OPEN MARK II 磁共振常见故障的维修

【作 者】曹爱民

临汾市人民医院影像CT室，临汾市， 041000

OPNE MARK II磁共振系统，占有国内基层医院永磁型磁共振市场的最大份额。作者结合多年维修实践，对OPEN MARK II常见故障作一总结，供维修同行及使用者参考。

1 计算机工作站

OPEN MARK II采用SUN SPARC 20作为前后台工作站。前台为图像处理计算机，并配置有显示，照相，打印机等接口。后台为主计算机，控制和协调谱仪、谐调箱等各部件的工作，并担负数据库的管理及将扫描所得的原始数据重建成图像的任务，是整套磁共振系统的中央控制单元。前后台计算机间通过网络进行连接，协同工作。

计算机工作站常见故障有电源烧毁，板件接触不良，以及硬盘或系统软件损坏等。市场上二手SPARC 20工作站整机售价不到两千元，可购买作为维修配件来源。

故障1 开机，程序运行至屏幕显示“le0 Twisted pair ethernet”后死机。

系统提示双绞线以太网络故障。按STOP+A键强行退出系统后，关机。测量网线完好，重新插拔网线故障依旧。打开前后台计算机，用棉纱沾无水酒精清洗网卡金手指，去除其上氧化层，将网卡竖直插入主板插槽，确保其金手指与主板插槽紧密接触，开机系统恢复正常。此故障由网卡接触不良导致前后台通讯错误，如果在现场调整或者扫描时出现，屏幕显示为“数据采集超时”而中断程序。

故障2 开机，程序运行至屏幕显示 “Running routing daemon”后死机。

系统提示后台计算机未能启动。观察后台计算机电源指示正常，电源输出电压正常，各板件未发现明显异常。为便于确定故障，利用系统硬盘冗余，交换硬盘位置，即使用备份硬盘后开机，系统运行正常，说明后台计算机系统软件损坏。此时应备份硬盘系统，以防不测。以管理员ROOT身份登录OMEGA系统，在窗口输入“.dup”命令后依提示进行硬盘克隆。如系硬盘损坏，可使用容量大于18G的硬盘，格式化后进行克隆。也可用类似方法备份前台工作站硬盘，以实现计算机系统的完全独立维修。

故障3 CRT显示器亮度下降并出现回扫线。

用户反映显示器老化，亮度异常，难以控制照相质量，希望用市面上普通的液晶显示器替代。此显示器为SUN公司生产的GDM20E20型CRT显示器，可直接用 DB13W3到VGA 15pin的转换接头进行转换。制作转换接头后，连接三星液晶显示器E1920NR，屏幕显示图像质量可靠，令人满意。

2 调谐故障

磁共振调谐是影响图像质量的主要因素之一。调谐涉及到射频线圈、接收线圈、共振频率、磁场均匀度、射频偏值、射频增益以及正交对称等各参数，因而该机绝大部分故障都通过调谐表现出来。常见故障如接收线圈内部断路，线圈与扫描床接头接触不良，磁体温度偏移较大，射频或梯度放大损坏等。

故障4 自动调谐时找不到共振频率。

MRI系统对环境温度、湿度要求较高。其中磁体温度由辅助电源内温控单元控制，正常情况下平均温度会稳定在29.3±0.1℃以内。由拉莫尔公式f=ɣB可知(f为共振频率，ɣ为一比例常量即旋磁比，B为磁场磁感应强度)，f与B成正比。对永久磁体而言，温度下降时，B会增大，使共振频率上升。检查发现辅助电源加温钥匙开关松动，磁体加热中止。修复加温开关，显示磁体温度为23.2 ℃，待磁体温度升至正常值29.3 ℃后调谐，仍然找不到共振频率。于是进入后台依次输入“XSP”，“FREQ 6.83”命令，更改主频后退出，再进行自动调谐，机器恢复正常。另外需要注意的是，该机磁体加热分为独立的上下两组，当其中一组发生故障，扫描图像时会出现固定的干扰带，带内图像模糊甚至完全消失。

故障5 头线圈第一通道反射信号为90%，图像质量明显下降。

因其它正交线圈反射信号正常，故明显为头线圈故障。打开头线圈，仔细检查其第一通道线路，未发现断路或虚焊等现象。线圈反射信号与线圈共振频率有关，一般通过改变线圈电容参数，可利用示波器观察或直接观察调谐反射信号比例进行调整。为方便利用后面方法，经反复测试，在线圈调整电容两端并接一15 pF电容时，反射信号降低10%左右，图像质量完好。

故障6 所有线圈反射信号为100%，扫描无图像。

此类故障大多由匹配头变容二级管短路引起。匹配头一侧与接收线圈相连接，另一头分别与前置放大器及调谐电压输出相连。匹配头与线圈共同组成网络谐振回路。调谐时，通过匹配头的变容二极管作用，匹配头电容值随调谐电压变化而变化，以找到谐振点，取得最佳信号。打开磁体右边小盖，可见一排二级管，将其取下测量，发现其阻值为零。依次逐个测量并替换掉短路的二级管后，反射信号处于正常范围30%以内，扫描图像正常。

故障7 调谐时好时坏。调谐正常时，一序列内图像有好有坏，甚至全无。

调谐时随机性软故障经常由信号线接触不良引起，却又涉及整个系统，检查起来很费周折。依据信号流程，依次检查射频功放输出、发射线圈、前置放大器、传导板滤波器、调谐箱、谱仪和主计算机，最后发现采集板上信号插槽松动，焊点接触不良。仔细观察，发现采集板连接数据电缆较重，并使用直接插拔方式，没有螺钉固定，长时间使用因拖拽易造成插槽变形松动。将插槽各引脚重新焊牢，并用多个线卡将连线固定在机架上，经此处理后再未发生同样故障。

3 谱仪及集成射频梯度放大器

该MRI系统谱仪AN9101和集成射频梯度放大器AN8300采用美国ANALOGIC公司的产品。系统本身配置有谱仪诊断软件，通过对系统粗频、梯度波形、RF波形及RF输入通道波形的测量，显示实现谱仪系统级诊断，同时可对谱仪CPU，TS，DDS等七个重要板件进行诊断，方便了谱仪故障的诊断和维修。AN8300自身固化程序通过面板可显示电源、控制单元、梯度放大器和射频放大器故障代码，尤其X，Y，Z三个梯度放大器完全相同，可用替代法迅速可靠地判断其故障。也可利用示波器直接观察射频输出反射信号及谱仪发射接收信号，依其信号强度判断射频或谱仪发射或接收功率下降等故障。如在后台XSP提示符下，运行se0序列，执行se0t1。XSP参数设置att0 10，att1 10，nsl 1，nav 10，acq on，将示波器信号线接入射频功放发射端及反射端，测量发射及反射信号强度，通过与正常值相比，确定射频功放性能好坏。采用类似方法可对谱仪发射，接收性能进行分析判断。

故障8 开机后，AN8300显示错码FLT—PSU—TEMP。

错码提示系统电源PSU或者控制模块SCA故障或者温度过高。观察X，Y，Z三个梯度放大器指示灯均不亮，电源盒黄灯FLT亮，READY灯灭。关机，将电源盒抽出打开，其电路板上布满灰尘，用吸尘器和毛刷清理后开机正常。

故障9 开机后，AN8300显示FLT—XAMP—TEMP。

错码提示梯度放大器X故障。因X，Y，Z三组梯度放大器完全相同，为明确故障，将X，Y放大器交换后开机，错码显示为FLT—YAMP—TEMP，证实为X梯度放大器故障。梯度放大器由输入及输出滤波电路、控制板及双路半波整形电路组成。经替换测试为输出滤波板故障。检测该板发现标称1000 μF大电容C3漏电，静态电阻约200Ω，更换后试机正常。

故障10 图像异常，表现为一正常图像上叠加一相反的图像。

谱仪接收数据，经ADC转换后分成两路信号分别处理，如果一路数据出现问题，即可引起此类故障，推测为谱仪ADC板故障。利用系统诊断中的谱仪诊断功能，选择谱仪部件级诊断，果然发现ADC BOARD测试未通过。因该板为高度集成，只能整体更换，更新后故障排除。

除上述主要部件之外，随着使用年限增加，扫描床限位开关，辅助电源内照明用220 VAC转换成36 VDC电源的模块，通风系统加热电阻等也易损坏，这些器件均为国产元件，替代方便。笔者认为，虽然该机未提供维修资料，但在学习掌握其系统组成及工作原理的基础上，归纳分析其常见故障，临床工程师可以完成该机型的独立维修，从而节省高昂的保修费用，提高开机率，创造良好的社会效益和经济效益。