超导核磁共振冷却系统的故障分析及维护保养

王继斌

摘 要：在应用超导核磁共振设备时，其内部的冷却系统可以发挥出重要作用，很多现代医院都已经应用了这种先进医疗仪器，主要被应用到影像检查环节之中，由于使用频率增加，因此这种核磁共振设备会有一定概率出现故障，而当其冷却系出现故障之后，就不能将合理的冷却环境提供给医疗人员，本文根据对超导型核磁共振系统的了解，对其冷却系统经常会出现的故障以及保养维护方法进行研究。

关键词：超导核磁共振设备；冷却系统；故障；维护方法；保养方法

在有影像检查需求时，很多医院都会用超导型的核磁共振设备来代替原有的影响检查设备来给患者提供影像检查服务，为了确保设备可以具有相对较好的梯度线圈以及超导性，设备需要在一个具有超低温特点的冷却环境之中运行，由于核磁共设备在降温过程中会形成极多的热量，如果没有通过合理的方法来将这部分热量导出，本文对该种影像检查设备内置冷却系统之中的常见故障以及保养维护工作展开研究。

1 冷却系统概述

当前各大医院使用新型超导核磁共振设备的内部冷却系统极为重要，其存在的形式为三级联冷，包括冷头、氦冷以及水冷，每一层级的冷却系统都发挥着不同的作用，其中冷头主要可以辅助输送液氦，借助热力学原理就可以明确冷头的运行情况，在将降低冷屏的温度来实现系统冷却需要；水冷系统的作用有所不同，一方面可以將此题线圈装置在降温时生成的热量直接导出，同时也可以导出梯度线圈在运行时产生的热量。

冷头的冷却需通过3个闭环循环完成，并通过热交换器连接。冷火、氦压机24h不间断工作，导出给磁体线圈冷却产生的热量。冷水循环系统通过热交换器将氦循环系统的热量导出，从而实现对氦压机的冷却，最大限度减少液氦的挥发。氰利昂循环系统通过热交换器，将冷水循环系统的热量导出，并通过冷凝器将热量导出至室外，从实现对水冷系统的冷却。

2 常见故障

2.1 常见故障分析

如果水冷设备以及其机组在被应用时，其内部的杂物与灰尘没有被及时清理，水冷设备降温效果就会被削弱，处于北方的地区核磁共振还比较容易在春季受到柳絮的影响而出现故障，一旦水冷机不能维持原有的制冷效果，冷头装置也不会继续运行。循环水量不足也是对冷却系统影响比较大的问题之一，冷却系统之所以会出现这种问题，主要是因为在使用核磁共振设备之后，并没有将水循环管道系统之中的气泡排空，同时之后的滴漏跑冒问题也会影响到水循环系统的正常运行，循环水量会出现严重的不足。

如果核磁共振设备所在的机房环境不合适，存在温湿度不当这一类的问题时，设备内部与冷却系统相关的部件也会出现故障，当温度的波动幅度变大之后，电路板以及磁体均会出现凝露情况，对于这种问题，技术人员必须要控制好湿度，避免湿度过高的问题长期存在。

2.2 具体故障问题分析

扫描颈部AX T2序列时多次报gradient power supply error，其他部位序列扫描都正常。故障分析：扫描测试颈部AX T2序列，复制扫描三次该序列后，系统报错，X LOOP error和X1 temperature error；扫描测试其他序列，复制扫描SG T1序列四次后，系统也会报错，Z1 temperature error。根据上述情况判断，应该是梯度放大器的冷却水流量不够，从而导致梯度放大器温度过高，因而报错。于是检查冷水机的出水压，显示正常，查看梯度线圈进出水压力，有点偏小，再查看梯度放大器过滤器，发现已经很脏了，基本可以确定是由于过滤器太脏，导致梯度线圈冷却水流量偏小，多次扫描颈部AX T2序列时导致梯度放大器温度过高报错。拆下过滤器，用高压水冲洗后装上开机，各个序列连续扫描半小时，系统都正常，没有温度报错，这便说明故障已解除。通过此次故障处理，我们意识到，在以后冷水机增加循环水的时候最好要加蒸馏水，减少管路及过滤器堵塞，同时在巡检的时候查看过滤器的清洁情况及各个水压表的压力是否正常情况，并一一做好记录。

开机不能ready，报错flow switch提示cooling water stop。故障分析：根据提示信息查看冷水机的供水情况，发现良好；再查看flow switch（流量开关）是否正常。测出流量开关输出端电阻无穷大，有直流电压12V，但是正常情况下输出端应该是导通状态，测不到电压的，所以，怀疑是流量开关出现故障。在关闭和开启冷水机情况下，测量flow switch（流量开关）输出端始终是断开状态，因此确定流量开关有问题，需要重新更换流量开关。考虑到核磁共振每天检查的患者很多，而且需要预约，而申请更换流量开关又需要一段时间，为了不影响患者检查，在保证冷水机正常工作的情况下，短接flow switch（流量开关）信号，开机能ready，连续扫描30分钟，梯度线圈OLP温度在20℃至24℃正常变化范围内，这样就暂时解决了问题。等到新的flow switch（流量开关）到货，更换后，机器能够正常扫描，问题就彻底解决了。

核磁共振作为大型仪器越来越多的应用于患者的检查，只要我们维护保养做到位，并且一一做好各个数据的记录，认真总结分析，这样就能降低设备的故障率。

3 维护保养方法

负责保养核磁共振设备的工作人员需要通过以下行为来对其冷却系统进行保持。维护人员针对已经投入使用的核磁共振设备需要进行每日检查，在检查时需要对以下数据进行重点盘查，包括核磁水循环体系在进出活动之中的压力值、设备温湿度以液态氦的可用量。在考察这一类设备数据时，要将设备在不同状态之下的各类数据记录清楚，在处置故障问题与设备报警情况时，也要将处理情况记录清楚。对于故障进行细致分析，可以给以后的核磁共振检修工作提供工作重点，也可以使设备排查工作更为便捷。为了在维护工作中确保为冷却系统的完整性，设备人员必须要清理好水冷机以及其所在的设备机组。散热鳍片经常会存在堵塞的情况，因此保持散热鳍片的顺畅度，在清理机组时，可以通过压缩空气以及水流等方法进行清理，使水冷设备可以始终保持良好的散热状态，减少冷头停机的不良问题。

4 结束语

本文先对这种冷却系统的主要工作流程进行了研究，又通过实际的故障问题来对维修方法进行了分析，最后还给出了保养维护工作的注意事项。核磁共振设备具有极高的应用价值，一旦出现故障无法被使用就会给医院带来极大的损失，因此针对这种设备开设的日常检查工作是不可缺少的，检查人员除了需要在核磁共振设备出现系统性故障时，积极进行检查之外，还要将设备维护工作做好，精选记录方式，以此来给后续系统维护工作提供科学参考。面对不断被更新的核磁共振设备，维护与故障维修方法也需要被积极改进。

参考文献

[1]苏根元.超导核磁共振冷却系统的故障分析及维护保养[J].中国医学装备，2016（12），166-167.

[2]印世传.东芝核磁共振冷却系统的维护和故障处理[J].中国医疗器械信息，2017，23（12），125-126.

[3]潘新庆，霍建秋.超导磁共振制冷系统维护管理研究[J].中国医疗器械信息，2017，23（15），140-141.