應種類的新鮮軟組織（如：肝臟、肺、甲狀腺等）來進行，以模擬與實際臨床手術時相似的效果。在活體動物上進行的熱損傷試驗，應根據申報適用范圍選取動物的相應部位（如：肝臟、肺、甲狀腺等）來進行，動物研究可不構建病理模型。

離體、活體試驗應分別在最大和典型幾個輸出功率下進行，記錄不同功率、不同消融時間下對試驗部位所造成熱損傷的程度，包括消融區域的尺寸和形態。活體試驗可根據離體試驗的結果，來合理選擇輸出功率參數，但應覆蓋最大和臨床最典型的輸出功率。微波消融區域通常為球形或橢球型，對消融區域進行觀察時，應沿消融針軸向方向選擇合適的切面進行解剖，測量并記錄切面形狀及長短徑尺寸。分析并建立消融區域尺寸和形態與輸出能量及作用時間的量效關系。

對于支持多路同時輸出的設備，除上述研究外，還應針對多針消融方式進行相應的熱損傷研究，以判斷多針同時消融時所產生的消融區域的尺寸和形態。結合該研究，相應明確對測溫針使用部位和使用數量的要求。

7.其他

證明產品安全性、有效性的其他研究。

四、微波消融設備主要風險

下表依據YY/T 0316的附錄E（表E.1）列舉了微波消融設備有關的可能危害示例的不完全清單，以幫助判定與微波消融產品有關的危害。企業還應根據自身產品特點確定其他可能危害。

表2 危害示例