X射线计算机体层摄影设备用管组件可靠性评价注册审查指导原则

文档下载：X射线计算机体层摄影设备用管组件可靠性评价注册审查指导原则(2026年第8号)

核心要点速览

为了帮助相关企业在研发与注册阶段准确把握技术要求，钦思咨询团队对《X射线计算机体层摄影设备用管组件可靠性评价注册审查指导原则》的核心要素进行了梳理：

• 评价体系确立：明确了采用可靠性试验法或经验数据法来验证/确定CT球管的有源医疗器械使用期限及其可靠性指标（如威布尔分布、二项分布）。
• 真实场景转化：强调必须将真实的临床环境条件与使用场景（如扫描参数、频率、扫描功率）科学地转化为等效的常态或加速试验条件。
• 失效模式与性能验证：要求基于FMECA（失效模式、影响及危害性分析）识别失效模式，并在研究中强制纳入焦点尺寸、剂量、电介质强度等关键性能的验证。

专家解读

CT用管组件（俗称CT球管）是计算机体层摄影设备中最核心、最高价值的易耗部件。 由于其一旦损坏通常无法在医院现场维修，监管机构对其长期稳定运行的可靠性提出了极为严格的审查要求。在实际的申报过程中，企业在提交有源医疗器械的产品性能研究资料时，往往在可靠性指标的统计学设定和样本量计算上遇到较大挑战。指导原则明确给出了不同寿命分布模型下的样本量测算逻辑，这要求研发与注册团队在产品设计早期就必须具备扎实的可靠性工程基础，确保测试数据具有统计学意义。

另一方面，CT技术迭代迅速，当企业对前代产品进行升级，或者涉及管壳材料、轴承类型（如从传统的滚珠轴承切换为液态金属轴承）等关键结构的变更时，必须审慎评估这些技术差异对寿命分布模型的影响。如果在医疗器械变更注册中涉及此类核心组件的变动，务必重新进行详尽的可靠性试验或通过充分的经验数据推演论证。此外，企业必须在医疗器械说明书中清晰载明产品的使用期限与可靠性声称，避免夸大宣传或临床误用。如果您在CT管组件的可靠性试验方案设计或注册申报路径上存在疑虑，建议寻求专业的医疗器械注册咨询团队支持，我们将为您提供从测试模型转化到合规获证的全流程定制化服务。

指导原则原文

X射线计算机体层摄影设备用管组件可靠性评价注册审查指导原则

本指导原则旨在指导申请人对X射线计算机体层摄影设备（‌X-ray computed tomography scanner‌，CT）用管组件（以下简称“CT用管组件”）可靠性研究资料的准备及撰写，同时也为技术审评部门提供参考。

本指导原则是对采用可靠性评价的方法研究CT用管组件使用期限的一般要求，申请人应依据产品的具体特性确定其中的内容是否适用。若不适用，需具体阐述其理由及相应的科学依据，并依据具体的产品特性对注册申报资料的内容进行充实和细化。

本指导原则是供申请人和技术审评人员使用的指导性文件，但不包括注册审批所涉及的行政事项，亦不作为法规强制执行，应在遵循相关法规的前提下使用本指导原则。如果有能够满足相关法规要求的其他方法，也可以采用，但是需要提供详细的研究资料和验证资料。

本指导原则是在现行法规和标准体系以及当前认知水平下制定的，随着法规和标准的不断完善，以及科学技术的不断发展，相关内容也将适时进行调整。

一、适用范围

本指导原则适用于采用可靠性评价的方法研究CT用管组件的使用期限。申请人也可以采用《有源医疗器械使用期限注册技术审查指导原则》中其他方法进行CT用管组件使用期限的研究。

本指导原则适用于CT用管组件单独注册的情形，也适用于CT用管组件作为X射线计算机体层摄影设备的组成部件注册的情形。医用血管造影X射线系统、牙科X射线机等其他X射线产品的管组件可靠性可根据其实际临床使用场景，参考本指导原则的适用部分进行评价。

二、基本原则

CT用管组件是CT设备的关键部件，也是可更换部件。CT用管组件一旦损坏，通常无法在现场维修，影响临床使用。为了确保CT用管组件在申请人规定的使用期限或使用次数内安全有效使用，申请人需在产品的全生命周期中开展相关工作，确保产品可靠性，尤其是在设计开发阶段考虑可靠性要求，确保最终产品的可靠性满足设计要求。

三、CT用管组件基本信息

申请人需根据CT用管组件的实际特点，如结构组成、规格参数，进行CT用管组件可靠性评价。

（一）结构组成

CT用管组件通常由球管、管套、高压电缆（若适用）和插座、散热装置（若适用）以及监测装置（如温度传感器、压力开关）组成。其中，球管主要由阴极、阳极、束流控制段（栅控适用）和真空管壳组成，阴极主要由钨灯丝和聚焦部件组成，阳极主要由靶盘和轴承组件（旋转阳极适用）组成，管套内充满高压绝缘油并密封，实现绝缘和热交换的目的。

申请人需根据CT用管组件的实际特点，说明不同球管类型（如固定阳极、旋转阳极、栅控）的结构组成及工作原理。按照结构组成的层级关系，结合图示，描述各组成部件的结构、材料、参数等，图中应清楚地标识各部件，并提供充分的解释来方便理解这些图示。

（二）规格参数

申请人需提供与CT用管组件可靠性评价相关的规格参数，示例见表1。

表1 CT用管组件规格参数

CT用管组件型号	XX
规格参数	标称管电压（kV）： 标称CT阳极输入功率（kW）： 标称连续输入功率（kW）： 最大阳极热容量或标称CT扫描功率指数： 灯丝工作范围： 焦点尺寸：（注：需涵盖产品所能提供的所有焦点尺寸） 飞焦点（x向和z向偏移）（若适用）： 阳极类型： 阳极旋转速度（mm/s 或Hz或RPM）（旋转阳极适用）： 靶角（°）： 轴承类型及可承受的离心加速度： 束流控制参数（栅控适用）：

（三）技术差异说明

与前代产品或同类产品相比，若申报产品采用了对可靠性有影响的不同技术，申请人需对技术差异进行说明，并分析差异部分对可靠性的影响。

例如，螺旋灯丝和平板灯丝为不同的灯丝结构，滚珠轴承和液态金属轴承为不同的轴承类型，玻璃管、玻璃-金属管和陶瓷-金属管为不同的管壳材料，上述技术差异均对CT用管组件可靠性评价有影响。

四、CT用管组件可靠性评价

（一）可靠性指标的设定

CT用管组件的可靠性指标可定义为在规定条件下和规定的时间内，完成规定功能的概率。例如，经可靠性验证，CT用管组件在Z年使用期限（时间段或扫描秒、扫描次数、千瓦秒）内，在置信度为Y的条件下，可靠度达到X。

CT用管组件可靠性指标的设定在满足临床诊断需求的基础上，通常是技术因素（如靶材技术、轴承技术、真空保持等）、商业因素（如销售策略、维保策略等）综合考量的结果。高可靠性通常意味着更高的成本（如更好的材料、更复杂的工艺、更多的测试）。在申报注册时，申请人可以基于产品定位设定一个初始的可靠性指标。该指标既可以是较高的可靠性指标，也可以是满足临床诊断基本要求的可靠性指标，进行验证以申请上市。若后续通过可靠性试验或实际应用积累足够的经验数据，证实产品可达更优的可靠性水平，申请人可以按照相应的法规路径，申请变更其可靠性指标的声称。

（二）可靠性指标的评价方式

申请人确定CT用管组件可靠性指标的方式一般有两种(验证或确定)，一种为申请人根据评价或经验预先设定可靠性指标，根据可靠性试验结果验证CT用管组件能达到预先设定的可靠性指标；一种为申请人不预先设定可靠性指标，通过构建出使用期限和可靠度的关系函数（即寿命分布模型），从关系函数中确定要声称的可靠性指标。

（三）可靠性指标的评价方法

若采用评价方式一，通常可以通过可靠性试验的方法对产品的可靠性指标进行验证；若采用评价方式二，构建使用期限和可靠度的关系函数方法一般包括可靠性试验和经验数据。申请人也可以采用其他合理、科学的方法，需提供详细的研究资料。

1.可靠性试验法

若采用评价方式一，申请人可通过定时截尾试验[1]的方式验证预先设定的可靠性指标，并根据CT用管组件的不同寿命分布模型（如威布尔分布模型），利用对应的统计试验方案确定样本量、可接受的失效数量和截尾试验时间。若寿命分布模型未知，申请人可采用零失效条件下的二项分布确定样本量，定时截尾试验时间为所需验证的使用期限（如Z年）。

若采用评价方式二，申请人需先确定CT用管组件的寿命分布模型并给出确定依据，通常为威布尔分布模型，试验可以设定截尾时间，也可以不设定截尾时间，通过试验获得寿命分布的模型参数，明确构建关系函数的样本量和方法，基于所构建的关系函数确定要声称的可靠性指标。

（1）可靠性试验类型

可靠性试验类型包括常态试验和加速试验。

常态试验是指在额定工作条件下，进行CT用管组件的寿命试验，证明CT用管组件在使用期限内的可靠性。

加速试验是指在进行合理工程、统计假设及不改变产品故障模式和故障机理的基础上，利用与物理失效规律相关的统计模型对在超出正常应力水平的加速环境下获得的可靠性信息进行转换，得到试验样本在额定应力水平下可靠性特征的可复现的数值估计的一种试验方法。CT用管组件的加速模型通常为频次加速模型。申请人也可以参考GB/T34986《产品加速试验方法》选择其他适合加速模型并阐述合理理由。说明选择的加速模型理由、模型的参数估计方法、加速因子及加速因子的计算、试验持续时间等。

（2）样本量

申请人应根据CT用管组件的评价方式（验证或确定）和寿命分布模型，确定试验样本量，试验样本量一般应具有统计学意义或符合关系函数的构建需求。申请人需提供样本量确定的分析过程，并在试验时随机抽取试验样本。寿命分布一般和产品的失效机理相关，CT用管组件的典型失效为磨损或累积损伤，通常符合威布尔分布。

若采用评价方式一，如申报产品与已上市的前代产品或同类产品相比，采用相同的可靠性设计或未采用对可靠性有影响的不同技术，申请人可以采用已上市前代产品或同类产品的寿命分布模型及模型参数，如前代产品或同类产品的寿命分布符合威布尔分布模型，且模型参数已知，原则上样本量不少于2个，按照统计试验方案确定可接受的失效数量和截尾试验时间，若申请人选择1个样本进行试验，则应为零失效试验。

若采用评价方式一，如申请人未知申报产品的寿命分布，可采用零失效条件下的二项分布模型，代入计算公式（1）[2]计算试验样本量。

n=ln(1-α)/ln R   (1)

其中n表示样本量（向上取整），α表示置信度，R表示可靠度

例如，若验证CT用管组件的可靠性指标为在10万扫描次数内，置信度为90%的条件下，可靠度达到0.9。计算出样本量为22个，定时截尾时间为10万扫描次数，计算过程如下：

若验证CT用管组件的可靠性指标为在10万扫描次数内，置信度为80%的条件下，可靠度达到0.8，则需要的样本量为：

若采用评价方式二，如已确定申报产品的寿命分布模型符合威布尔分布，但未知寿命分布参数，原则上用于构建关系函数的样本量不少于3个，申请人可参考GB/T34987开展威布尔模型构建，通过收集失效数据进而估计寿命分布参数。

（3）可靠性试验设备

申请人需选择能够提供模拟CT用管组件临床实际使用场景的试验设备，可以选择实际的CT设备，也可以选择自制的测试工装。

（4）可靠性试验条件

申请人需尽可能模拟CT用管组件真实的临床使用场景进行测试，申请人也可以选择比常规临床使用场景更严苛的条件进行测试。临床使用场景包括临床环境条件和临床使用条件。申请人需将临床环境条件和临床使用条件转化为对应的CT用管组件可靠性试验条件，并给出转化依据。

临床环境条件包括温度，湿度，海拔（大气压），电源条件等。CT设备的工作环境通常在温湿度受控的室内，其温湿度、大气压的环境条件相对可控，因此CT用管组件的环境条件主要受散热的影响。申请人可参考表2提供临床环境条件。

表2 临床环境条件示例

阶段	储存	运输	使用
室内/室外	室内	室外	室内
温度（℃）
湿度（%）
海拔（m）/大气压（kPa）
输入电压（V）

临床使用条件包括扫描频率、扫描参数、扫描功率、机架转速、安装位置是否倾斜等。申请人可列表说明，示例见表3。

扫描频率包括检查患者例数、每例患者扫描次数、工作时长或天数、每天扫描秒等。

扫描参数包括扫描类型（螺旋、序列）、扫描方式（平扫、增强）、管电压、管电流、加载时间、焦点尺寸等。

申请人需明确扫描参数的设定依据，扫描参数的选择需考虑临床典型的扫描部位（如头部、胸部、腹部、四肢关节）和特殊部位（如心脏）。其中，申请人选择测试的扫描参数组合需保证一定比例的管组件测试功率不低于其标称CT阳极输入功率50%。申请人也可以选择最大输出条件下的扫描参数进行测试。

表3 临床使用条件示例

扫描参数						扫描功率	机架旋转速度	安装位置是否倾斜	扫描频率
扫描类型	扫描方式	管电压 (kV)	管电流 (mA)	加载时间 (s)	焦点尺寸

（5）失效模式

申请人需明确CT用管组件的失效模式以及失效判据。

申请人可按照CT用管组件的结构组成分层，通过对产品开展失效模式、影响及危害性分析（FMECA）确定产品的失效模式，并在可靠性试验中识别失效模式。常见的失效模式及原因见表4。

可靠性试验过程中，通过对CT用管组件进行性能测试判定其是否失效，如果出现性能指标降低到不可接受范围或由于漏气、炸裂等导致无法继续曝光情况，均认为CT用管组件失效。性能测试的具体要求详见本章第（6）部分。

表4 CT用管组件常见失效模式及其原因

序号	部件	常见失效模式	原因
1	灯丝	灯丝短路或开路	灯丝老化；灯丝质量问题；电压过载。
2	靶盘	靶面龟裂、熔毁	频繁启停导致热疲劳；电子束局部过聚焦；冷却不足；超额定功率，超连续阳极输入功率，导致散热不充分。
3	轴承组件	旋转阳极不转	滚珠轴承磨损导致旋转卡滞；散热不良导致轴承局部过热；液态金属轴承泄露或旋转卡滞线圈损坏（开路或短路）。
4	真空壳体	真空壳体内部打火	灯丝蒸发；靶面受损气化，导致壳体内真空度下降；壳体破损或密封失效导致漏油漏气；散热不良导致局部过热；绝缘材料或绝缘油性能下降。
5	管套	管套内打火	电缆插头松动或与插座间的密封绝缘降低或高压插头开裂；管套密封失效导致漏油。
6	散热装置	球管过热	油泵故障；温度开关故障；散热装置故障；长时间连续大功率使用，导致油温过高。

建议申请人通过实际失效数据分析和上市后反馈信息不断完善前期经风险分析构建的产品失效模式库，用于持续提高产品的可靠性。

（6）CT用管组件性能测试

申请人需明确可靠性试验的性能测试要求，包括测试指标、测试方法、测试时间点或采样频率、接受标准及确定依据。

申请人需结合失效模式确定可靠性试验CT用管组件的性能测试指标，并给出确定理由。测试指标如高压击穿（打火）次数、焦点（如位置、尺寸）、剂量、密封性能、噪声、振动、高压电路的电介质强度、灯丝电流、泄漏辐射、球管温度、图像质量等。

建议申请人记录试验期间发生的所有打火次数以及每次打火事件发生时对应的扫描参数和累计运行时间，并进行原因分析，用于后续产品可靠性优化工作的开展。

申请人需明确每个测试指标的测试时间点或采样频率，采样频率应确保能够识别到失效事件。可靠性试验后，申请人需对试验样品进行性能测试，至少包括焦点尺寸、剂量、噪声、振动、高压电路的电介质强度、泄漏辐射，测试不通过的样品按失效数据统计。

申请人需明确每个测试指标的接受标准及确定依据，优先选择适用标准中的方法，若选择其他方法或自定义方法，请提供充分的依据。例如，申请人可参考《医用电气设备 医用诊断X射线管组件 焦点特性》（YY/T0063）对焦点进行测试。申请人可参考《医用成像部门的评价及例行试验 第3-5部分:X射线计算机体层摄影设备成像性能验收试验》（GB/T19042.5）以及《X射线计算机体层摄影设备通用技术条件》（YY/T0310）对图像质量进行测试，每个测试时间点选取的图像质量测试条件应相同，统计因球管故障导致图像质量降低的失效数据。

（7）失效数据统计分析

申请人对可靠性试验获得的失效数据进行统计分析，明确采用的统计分析方法及依据，验证CT用管组件能达到预先设定的可靠性指标；或构建出使用期限和可靠度的关系函数，从而确定要声称的可靠性指标。

2.经验数据法

申请人也可以根据产品的寿命分布模型，选择对申报产品或国内外已上市同类产品的经验数据进行统计分析，构建对应寿命分布模型下使用期限和可靠度的关系函数，基于所构建的关系函数确定要声称的可靠性指标。申请人需明确所依据的失效模式库及经验数据中的失效判据。经验数据可能来源于CT用管组件的可靠性试验数据、安装记录、监测数据（如扫描参数、曝光次数、打火次数、球管油温等）、维修记录、投诉历史或公开文献的研究等。经验数据应真实、充足、无偏和可追溯。

五、注册申报资料要求

（一） 产品注册

1.研究资料

申请人可参考表5在注册申报资料CH3.7章节提供CT用管组件可靠性研究资料，证明在申请人规定的使用期限/使用次数内，在正常使用、维护和校准（如适用）情况下，产品的性能功能满足使用要求。

表5 CT用管组件可靠性研究报告框架

报告条款		报告内容
基本信息	管组件类型	明确球管类型（固定阳极、旋转阳极、栅控），描述工作原理。
	结构组成	按照产品的结构组成层级，描述关键部件的结构、材料、参数、与前代产品和/或同类产品技术差异（若适用）等。
	规格参数	明确CT用管组件可靠性相关的规格参数。
可靠性评价	可靠性指标	CT用管组件在Z年使用期限（时间段或扫描秒、扫描次数、千瓦秒）内，在置信度为Y的条件下，可靠度达到X。
	评价方式	明确CT用管组件可靠性评价方式（验证、确定）。
	评价方法	可靠性试验	经验数据
	试验类型	常态、加速	/
	寿命分布	明确寿命分布模型（若适用）。
	试验时间	根据评价方式（确定、验证）和寿命分布（已知、未知）等条件确定试验时间。	/
	样本量	给出样本量计算过程或确定依据。	明确样本来源（如可靠性试验数据、安装记录、监测数据、维修记录、投诉历史或公开文献的研究等）及数量。
	试验设备	明确试验设备。	/
	试验条件/临床使用场景	明确临床使用场景，以及转化为试验条件的依据。	明确临床使用场景。
	失效模式	明确CT用管组件的失效部件、失效模式、失效判据。
	性能测试	明确可靠性试验中测试指标、测试方法、测试时间点或采样频率、接受标准及确定依据。	/
	试验结果及失效数据统计	根据试验结果，对失效数据统计，证明满足设定的可靠性指标。	对失效数据统计，证明满足设定的可靠性指标。
结论		简述可靠性研究过程（设计分析、过程控制、试验验证等）的规范性、充分性和正确性，判定可靠性研究结果是否满足可靠性指标的要求。

2.说明书

说明书明确使用期限。若开展可靠性研究，建议申请人根据可靠性研究结果在说明书中给出产品可靠性指标，以证明可靠性水平。

（二）变更注册

申请人需根据变更的内容，分析是否对CT用管组件的可靠性评价产生影响。影响CT用管组件可靠性评价的举例详见第三章第（三）部分。若是，申请人需按照第四章的要求开展变更后CT用管组件可靠性评价，并按照第五章的要求提供可靠性研究资料。若否，申请人需提供变更内容对可靠性评价不产生影响的理由。

六、参考文献

[1]国家市场监督管理总局.医疗器械注册与备案管理办法:国家市场监督管理总局令第47号[Z].

[2]国家食品药品监督管理局.医疗器械说明书和标签管理规定:国家食品药品监督管理总局令第6号[Z].

[3]国家药品监督管理局.医疗器械注册申报资料要求和批准证明文件格式:国家药监局公告2021年第121号[Z].

[4]国家药品监督管理局.《有源医疗器械使用期限技术审评指导原则》（2019年23号通告）[Z].

[5]国家药品监督管理局医疗器械技术审评中心.《医用诊断X射线管组件注册技术审查指导原则》（2019年第79号）[Z].

[6]国家食品药品监督管理总局.《X射线计算机体层摄影设备注册技术审查指导原则》（2018年第26号通告）[Z].

[7]Elsayed A. Elsayed. Reliability Engineering [M].Third edtion. Wiley, 2021.

[8]胡湘洪，高军，李劲等.可靠性试验[M].北京：电子工业出版社，2015年.

[9]YY/T1837-2022医用电气设备 可靠性技术通用要求[S].

[10]YY/T1813-2022医用电气设备 使用可靠性信息收集与评估方法[S].

[11]GB/T5080.1-2012《可靠性试验第1部分:试验条件和统计检验原理》[S].

[12]GB/T34986-2017《产品加速试验方法》[S].

[13]GB/T34987-2017《威布尔分析》[S].

[14] 茆诗松，汤银才，王玲玲.可靠性统计[M].北京：高等教育出版社，2008年.287.

[15]IEC62506: 2023 Methods for product accelerated testing[S].

[16]GB9706.1-2020医用电气设备第1部分：基本安全和基本性能的通用要求[S].

[17]GB9706.228-2020医用电气设备第2部分：医用诊断X射线管组件的基本安全和基本性能专用要求[S].

[18]GB9706.103-2020医用电气设备第1-3部分：基本安全和基本性能的通用要求 并列标准：诊断X射线设备辐射防护[S].

[19]YY/T0609-2018医用诊断X射线管组件通用技术条件[S].

[20]GB/T13797-2023医用X射线管通用技术条件[S].

[21]YY/T0062.1-2024医用电气设备 诊断X射线第1部分：等效滤过和固有滤过的测定[S].

[22]YY/T0063-2024医用电气设备 医用诊断X射线管组件 焦点特性[S].

[23]YY/T0064-2016医用诊断X射线管组件电气及负载特性[S].

[24]YY/T0291-2016医用X射线设备环境要求及试验方法[S].

[25]YY/T0892-2013医用诊断X射线管组件泄漏辐射测试方法[S].

[26]GB/T37929-2019无损检测仪器 X射线管寿命试验方法[S].

 

[1] 根据GB/T 5080.1-2012《可靠性试验 第1部分：试验条件和统计检验原理》，定时截尾试验是指试验进行到规定的相关试验时间即终止的试验方案。该方案下，试验时间是固定的，而观测到的失效数是随机的。

[2] 公式来源：IEC62506：2023 Methods for product accelerated testing