 看来，关于医院磁共振设备的管理已不是小事，今天必须来说说磁共振成像设备的日常维护与管理。 磁共振成像设备可自主维修与维护部分主要为制冷系统，电源、电路连接以及在运行过程中易受影响的其它因素如液氦液面液位、运行环境等。本研究探讨磁共振成像设备可自主维修与维护部分日常维护以及故障分析与排除，不仅可保证设备的正常使用，提高设备的使用效率，还可为医院设备工程师对磁共振成像设备进行日常维护以及故障分析处理提供借鉴与思路。 磁共振成像（MRI）最初作为一种技术分析手段，主要应用于物理、化学以及生物等领域中，上世纪七十年代开始应用于临床医学诊断，并在临床应用中表现出极为优秀的性能 。MRI应用于医学领域，可以提供高对比度、高分辨率、层次分明的图像，可以提供早期疾病诊断的准确证据。 国内大中型医院目前常用的MRI的生产厂家主要包括GE、西门子、飞利浦、日立、东芝、日本电子株式会社、布鲁克公司等国外厂家，随着国产化进程的加快，MRI国内生产和研发的单位主要包括中科院电工研究所等单位。 在医用MRI的购置中，通常价位为300万元～1000万元／台不等，价格差异的依据为是否进口，分辨率，生产厂家等。在MRI的数量配置过程中，通常根据医院所在地的人口数量进行确定，一般情况下，根据相关规定，每100万人口配置一台MRI较为合适。但是，目前多数地区的情况是医院配备的高昂的核磁共振设备超过了该标准，由此引发的问题便是医院为收回成本，给病人进行不必要的核磁共振检查，在增加了患者负担的同时，也大大增加了MRI的工作负荷，导致设备在运行过程中发生故障的概率增加，进一步增加了设备维护以及维修的人力和物力的投入。若采用原厂技术团队进行故障诊断与排除，多数情况下因为对现场布置情况以及设备运行情况不了解，影响诊断效率，进而影响到机器的使用率。 MRI的使用寿命以及在役期间的表现主要与仪器平时的使用、维护以及检修有关。按照操作规程进行设备操作，及时养护，发生故障时进行及时检修，可以保证仪器的正常使用，大大提高仪器的使用效率，降低仪器的使用成本。 1、磁体制冷系统的日常维护 以西门子SYMPHONY1.5T型MRI为例，该机型采用三级联冷系统，即水冷、氦冷以及冷头 ，主要系统组成为水冷机组、氦制冷机、冷头。水冷机组与通常空调所用的制冷过程相同，利用低温水作为冷却介质，对氦气进行初步冷却。氦制冷机以冷却后的氦气作为冷源在氦气经过冷头处时发生膨胀吸热过程，从而大大降低冷头温度。冷头温度的变化通过冷屏反映到超导磁体上，从而实现对磁体的冷却。 在对制冷系统的日常维护中，应当注意以下几点： ①水量控制。水冷机组的水量供给在开式循环中需要着重注意，因为在运行过程中，开式循环的水量会随着循环次数的增加逐步损耗，此时，应当注意及时补充蒸馏水进入系统循环；对于闭式循环的水冷机组，则不存在水量问题。 ②清理杂物。水冷机组室外机的有关部件上容易发生灰尘沉积或钩挂杂物，例如冷凝部件以及风扇等，在日常维护过程中应当进行定期清理，杂物清理周期一般为半个月或一个月一次为宜，灰尘清理一般可以三个月进行一次。 ③传感器损坏及各部分腐蚀问题。由于各个医院地处不同位置，气候差异较大，例如我国南方冬春季节持续时间较长，气候阴冷潮湿，容易对传感器造成较为严重的损害，从而产生故障，引起水冷机组工作故障；东北地区冬季时间较长，气温较低，室外机工作过程中，容易发生冻结现象，在维护过程中都应当加以注意。潮湿天气下，设备金属部件容易发生腐蚀，应当在这些设备表面进行防腐处理。 ④氦制冷机的维护。氦制冷机在运行过程中，冷却工质一般运行稳定，不易发生问题，主要应当注意对油吸附器进行定期更换，因为该部件的主要作用是对压缩后的氦气进行油吸附，但是当其中的活性炭吸附饱和后，氦气中的油会进入冷头，破坏冷头活塞。一般情况下，油吸附器的更换年限依据使用情况在1.5年左右。 ⑤冷头维护。冷头在设备工作过程中始终保持工作状态，工作负荷较大，因此在设备运行过程中，应当对冷头工作鸣音以及氦液面进行监视，同时定期更换冷头以及配套活塞部件等。 2、制冷系统典型故障及排除 （1）压缩机冻结 该类故障一般发生在温度较低的情况下，北方冬季是该类故障发生较多的时间段。故障的 表现为冷头停机。排查故障时，发现水冷机组压缩机停止工作，导致水冷机组无法对氦气进行冷却，加大了氦制冷机的工作负荷，同时又不能达到冷头工作所需求的低温，从而导致冷头停机。 故障解除：及时解除水冷机组压缩机冻结情况，恢复系统正常运行，增加开机时间。 （2）水质恶化 该类问题一般导致的故障在操作系统上的表现为提示“体线圈温度过高，扫描停止！”。故障检修过程如下：首先检查水冷机组进水温度与压力，发现无异常现象，其次检查进水量，发现进水量较少，进一步检查原因发现，水冷机组过滤网发生堵塞现象，推测水质发生恶化，致使进水量少，冷却能力下降，导致线圈过热现象。 故障解除：清洗滤网，提高进水水质，系统恢复正常。并在日常维护过程中，定期对过滤网进行清洗与维护。 （3）故障提示：F3 某型号MRI制冷系统的水冷机组中温度传感器为四组，分别为回水温度传感器，出水温度传感器，冷凝温度传感器以及外界温度传感器。检修时，参考厂家提供的说明书，正常运行时，四组传感器传回数据正常，同时传感器内部阻值应当相等。该故障出现时，利用万用表测量四组传感器的电阻值，发现冷凝温度传感器出现阻值不同现象，该传感器可能损坏，导致水冷机组停止工作。 故障解除：依据厂家提供的传感器型号，更换相同配件后，设备重新开始正常工作。 3、制冷系统故障分析 制冷系统发生的故障常出现在水冷机组、滤网、温度传感器、水量水温、液氦液面等方面，故障时提示一般为温度参数出现问题，在检修过程中可重点对制冷系统进行检查。 1、核磁共振设备电源及电路连接的日常维护 核磁共振设备属精密仪器，在使用过程中对设备供电电源的质量要求很高，需要电源的稳定性极高。因此，在使用过程中，除应当配备独立电源外，还应当严格遵守厂家提供的诸如接地电阻等参数的波动范围，在日常维护过程中对电源的运行状况以及各接线点的接触情况进行检查，降低故障率。 （1）检查UPS（不间断供电）电源UPS 电源是为防止突然停电，导致对核磁共振设备产生较为严重影响而设置的电源。在电源的日常维护过程中，应当检查UPS电源维修旁路工作是否正常，连接是否正常等。 （2）接地装置维护 由于气候以及季节的变化，接地电阻在设备运行过程中会发生不断的变化，因此在日常维护及检修中，应当随时注意接地电阻的变化，利用诸如ZZ－8型接地电阻测试仪器对接地电阻进行测定，确定接地电阻阻值在厂家要求的范围之内，以西门子3.0T核磁共振设备为例，≤1Ω的接地电阻方才符合要求，能够确保核磁共振设备安全稳定运行。 （3）线路接线维护 对敏感部位的接线进行定期的检查，防止接线松动从而引起故障。 2、故障实例 （1）电源板故障 故障现象：正常工作中突然中断工作，此时在液晶显示器（LED屏幕）提示错误信息为：GPA未准备好，X2电压过高，该X2电源板发生GPA039K2209错误。 故障分析：该机型的多级Power System由6块板构成，代号分别为X1－2、Y1－2、Z1－2，其功能为向三维空间中三个坐标轴方向上的线圈提供电力支持，最终可以在空间中产生均匀励磁的磁场。该板型功率放大电路构成部件为场效 应管（APT50M50JVR型）×6以及双二极管（APnXc60D100G型）×4， 连接形式为并联。 针对错误提示，分析在X2电源板中的10个部件中出现了损坏部件，使用万用表电阻档对X2板进行检查，检查结果显示，标号V39和V41的2个场效应管的导通截止速度与正常情况下要求的1 ms相差很大，确认故障部件。 故障解除：更换出现问题的两个场效应管，重新进行检查，发现导通截止正常，开机试运行顺利。 （2）高压电源故障 故障现象：开机显示错误，数码管多次出现FLT PSUPSHV 提示，无法进行扫描。 故障分析：从开机提示的错误初步分析，该机型故障应为某梯度放大器发生故障， 同时由于不能进入扫描状态，可以推断高压电源发生故障。该故障出现在仪器供电电源突然断开又恢复之后，依据此推断PSU板和AMP板出现问题。 经过拆机检查后，确认故障原因为 X、Y、Z板分别损坏了电压驱动集成块UC3705N（X、Y）以及104M电容，电源模块中出现二极管U860击穿以及一只电阻损坏情况。根据拆机检查结果进行零部件更换后，按照开机程序执行自检以及预扫描，程序恢复正常运行。 该类故障发生的主要原因是在发生突然断电情况下，内部电路被高压脉冲损坏，高压电源模块中的部件如二极管和梯度放大器等功率突然增大而遭到损坏。损坏的二极管导致直流交流转换出现问题，对设备附带的接地电容造成损坏而短路，使电流急剧增大，电阻被烧毁。 3、电源及电路连接故障分析 通过以上故障实例可以知道，电源及接线故障一般主要由以下几类：①短时间断电；②电源供电出现三相电暂态不平衡现象 ；③通过设备的瞬时电流急剧增大，极易击穿部件；④UPS电源出现供电故障，主要表现为供电不足，电压不稳定 。以上几类原因都会导致设备电路模块瞬时电流或电压发生极大变化，对设备硬件部分产生较大损坏，在检修由于电路损坏导致的故障时，可着重对电源供电情况进行检查分析。 1、液氦液面液位的维护 以ELSCINT GYREX－2T型MRI为例，当在制冷系统中加入液氦后，会在一段时间内导致图像质量较差，经过大约2天的时间后方可恢复至正常运行状况。导致这种情况的主要原因是液氦的加入会对被动屏蔽的磁体等部件的导电能力产生较大影响，使得机器在采集校正图形时发生偏差，导致图像质量较差。因此，该类机型添加液氦的时间应当选择在机器工作负荷较低时，以避免对图像质量造成较大的影响。 在仪器正常运行及加液氦过程中，应当对挥发管进行观察，当挥发管发生结霜情况时，此时液氦挥发较快，会导致液氦页面急剧下降，应当及时加入液氦，避免由于液氦液面降低到最低值以下从而引发磁体失超现象。 2、MRI运行环境的维护 核磁共振运行状况与其所处的磁场环境关系较大，当MRI的磁体附近15 m的距离内有对磁场影响较大的设备或输电线等存在时，会导致MRI运行状况恶化，MRI图像质量受到严重影响。 以某院在核磁共振室机房附近建设停车场为例，当建成以后发现车体的存在使得磁体周围磁场的均匀励磁受到严重影响，仪器使用过程中出现压脂像像素降低、 T2图像加权部分图像质量恶化现象，当车体不存在时，该影响消失。 因此，在建成的机房附近，应避免建设铁磁性建筑。 3、软件维护及硬件升级 设备厂家会定时提供软件的更新，这些更新会使原有的硬件系统发挥更好的作用，同时也会对原有软件某些BUG点进行修正，因此，维护人员应当及时对软件进行官方更新，确保设备性能能够始终保持良好性能。另外，厂家还会提供硬件升级及软件的正常维护保养，设备维护人员应当多与厂家交流，积累维护经验，提高维护效率。 设备自带的系统在长时间的使用过程中，会产生较多的垃圾文件或临时文件，占用设备大量内存，导致数据、图像的处理速度下降。因此，维护人员应当定时清理这些垃圾文件。另外，系统在运行过程中，还会发生一些BUG，当出现这种故障时，可以先备份重要信息，再对系统进行格式化重新安装，然后试运行，可解决一部分软件问题。 本文就精密医用MRI的故障形式进行了总结，确定了常见的制冷系统故障、电源故障、接线故障等可由院方进行自主解决的故障形式，并对故障原因进行了实例分析，对易发生故障的部位进行了探讨。此外，本研究还对MRI在运行过程中易受影响的其它因素，如运行环境等进行了总结分析。本研究对磁共振成像设备可自主维修与维护部分进行日常维护以及故障分析与排除，不仅可保证设备的正常使用，提高设备的使用效率， 降低设备的使用成本， 还可为医院设备维护人员对设备进行日常维护以及故障分析处理提供借鉴与思路。 来源：临床医学工程
作者：陶冶，河南省许昌市中心医院设备科 |
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