血氧测量设备的临床评估方案(2009版)

~1~血氧测量设备的临床评估方案（2009版）评估血氧测量设备在临床应用中的安全性和有效性，参照ISO9919标准推荐的试验方法，给出临床试验方案，通过临床试验得出结论。一、临床目的确定被评估血氧测量设备的安全性和有效性。二、临床对象临床试验的对象为自愿参加的健康志愿者或患者。临床试验对象应考虑以下的要素：（一）受试者的数量和来源-受试者的数量：健康受试者建议为10人，大样本量患者必须满足统计学意义-健康受试者必须为健康的成年志愿者；-如采用患者进行临床试验，不可人为降低患者血氧饱和度；-大样本量的患者受试者，尽可能确保受试者身体特征的广泛性。建议：评价血样饱和度一致性时的样本量要求1．受试者即可为健康受试者，也可为患者，二者可任选其一。采用健康受试者的方案不能采用患者。2．无论哪种受试者，所纳入的受试者样本数量均须满足统计学原则，且受试者的血样饱和度水平应均匀覆盖测量的全部范围。原~2~则上：（1）应采集大约250对数据（其中可供分析的有效数据至少200对）；（2）所纳入数据的血样饱和度范围应均匀分布在70%-100%之间，即对于表1中列出的5个血样饱和度平台期，每一平台期应包括大约50对数据（其中可供分析的有效数据至少40对）；（3）对于参与试验的每一名受试者，其每一平台期的测量值至多为5对，以保证所采集的样本具有足够的代表性。例1：健康受试者研究：假设共纳入10名健康受试者，每名健康受试者在表1中的5个平台期分别提供5对测量值，即每名受试者共提供25对测量值，10名受试者共提供250对测量数据。例2：患者研究：假设由于伦理或可行性原因，对于每名患者，无法控制其血氧饱合度水平。因此，只能在其血氧饱和度水平上最多测量5对数据。按照上述条件（2）要求，所纳入患者的血样饱和度应均匀覆盖整个测量范围，则：每一平台期均需纳入10名患者，以保证各平台期能够分别提供50对数据；最终5个平台期共计入选50名患者，以便最终提供250对测量数据。注意：受试者的特征应考虑到安全性和有效性，例如，由于指围的原因，只有女性受试者可用来验证小儿科用指夹式血氧传感器。（二）受试者接受/排除标准-临床试验方案必须明确定义接受/排除的标准；-受试者必须自愿参与临床验证；~3~-所有健康志愿者在参与临床验证时必须处于健康状态。除非详细说明，所有受试者在临床试验方案中必须明确受试者的COHb（一氧化碳血红蛋白）＜3%、MetHb（高铁血红蛋白）＜2%、ctHb（血红蛋白）＞100g/L；但是以上要求并不能说明受试者处于健康状态；-样本应满足临床试验的预期要求；例如：1．受试者应包括男性和女性。2．手指指围。3．为了降低医疗风险，在临床验证方案中必须明确健康成人受试者能够完成人为降低血氧饱和度的试验。-样本排除标准。不符合临床试验预期要求的受试者应排除，例如：1．由于吸烟和长期暴露在高一氧化碳气体中会导致受试者一氧化碳血红蛋白（COHb）水平较高，除非在临床验证方案中有明确要求，否则应排除此类受试者。2．个别受试者身体状态会导致高铁血红蛋白增高，除非临床试验方案中有明确要求，否则应排除此类受试者。3．如果临床试验过程中进行的操作有可能对受试者产生过度的医疗风险，则应排除此类受试者。（例如：动脉穿刺过程或组织缺氧过程导致过度的医疗风险）。4．年龄因素。（三）临床试验终止的标准临床试验方案中应定义导致临床试验终止的环境状况和/或受~4~试者的反应的标准。例如：血压、呼吸、体温、心律、心率等生命体征超出可接受范围、高铁血红蛋白（MetHb）增高等符合了上述排除标准之一，或受试者提出终止试验等。三、临床试验的方法以下提到的两种类型的试验方案都可以用来评估被评估设备通过光谱特性测量的动脉血氧饱和度（以下以英文缩写SpO2表示）的精度，任何一种类型的试验方案都应在临床试验基地中进行。（一）有创测量对比试验方案被评估设备的测量值SpO2与血气分析仪（CO-oximeter）的测量值动脉血氧饱和度（SaO2）进行比较。（二）无创测量对比试验方案被评估设备的测量值SpO2与二级标准血氧饱和度测量设备的测量值SpO2进行比较。注：二级标准血氧饱和度测量设备的精度可直接追溯至CO-oximeter（金标准），即二级标准血氧饱和度测量设备的精度是通过临床试验验证，并且直接与CO-oximeter（金标准）进行对比；二级标准血氧饱和度测量设备可用来进行标准传递。但必须提供有效证据证明二级标准血氧饱和度测量设备（例如临床试验报告）。四、实验室条件下健康志愿者有创血气分析对比临床试验步骤（一）临床试验开始前的准备1.血气分析仪在使用之前需要经过校准，保证其测量精度~5~（SaO2精度不低于1%）；必须按照制造商建议的使用法及辅助材料。2．动脉插管以及动脉血取样工具。3．被评估设备的SpO2测量设备应符合产品注册标准。4．经过测试的气路正常的可产生不同氧分压的气体混合的仪器，实现O2与N2的混和输出，同时在混和输出口处设置一个三通连接气体监护仪，用于测量输出气体中的O2浓度。注意：必要时在患者吸入气体中加入二氧化碳气体，以防止受试者在低氧状态下出现呼吸性碱中毒，导致临床试验失败。5．可通过自动记录或手动记录的方式来记录被评估设备测量的SpO2值。6．应获得受试者的完整病史，健康受试者应做正常体检，且女性受试者还应进行妊娠测试。7．受试者已签署知情同意书，同意参与试验。8．使用无创ECG监护设备和气体监测设备对受试者生理参数进行监测。9．研究者（临床试验的负责人）应为具有相关专业高级职称的执业医师。10．操作者用套管针穿刺动脉，放置动脉导管。试验中将使用动脉血气针从动脉采集动脉血。受试者使用鼻夹夹住鼻部，咬住口塞，使用口部进行呼吸，吸入气体为经过混和的高纯氧与高纯氮的混和气体。注：在进行下一位受试者测试之前需将前次使用的换气活瓣放~6~入干燥皿中进行干燥，防止过多的水汽影响换气活瓣性能。11．将受测和各被评估设备的探头分别连接到受试者同一手的相邻手指，以隔光指套隔离相邻的探头以避免“光污染”；对于抗运动测试则需要增加被评估设备脉搏血氧仪的三个探头分别连接到受试者另一只手的相邻手指，以隔光指套隔离相邻的探头以避免“光污染”，把它们作为运动试验的调查组。12．建议环境温度为18-28摄氏度。如受试者手指末端的末梢循环不良时，可使用加热器或其他方法来改善受试者手指末端的末梢循环。（二）实验室条件下健康受试者有创血气分析对比临床试验步骤以下两种临床试验方案可任选其一。1．方案一。（1）在吸入大于21％常规氧浓度混合气体后，受试对象的SpO2达到97%-100%（被评估设备读数）并处在稳定状态30s后，每间隔20s，通过动脉采集2ml血样，共采样5次，做血气分析得到SaO2基础值，可同时记录被评估设备和参比设备的氧饱和度值，并记录必要的生理参数指标；（2）降低受试者的吸入氧气浓度（FiO2）使得SpO2达到92%-96%（被评估设备读数），待达到稳定30s后，每间隔20s，通过动脉采集2ml血样，共采样5次，做血气分析得到SaO2，可同时记录被评估设备和参比设备的氧饱和度值，并记录必要的生理参数指标；（3）重复本方法步骤（2），但降低SpO2达到85%-91%；~7~（4）重复本方法步骤（2），但降低SpO2达到78%-84%；（5）重复本方法步骤（2），但降低SpO2达到70%-77%；（6）在吸入大于21％常规氧浓度混合气体后，受试对象的SpO2恢复到基础值；（7）去除动脉通路和脉搏血氧探头，在医护人员检查认为受试者可以安全离开后方可让受试者离开。注意：在试验进行中，当受试者感到不适，将立刻给予100％纯氧并停止试验。表1血氧饱和度采样测量范围及采样点数量SaO2采样范围（%）采样点数量100-97基础值597-9295592–8590584–7880577–70705合计25示意图：~8~图1采样时间注意：图中血氧饱和度测量范围和每个测量范围中的测量点可以根据临床试验方案进行调整2．方案二。（1）在吸入大于21％常规氧浓度混合气体后，受试对象的SpO2达到97%-100%（被评估设备读数）并处在稳定状态30s后，每间隔20s，通过动脉采集2ml血样，共采样5次，做血气分析得到SaO2基础值，同时记录被评估设备和参比设备的血氧饱和度值，并记录必要的生理参数指标；（2）降低受试者的吸入氧气浓度（FiO2）使得SpO2达到92%-96%（被评估设备读数），待达到稳定30s后，每间隔20s，通过动脉采集2ml血样，共采样5次，做血气分析得到SaO2，同时记录被评估设备和参比设备的血氧饱和度值，并记录必要的生理参数指标；（3）采集血样后，增加受试者的吸入氧气浓度（FiO2）使得脉搏血氧饱和度回复到基础值；待达到稳定30s后，通过动脉采集2ml血样，记录被评估设备和参比设备的动脉血氧饱和度值及必要的生~9~理参数指标；（3）重复本方法步骤（2），但降低SpO2达到85%-91%；（4）重复本方法步骤（3）；（5）重复本方法步骤（2），但降低SpO2达到78%-84%；（6）重复本方法步骤（3）；（8）重复本方法步骤（2），但降低SpO2达到70%-77%；（9）重复本方法步骤（3）；（10）去除动脉通路和脉搏血氧探头，在医护人员检查认为受试者可以安全离开后方可让受试者离开。注意：在试验进行中，当受试者感到不适，将立刻给予100％纯氧并停止试验。3．血气分析进行步骤。试验的主要目的是验证被评估设备的SpO2测量结果和利用一氧化碳-血氧分析法（CO-Oxymetry）测量SaO2结果的一致性。（1）使用动脉血气采样针从动脉导管中取得动脉血样；（2）将针管中的抗凝剂与血液充分混和，防止血液凝结，将采样针保存至低温环境（冰盒）中；（3）样本应在半小时内进行血气分析。五、实验室条件下健康受试者无创对比临床试验步骤无创对比临床试验是被评估设备的SpO2读数与第二标准血氧测量设备测量（以下简称标准比对设备）的SpO2读数进行比较，使用此临床试验方法必须为健康受试者。标准比对设备的精度可直接追溯至血气分析仪CO-oximeter（金~10~标准），标准比对设备可用来进行标准传递。实验室条件下健康受试者无创对比试验步骤可遵循“实验室条件下健康受试者有创血气分析对比临床试验步骤”，但是需要注意以下几点：（一）标准值为标准比对设备测量所得的SpO2取代了由“金标准”CO-oximeter测得所得的SaO2（二）此临床试验方法不需要进行动脉血取样（三）标准比对设备的精度可直接追溯至CO-oximeter（金标准）（四）按照此临床试验方法所采集的样本数量必须满足统计学要求来验证SpO2的精度例如在4.2中描述的，10个受试者，每个受试者采样25个数据对，共250个数据对，至少有200个有效的数据对（每个测量范围至少4个数据对）符合统计要求。其他的方法也可接受，例如在降低受试者血氧饱和度的过程中连续同时采集数据对，不受血氧平稳状态的影响。（五）此临床试验中步骤（3）、（4）必须在临床试验报告中详细描述（六）精度（Arms）是相对于金标准而言，包括被评估设备与比对设备之间的差异六、患者有创血气分析对比的临床试验有关事项对患者进行临床试验其血氧饱和度分布范围也应满足健康受试者试验数据分布的原则。被评估设备测量的SpO2与CO-oximeter测~11~量的SaO2进行比较，用以验证血氧饱和度测量设备的精度。在临床使用环境中进行临床试验，应充分考虑患者安全；在临床使用环境中使用被评估设备测量患者SpO2和CO-oximeter测量患者SaO2的环境条件并不稳定，在采集数据的过程中，无法良好的控制意外因素影响试验结果。在临床使用环境中，被评估血氧饱和度测量设备和CO-oximeter测量的数据组易受到环境条件的影响，并且由于血液循环不稳定或循环动力问题，会导致数据组难以可靠的匹配。在患者动脉血采样点附近放置血氧饱和度测量设备的传感器时，必须考虑患者的临床状态，被评估血氧饱和度测量设备的传感器应尽可能布置在动脉血采样点的循环末端。