超导磁体液氦注入口结冰现象的处理方法

于子晓，郭晓洁

超导磁体液氦注入口结冰现象的处理方法

于子晓，郭晓洁

0 引言

我院于2002年4月引进了一台马克尼公司（Marconi）产ECLIPSE（磁体使用Oxford OR71）1.5T MR，该设备状态稳定、图像清晰、患者反映良好，给医院带来了较大的经济效益和社会效益。但在使用期间，曾经因磁体的液氦注入口结冰导致停机3 d，直接经济损失6万多元。下面介绍此故障发生的经过，希望能引起同行注意，杜绝此类现象的发生。

1 故障现象

操作人员在操作中发现液氦消耗速度逐渐加快，后来达到每天消耗液氦总量的3%（正常消耗量约每周1%），但冷头及压缩机一直在工作。后经保修公司工程师检查确认：冷头失效，需要更换。但更换冷头的专用工具一周后才能到现场，而液氦只剩60%，按照上述消耗速度，再过一周液氦就会低于40%，那时很容易导致磁体失超，必须先补充液氦。

准备添加液氦时发现一个严重问题：液氦注入口周围结冰严重，把冰融化取出封闭杆后，发现注入口内管壁结冰现象同样严重，输液管根本无法插入。因输液管必须完全插入液氦注入口，否则就无法补充液氦，最终液氦少到一定程度时磁体就会失超；如果强行将输液管插入，很可能将冰碴带进液氦容器，一旦冰碴掉到超导线圈上，结果也是失超。先用磁体电源（magnet power supply unit，MPSU）按照规定程序把磁体的磁场退掉（退场），然后用氦气将冰慢慢吹掉（吹冰），等冰完全消失以后再补充液氦，然后再用MPSU按照规定程序把磁场重新升起来（升场）。采用此方法就要用到液氦注入口旁边的励磁电极插口，但打开这个口却发现，内管壁同样有结冰现象，励磁电极无法插入，无论如何操作，最后失超的可能性都非常大。

2 故障分析

经过分析、查证，找到了结冰的原因：上一次补充液氦时，由于磁体原装的液氦注入口封闭杆的固定螺帽破裂，补充液氦的技术人员就用他们的备用封闭杆代替，但由于备用封闭杆密封不严，于是空气进入致使液氦注入口结冰，因密封不严的备用封闭杆没有及时更换，导致结冰现象越来越严重，最后连与液氦注入口相通的励磁电极插口也结冰了。

3 故障排除

对于此次结冰，有3种解决方案：（1）吹冰（所有的冰）→补充液氦；（2）除冰（励磁电极插口的冰）→退场→吹冰（所有的冰）→补充液氦→升场；（3）直接使用磁体急停单元（emergency run-down unit，ERDU）→吹冰→补充液氦→升场。前2种方案一旦有冰掉到超导线圈上，就会导致磁体失超，而且这种可能性非常大，但是一旦成功，就会在很大程度上减少损失，而且使磁体不受损坏；第3种方案虽然简单，但是损失太大[1]，而且有损坏磁体的可能[2]。经过研究讨论，最后决定采用第2种解决方案，它比第1种方案保险系数要高。

3.1 除冰

因为第二步的退场需要插入励磁电极，所以必须先将电极插口内的冰除掉，而且不能掉入液氦容器。首先做了一个掏耳勺状的铜铲，计划把冰一点一点地掏出来，但几经努力都失败了；后来找了一个小型的吸尘器，想把冰一边搅碎一边吸出来，也没有成功；又想了一些其他办法，冰还是没有除掉。最后商量决定，由于这个插口冰不是很多，可以把励磁电极直接插入，一边转动一边用力慢慢往下插，插不动了就拔出来停一会儿，等把电极彻底烘干以后再继续插，看最后能否插到底。经过反复几次插拔，最后成功了，磁体也没有失超。

3.2 退场

退场前注意先把梯度放大器和射频放大器关掉，因为退场和升场所用电流非常大，需要将大功率电器全部关掉；然后用专用的励磁电缆将励磁电极和MPSU的输出极连接起来，注意正负极不要接反；开启MPSU，按下“run to zero”键，MPSU就会按照设定的程序自动把超导线圈的电流降到零。此过程结束后要注意关掉MPSU电源。

3.3 吹冰

磁体退场以后，因为不再存在失超的危险性，所以吹冰也就不用提心吊胆了。用一根大约150 cm长、铅笔粗细的铜管，前端大约50 cm是直的，中间约50 cm做成弹簧状（以便于用热枪充分加热氦气），末端50 cm也是直的。用软管把末端和高纯度氦气连接起来，氦气压力调到5 psi（1 psi=6.89 kPa）左右，然后用前端对准插口内的冰将其慢慢吹化，期间可以用热枪加热铜管的弹簧部位，以加快吹冰的速度。就这样直到将所有的冰都融化完为止，所需时间一般较长，可能要几个小时。

3.4 补充液氦

与平常补充液氦的过程一样，在此不再赘述。但一定要注意用原装封闭杆密封液氦注入口，防止再次发生结冰现象。

3.5 升场

升场前注意移走磁体周围所有的铁磁性物品，然后开启MPSU，按下“run to field”键，MPSU就会按照设定的程序自动把超导线圈的电流升到设定值。此过程结束后要注意关掉MPSU电源，然后把励磁电缆和电极小心地去掉。注意将电极插口密封好，以防止再次发生结冰现象。

4 小结

液氦补充完以后，由于使用不配套的封闭杆，使得液氦注入口密封不严，导致空气进入液氦注入口结冰，而且由于没有及时更换不配套的封闭杆，导致结冰越来越严重，最后造成了医院和液氦公司近10万元的直接经济损失，如果因此失超，则损失会更大，一定要引起我们注意：

（1）对于我们了解不深的低温操作技术，一方面要小心谨慎地对待，严格按照操作规程操作；另一方面要加强学习，尽可能多地了解和掌握低温操作技术[3]。

（2）补充完液氦以后，要注意观察液氦注入口周围的结冰情况，一般几小时内就能融化，如果一直有结冰，则可能是液氦注入口封闭不严，要及时处理[3]。

（3）超导磁体在使用过程中，一定要注意观察液氦消耗情况，一旦发现消耗异常，应立即采取措施。

[1]张志鹏.超导磁体[M].武汉：华中理工大学出版社，1989：193-194.

[2]张宝凤.近代低温技术[M].上海：同济大学出版社，1989：36.

[3]赵喜平.磁共振成像系统的原理及其应用[M].北京：科学出版社，2000：523-524.

（收稿：2013-07-03 修回：2013-12-25）

R318.6；TH774

B

1003-8868（2014）10-0158-02

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.10.158

471002河南洛阳，河南省洛阳正骨医院影像中心（于子晓，郭晓洁）