X射線計(jì)算機(jī)體層攝影設(shè)備能譜成像技術(shù)注冊審查指導(dǎo)原則（征求意見稿）

本指導(dǎo)原則是對X射線計(jì)算機(jī)體層攝影設(shè)備（簡稱CT）中能譜成像技術(shù)的專用要求。醫(yī)療器械注冊申請人應(yīng)結(jié)合申報(bào)產(chǎn)品特性，依據(jù)本指導(dǎo)原則對醫(yī)療器械注冊申報(bào)資料中相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行完善，關(guān)于不適用部分須根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)特性闡述理由。

本指導(dǎo)原則是對醫(yī)療器械注冊申請人和審查人員的指導(dǎo)性文件，不包括注冊審批所涉及的行政事項(xiàng)，不作為法規(guī)強(qiáng)制執(zhí)行。若有滿足相關(guān)法規(guī)要求的其他方法，也可采用，并應(yīng)提供詳細(xì)的研究資料和驗(yàn)證資料。本指導(dǎo)原則是在現(xiàn)行法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系以及當(dāng)前認(rèn)知水平下制定的，應(yīng)在遵循相關(guān)法規(guī)的前提下使用。隨著法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，本指導(dǎo)原則相關(guān)內(nèi)容也將進(jìn)行適時的調(diào)整。

本指導(dǎo)原則作為《X射線計(jì)算機(jī)體層攝影設(shè)備注冊技術(shù)審查指導(dǎo)原則》[1]（以下簡稱CT指導(dǎo)原則）的補(bǔ)充，是對能譜成像技術(shù)的專用要求。具有能譜成像功能的CT產(chǎn)品，其注冊申報(bào)資料除符合CT指導(dǎo)原則的要求外，還應(yīng)符合本指導(dǎo)原則的要求。

一、適用范圍

本指導(dǎo)原則適用于具有能譜成像功能的CT產(chǎn)品。按照《醫(yī)療器械分類目錄》，該產(chǎn)品屬于子目錄06醫(yī)用成像器械，一級產(chǎn)品類別為02 X射線計(jì)算機(jī)體層攝影設(shè)備（CT），二級產(chǎn)品類別為01 X射線計(jì)算機(jī)體層攝影設(shè)備（CT），按第三類醫(yī)療器械管理。對于具有能譜成像功能的其他X射線影像設(shè)備以及包含能譜重建功能的醫(yī)學(xué)圖像處理軟件，其注冊申報(bào)資料中涉及能譜成像及能譜重建的內(nèi)容也可參照本指導(dǎo)原則的要求。目前具有能譜成像功能的CT產(chǎn)品通常提供基于雙能量的能譜成像功能，本指導(dǎo)原則也以雙能量的CT能譜成像技術(shù)為主說明其注冊申報(bào)要求。

二、技術(shù)分類

CT能譜成像技術(shù)是指在CT成像時利用不同能量（keV）X射線照射下的物質(zhì)CT值的變化，進(jìn)而提高圖像質(zhì)量或者提供額外圖像信息的成像技術(shù)。

目前應(yīng)用于CT產(chǎn)品的能譜成像技術(shù)可以分為基于射線源端和基于探測器端的能譜成像技術(shù)兩類。根據(jù)實(shí)現(xiàn)方法及硬件的差異，這兩類能譜成像技術(shù)又可以進(jìn)一步劃分為如下幾種不同技術(shù)路線：

1.   基于射線源端的能譜成像技術(shù)：不同管電壓的兩次掃描；

2.   基于射線源端的能譜成像技術(shù)：周期性管電壓切換；

3.   基于射線源端的能譜成像技術(shù)：快速管電壓切換；

4.   基于射線源端的能譜成像技術(shù)：使用能譜分離濾板；

5.   基于射線源端的能譜成像技術(shù)：不同管電壓的雙源掃描；

6.   基于探測器端的能譜成像技術(shù)：雙層探測器；

7.   基于探測器端的能譜成像技術(shù)：光子計(jì)數(shù)探測器。

利用CT能譜成像技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)CT能譜成像功能，從而獲得不同類型的CT能譜圖像。CT能譜成像功能涉及基于不同CT能譜成像技術(shù)路線的能譜掃描以及能譜重建。

CT能譜掃描的方式及過程通常區(qū)別于常規(guī)CT掃描的方式及過程，因此需要對其劑量安全性進(jìn)行評價。

經(jīng)過能譜重建獲得的包含掃描對象對于不同能譜的X射線衰減信息的圖像即為CT能譜圖像。目前已有的CT能譜圖像包括虛擬單色圖像、有效原子序數(shù)圖像、電子密度圖像、物質(zhì)分離圖像、物質(zhì)濃度分布圖像、物質(zhì)鑒別圖像。此外，CT能譜成像功能也可以提供用于常規(guī)診斷的CT圖像，包括基于高低能CT數(shù)據(jù)重建得到的高低能圖像以及等效于相同物體經(jīng)CT單能量成像得到的類單能CT圖像。上述圖像雖不包含能譜信息，但也能夠反映CT能譜成像功能的性能。因此對于CT能譜成像功能的性能評價包括了對CT能譜成像功能提供的用于常規(guī)診斷的CT圖像性能評價和CT能譜圖像性能評價。

三、技術(shù)審查要點(diǎn)

（一）監(jiān)管信息

1.產(chǎn)品名稱

具有能譜成像功能的CT產(chǎn)品，其產(chǎn)品名稱應(yīng)與和其具有相同臨床預(yù)期用途和適用部位的常規(guī)CT產(chǎn)品一致。

2.術(shù)語、縮寫詞列表

應(yīng)當(dāng)根據(jù)注冊申報(bào)資料的實(shí)際情況，結(jié)合產(chǎn)品特性對其中出現(xiàn)的需要明確含義的術(shù)語或縮寫詞進(jìn)行定義。建議參考YY/T 1766.3。

3.產(chǎn)品注冊單元劃分

注冊單元劃分應(yīng)參照CT指導(dǎo)原則的要求根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)原理、結(jié)構(gòu)組成、性能指標(biāo)、適用范圍劃分。

設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)差異較大的設(shè)備應(yīng)劃分為不同的注冊單元。如單源CT和雙源CT應(yīng)劃分為不同的注冊單元。

主要部件的結(jié)構(gòu)及工作原理差異較大的設(shè)備應(yīng)劃分為不同的注冊單元。如使用不同類型探測器（如雙層探測器、光子計(jì)數(shù)探測器）的CT應(yīng)劃分為不同的注冊單元。

（二）綜述資料

1.產(chǎn)品描述

1.1產(chǎn)品工作原理

參考第二部分中能譜成像技術(shù)的分類，說明申報(bào)產(chǎn)品所采用的能譜成像技術(shù)類型。說明產(chǎn)品能譜成像功能的具體實(shí)現(xiàn)方法以及涉及的相關(guān)軟硬件。提供產(chǎn)品能譜成像功能的描述，包括能譜掃描及能譜重建過程的詳細(xì)闡述。

對于采用基于射線源端能譜成像技術(shù)的產(chǎn)品，應(yīng)說明其產(chǎn)生不同能量X射線的方法。對于采用基于探測器端能譜成像技術(shù)的產(chǎn)品，應(yīng)說明其探測器甄別不同能量X射線的原理?？蓞⒖既缦铝信e的內(nèi)容進(jìn)行說明。

使用不同管電壓進(jìn)行兩次掃描的能譜成像技術(shù)：說明兩次掃描對應(yīng)高低能量的管電壓值、管電流及其調(diào)節(jié)范圍等，掃描間隔時間，是否自動進(jìn)行掃描等。

周期性切換管電壓以及快速切換管電壓的能譜成像技術(shù)：說明對應(yīng)高低能量的管電壓值、管電流及其調(diào)節(jié)范圍，說明管電壓切換的周期或頻率。

使用不同管電壓的雙源掃描能譜成像技術(shù)：說明兩個X射線管組件及探測器的排布方式，對應(yīng)高低能量的管電壓、管電流及其調(diào)節(jié)范圍，濾板材料（如有）。

使用能譜分離濾板的能譜成像技術(shù)：說明濾板的材料，濾過后的X射線能量分布及等效平均能量。

采用基于探測器的能譜成像技術(shù)：說明探測器的結(jié)構(gòu)、材料，以及探測器甄別不同能量射線的原理。

1.2結(jié)構(gòu)組成

對于具有能譜成像功能的CT中具有特殊構(gòu)造或使用了特殊材料（相對于常規(guī)CT）的關(guān)鍵成像部件，包括探測器、X射線管組件及限束器等，提供該成像部件的描述。

1.2.1探測器：

對于涉及使用特殊探測器的CT產(chǎn)品，如采用基于探測器端能譜成像技術(shù)的CT產(chǎn)品，提供探測器的結(jié)構(gòu)示意圖、剖面圖，結(jié)合圖示說明探測器結(jié)構(gòu)、甄別射線能量的原理。說明探測器晶體材料、尺寸、數(shù)量、排列方式。明確探測器模塊數(shù)量及排布方式、每個探測器模塊的探測單元數(shù)量及尺寸、探測器的總探測單元數(shù)量。說明探測器的能量響應(yīng)特性及范圍（如適用）、響應(yīng)時間和計(jì)數(shù)能力（如適用）。

1.2.2 X射線管組件：

對于采用基于射線源端的能譜成像技術(shù)，結(jié)合該能譜成像技術(shù)路線的技術(shù)特性提供射線源的描述。

對于采用雙源掃描技術(shù)的CT產(chǎn)品，提供包含X射線管組件及探測器的掃描架剖視圖，結(jié)合圖示說明兩個X射線管組件以及探測器的排布方式。

對于采用周期性管電壓切換技術(shù)以及快速管電壓切換技術(shù)的CT產(chǎn)品，說明電壓切換的方式及切換的周期，提供相關(guān)的硬件和電路設(shè)計(jì)示意圖及說明。

1.2.3限束器：

對于在限束器中使用能譜分離濾板的CT產(chǎn)品，提供相關(guān)圖示說明使用的濾板材料、尺寸及位置分布。

1.2.4掃描控制軟件功能：

提供產(chǎn)品掃描控制軟件的界面圖，依據(jù)說明書介紹掃描控制軟件中涉及能譜掃描的軟件功能，列明能譜掃描涉及的典型掃描協(xié)議及主要的掃描參數(shù)設(shè)置。

1.2.5圖像重建及后處理軟件：

如適用，列明能譜成像涉及的所有標(biāo)配和可選的能譜重建及相關(guān)的后處理功能，介紹其主要原理、特點(diǎn)及臨床用途等。

1.3產(chǎn)品關(guān)鍵部件規(guī)格：

基于CT指導(dǎo)原則的要求，按照附件2提供產(chǎn)品能譜成像功能所涉及關(guān)鍵部件規(guī)格的描述以及產(chǎn)品配置信息，作為原CT指導(dǎo)原則所要求內(nèi)容的補(bǔ)充。

1.4能譜成像功能和能譜應(yīng)用的介紹

提供產(chǎn)品所有基于能譜成像技術(shù)的產(chǎn)品功能的介紹。列明產(chǎn)品的能譜成像功能所能提供的全部用于常規(guī)診斷的圖像及能譜圖像類型。

如適用，介紹產(chǎn)品能夠提供的基于能譜成像功能的臨床應(yīng)用，如結(jié)石鈣化分析、痛風(fēng)分析等。

2.適用范圍和禁忌證

2.1適用范圍

具有能譜成像功能的CT產(chǎn)品，其適用范圍應(yīng)包含“支持能譜功能成像檢查”。例如：產(chǎn)品適用于常規(guī)臨床CT檢查，支持能譜功能成像檢查。

2.2預(yù)期使用環(huán)境

如涉及，應(yīng)考慮具有能譜成像功能的CT產(chǎn)品中具有特殊構(gòu)造或使用了特殊材料的關(guān)鍵部件對于使用環(huán)境的要求，說明可能會影響其安全性和有效性的環(huán)境條件（如溫度、濕度、壓力、移動等）及電源條件。

2.3適用人群

如涉及，補(bǔ)充基于能譜成像技術(shù)產(chǎn)品功能的適用人群信息，包括目標(biāo)患者人群的信息（如成人、兒童或新生兒），患者選擇標(biāo)準(zhǔn)的信息。

2.4禁忌證

如適用，應(yīng)當(dāng)說明能譜成像功能不適宜應(yīng)用的某些疾病、情況或特定的人群（如兒童、老年人、孕婦及哺乳期婦女、肝腎功能不全者）。

（三）非臨床研究資料

1.產(chǎn)品技術(shù)要求

對于具有能譜成像功能的CT產(chǎn)品，需在其產(chǎn)品技術(shù)要求中增加與能譜成像功能相關(guān)的性能指標(biāo)及檢測方法內(nèi)容，作為CT指導(dǎo)原則中產(chǎn)品技術(shù)要求內(nèi)容的補(bǔ)充，增加的具體內(nèi)容見附件1。

所增補(bǔ)的內(nèi)容涉及對產(chǎn)品掃描劑量和能譜成像性能的評價及要求。其中能譜成像性能評價涉及的圖像類型包括能譜成像功能提供的用于常規(guī)診斷的圖像和能譜圖像。其中用于常規(guī)診斷的圖像包括高能圖像、低能圖像以及類單能CT圖像。CT能譜圖像包括虛擬單色圖像、虛擬平掃圖像、物質(zhì)分離圖像、物質(zhì)濃度分布圖像以及物質(zhì)鑒別圖像。申請人應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的能譜成像技術(shù)特性，結(jié)合產(chǎn)品的能譜成像功能提供相關(guān)內(nèi)容，對于不適用的性能指標(biāo)需提供不適用的理由。對于性能指標(biāo)的適用性可參考表1的要求。

依據(jù)附件2在產(chǎn)品技術(shù)要求的附錄中提供能譜成像技術(shù)涉及部件的信息，作為CT指導(dǎo)原則中“產(chǎn)品配置表”的補(bǔ)充。

2.產(chǎn)品性能研究

2.1提供產(chǎn)品能譜成像技術(shù)的特點(diǎn)分析以及性能驗(yàn)證。

基于產(chǎn)品采用的能譜成像技術(shù)路線，從能譜分離度、時間相關(guān)性、時間分辨率、空間分辨率、視野范圍、劑量水平、成像速度這幾個方面分析產(chǎn)品能譜成像技術(shù)的特點(diǎn)，提供技術(shù)特點(diǎn)分析研究資料以及性能驗(yàn)證測試資料。

提供產(chǎn)品能譜成像功能工作流的詳細(xì)描述，包括圖像采集、圖像重建（如涉及）及圖像后處理（如涉及）的過程描述。說明物質(zhì)分解或分析的步驟與圖像重建的順序關(guān)系。列明圖像重建及圖像后處理涉及的相關(guān)算法。

2.2提供其他實(shí)現(xiàn)能譜成像功能的新技術(shù)/關(guān)鍵技術(shù)名稱，軟件或硬件的實(shí)現(xiàn)方式，驗(yàn)證確認(rèn)資料。新技術(shù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)采用了國際標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范的，應(yīng)提供相應(yīng)名稱。若采用了國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)以外的標(biāo)準(zhǔn)或模體進(jìn)行測試的，應(yīng)介紹相關(guān)信息及詳細(xì)的測試方法。

2.3列明產(chǎn)品基于能譜成像技術(shù)提供的新應(yīng)用：如提高圖像的對比噪聲比、金屬硬化偽影去除、減少輻射劑量等；臨床功能（如適用）：如痛風(fēng)分析、結(jié)石鈣化分析等；以及新增的臨床預(yù)期用途（如適用）并提供相關(guān)的驗(yàn)證資料。

3.輻射安全研究

提供能譜成像功能的劑量評價研究資料。說明能譜掃描的劑量控制方法及實(shí)現(xiàn)方式。針對典型能譜掃描協(xié)議的劑量值，說明其參考和制定的依據(jù)并提交相關(guān)的支持性資料。

4.軟件研究

參照《醫(yī)療器械軟件注冊審查指導(dǎo)原則》要求在軟件資料中提供能譜成像功能涉及的軟件功能及核心算法信息。對于全新的算法，需要提供算法的研究報(bào)告。

如涉及采用深度學(xué)習(xí)算法等人工智能技術(shù)，應(yīng)參照《人工智能醫(yī)療器械注冊審查指導(dǎo)原則》提交相應(yīng)資料。

（四）臨床評價資料

對于具有能譜成像功能的CT，注冊申請人應(yīng)根據(jù)《醫(yī)療器械臨床評價指導(dǎo)原則》和《醫(yī)療器械注冊申報(bào)臨床評價報(bào)告技術(shù)指導(dǎo)原則》的要求提交包含能譜成像功能臨床評價內(nèi)容的臨床評價資料。

1.同品種臨床評價

對能譜成像功能進(jìn)行同品種臨床評價，應(yīng)優(yōu)先選擇和申報(bào)產(chǎn)品采用相同或同類能譜成像技術(shù)的CT產(chǎn)品作為同品種醫(yī)療器械開展能譜成像功能的對比，并依據(jù)《X射線計(jì)算機(jī)體層攝影設(shè)備同品種臨床評價技術(shù)審查指導(dǎo)原則》[7]（簡稱CT同品種指導(dǎo)原則）的要求提供申報(bào)產(chǎn)品與同品種產(chǎn)品的對比信息以及相關(guān)的支持性資料。對比項(xiàng)目應(yīng)包括能譜成像功能涉及的基本原理、結(jié)構(gòu)組成、性能要求以及適用范圍等方面的內(nèi)容。

對于如下情況應(yīng)視為申報(bào)產(chǎn)品和同品種產(chǎn)品具有影響圖像質(zhì)量的差異性，需要針對能譜成像功能根據(jù)CT同品種指導(dǎo)原則的要求需開展模體試驗(yàn)，必要時提供人體影像樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)。（1）申報(bào)產(chǎn)品和同品種醫(yī)療器械采用不同能譜成像技術(shù)；（2）申報(bào)產(chǎn)品和同品種醫(yī)療器械雖然采用相同能譜成像技術(shù)，但是關(guān)鍵部件、掃描參數(shù)等的差異影響圖像質(zhì)量，如使用不同晶體材料的探測器、不同材料的能譜濾板，設(shè)置不同的高低能管電壓等。

如開展模體試驗(yàn)，模體試驗(yàn)應(yīng)符合CT同品種指導(dǎo)原則中的模體試驗(yàn)基本原則。模體試驗(yàn)的具體試驗(yàn)要求和方法可參考YY/T 1766.3。試驗(yàn)條件需列明申報(bào)產(chǎn)品與對比產(chǎn)品的臨床協(xié)議及對應(yīng)的掃描劑量。試驗(yàn)指標(biāo)應(yīng)包括產(chǎn)品能譜成像功能可以提供的全部類型圖像的性能指標(biāo)，包括用于常規(guī)診斷的圖像以及能譜圖像。對于不同類型圖像需要對比的性能指標(biāo)要求見下表2。

注1：其他中的物質(zhì)定量性能和物質(zhì)分離性能指本文附件1中列明的相關(guān)性能指標(biāo)。

注2：“/”表示不需要提供該項(xiàng)內(nèi)容的模體試驗(yàn)結(jié)果。

如需進(jìn)行人體影像確認(rèn)，應(yīng)按照CT同品種指導(dǎo)原則中的人體影像確認(rèn)基本原則提供通過能譜成像功能獲得的人體影像樣本并根據(jù)相應(yīng)的評價標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價。人體影像需覆蓋能譜成像功能在臨床使用中可以應(yīng)用的人體部位，包括血管、頭頸、心臟、胸部、腹部及骨骼肌肉[8]。申請人應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的臨床應(yīng)用提供上述部位涉及的不同類型能譜圖像。對于各人體部位某一臨床協(xié)議下不同臨床用途的能譜圖像樣本數(shù)量不少于1例。如應(yīng)用于血管成像（CTA）的虛擬單色圖像，包括低能量虛擬單色圖像和高能量虛擬單色圖像；應(yīng)用于血管成像（CTA）的物質(zhì)分離圖像，包括虛擬平掃圖像和鈣抑制圖。低能量的虛擬單色圖像可提高碘對比劑CT值、優(yōu)化圖像質(zhì)量，高能量的虛擬單色圖像能夠有效抑制線束硬化偽影。物質(zhì)分離圖像中的鈣抑制圖可以通過自動去骨改善血管的顯示，虛擬平掃圖像可以減少輻射劑量（相對常規(guī)CT成像）?？紤]上述應(yīng)用于血管成像的不同能譜圖像具有不同的臨床用途及特點(diǎn)，對于可在血管成像時提供上述一種或幾種能譜圖像的CT產(chǎn)品，其人體樣本圖像中對應(yīng)不同類型的能譜圖像應(yīng)不少于1例。申請人應(yīng)結(jié)合申報(bào)產(chǎn)品的特點(diǎn)，提供適用的不同人體部位的能譜圖像。

對于人體樣本圖像，申請人可以參考CT同品種指導(dǎo)原則使用李克特（Likert）1-5分制量表評估圖像質(zhì)量，也可以根據(jù)不同能譜圖像的臨床用途及特點(diǎn)制定合理的臨床影像質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)。

能譜成像功能人體影像側(cè)重于圖像質(zhì)量的主觀評價，對于涉及定量分析的臨床應(yīng)用應(yīng)有模體試驗(yàn)相關(guān)性能指標(biāo)的客觀評價結(jié)果作為支持。

2.臨床試驗(yàn)

如果采用同品種對比無法充分證明設(shè)備的安全性和有效性，或者產(chǎn)品具有聲稱用于診斷的后處理功能，如物質(zhì)鑒別等，應(yīng)進(jìn)行臨床試驗(yàn)。產(chǎn)品臨床試驗(yàn)的相關(guān)要求可參考醫(yī)療器械臨床評價指導(dǎo)原則和CT指導(dǎo)原則中的相關(guān)內(nèi)容。臨床試驗(yàn)中圖像質(zhì)量的評價標(biāo)準(zhǔn)可以參考CT指導(dǎo)原則中圖像質(zhì)量評價標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，物質(zhì)鑒別等功能的評價應(yīng)考慮通過與臨床金標(biāo)準(zhǔn)的比較進(jìn)行評價。