超导型MR设备的维护与维修

徐奕锋 余姚市第四人民医院 （浙江 余姚 315470）

内容提要：临床上磁共振设备（MR设备）是一种比较精密的设备，主要应用于临床，其构造及应用具有一定的复杂性，在长期使用过程中难免导致设备出现性能减退和功能损耗的情况。文章以超导型磁共振设备为例，分析磁共振设备的日常维护和维修并为此提供有效的处理方法，以增强磁共振设备的使用性能，延长磁共振设备的使用寿命。

随着我国医疗水平的不断提升，越来越多的医院开始在治疗中选择更加精细的医疗器械，以辅助治疗过程，但是这类医疗器械设备的结构比较复杂，且价格也比较昂贵，为了节约医院的支出成本，必须要大大的延长这类设备的使用寿命，并在日常的临床治疗工作中，加强对医疗设备的保养和维修，从而对其进行更好的维护。磁共振设备主要是通过向医生提供图像数据，从而让医生获得疾病诊断依据，随着科技的不断发展，磁共振逐渐被应用到医学领域中，且磁共振设备大多数来来自于进口，若是设备一旦出现了故障问题，不仅在维修上需要花费很多金钱，更是花费更多的时间，从而耽误了医疗工作的进行，因此医学需要积极学习磁共振设备的日常维护维修方法，从而更好地提高磁共振设备的利用率。

1.超导环境和MR设备的概述

1.1 超导环境

超导型磁共振设备的制冷剂主要是液氮，因为液氮的成本较高，但是其作用较大，能够很好的保证超导型磁共振设备制冷系统的运行，这不仅仅是维持磁共振设备超导环境的关键，还能够有效避免液氮的随意挥发，从而降低了磁共振设备的成本[1]。一般情况下看，磁共振设备一旦建立了超导型环境后，在低温的环境中磁场将会长期存在，而创建的超导型环境，则需要先进行磁场的冷处理，然后在磁体容器中充入液氮，从而保证超导线圈中能够保存充足的液氮。

1.2 MR设备

MR设备也就是磁共振设备，主要是利用对人体无损伤的核磁共振方法，来对人体的任何面进行成像，从而起到诊断的效果。磁共振设备主要是利用核磁效应来进行成像的，成像的性质和方式比较复杂和多面[2]。磁共振设备的组成部位比较复杂，主要包括以下部位：射频线圈、磁体、控制台、梯度线圈、控制计算机等，但是根据磁共振设备磁体的不同还可以分为永磁型磁共振设备、常导型磁共振设备以及超导型磁共振设备，在不同的设备下仍然还具有其他几个构件组成，分别为图像输出部位、射频屏蔽、空调系统、图像处理部位、磁屏蔽、水冷系统、超导低温保障系统等。在磁共振设备工作过程中，主要是受到液氮、射频场以及强磁场等不安全因素，因此注意日常对磁共振设备的维护维修是十分重要的。

2.磁共振设备的常见故障及维修方法

2.1 无法正常开机或关机

磁共振设备在工作过程中经常会出现自动关机或开不了机的情况，这是因为磁共振设备在工作运行过程中消耗能量后产生了很多的热量，从而导致的线路问题，再加上由于散热速度远远比不上加热速度，因此导致磁共振设备会局部过于发热，线路断路后从而导致磁共振设备自动关机。当磁共振设备出现了上述情况后，工作人员应当立即着手查明原因后着手实施维修，主要原因可能是因为磁共振设备的制冷系统的电路和仪器出现了故障，因此在维修过程中首先要检查磁共振设备的散发装置是否正常，磁共振设备是否在正常运行工作，并根据不同的问题而采取有效的维修措施。

2.2 无法正常扫描

磁共振设备在工作中无法进行扫描的原因可能有以下几种：工作环境不平衡、连接线处接触不良以及设备操作错误等。在使用磁共振设备时，若是因为操作失误后导致无法扫描，则可以重新启动磁共振设备后观察是否正常扫描，而如果磁共振设备线路连接正确，但还是无法成像，则考虑是否是操作错误而导致的，若是磁共振设备连接线接触不良，则需要从其他几个层面找出故障的原因。在磁共振设备发生故障后，先不要急着去维修，而是需要先推断出故障的原因，然后找准方向后再采取方法去维修，比如磁共振设备突然黑屏，则可能是因为死机的原因[3]；比如磁共振设备出现烧断的气味，则可能是因为工作强度过高线路发生了燃烧。

2.3 射频系统问题

当射频系统中的电源、接受线圈、射频发射等部分发生故障之后，射频系统会结合磁共振设备的空间梯度进行相应的成像，在磁共振设备的射频发生器中存在一个直流源的电源，若是在扫描过程中无法找到中心频率，则会直接检测为直流系的故障。在磁共振设备扫描过程中报错为射频系统问题，经过射频放大器的全面扫描后，会在扫描中发现序列正常的中心频率，第二个序列中则会找到乱波的中心频率，当扫描的磁共振设备投入试验过程中后，则会显示出发射系统的问题，出现此种问题后，只需要将射频系统的接受线圈打开，然后将断裂的电容器拿出，换上一个正常的电容器，射频系统即可恢复正常。

2.4 水冷系统问题

磁共振设备的水冷系统主要是用于冷却磁共振设备中的磁体液氮和梯度线圈，通过有效的冷却磁共振设备工作的环境，来有效维持超导工作的环境，磁共振设备的水冷系统工作是否能够顺利运行，对磁共振设备工作起到了至关重要的作用。磁共振设备的水冷系统所发生的故障大部分都是压缩机部位发生的故障，当压缩机停机，更多是因为外机的灰层较多，影响了压缩机的散发效果，从而导致其停机。

2.5 操作台控制问题

当磁共振设备的操作控制台出现问题后，主要是因为这两个方面的原因，其一是数据处理控制储存出现问题，其二是接口通讯出现问题，这是很典型的硬件故障以及软件故障。当磁共振设备的操作控制台的硬盘和软件出现损坏和丢失后，故障则报告为磁共振设备无法扫描，需要重新安装系统，只有这样才能够进一步开展扫描工作。当磁共振设备发生了开机屏幕触屏不灵敏的问题后，则报错为操作性问题，主要表现为扫描过程中不建立图像信息，也不能够进行多图像扫描，因此不能够进行测量工作。还有另外一种情况，就是磁共振设备的机器没有发生任何的问题，但是机器开机的时间较长，有的甚至达到了半个小时以上，经过分析是主要出现了电源方面的问题，因此需要取下电源，外接上交流电源，然后启动电源设备，则能够有效排除故障。

3.超导型磁共振设备的维护

3.1 科学管理设备

在磁共振设备的工作过程中，影响到其运行的因素有很多，磁共振设备管理人员需要根据设备使用的实际情况和实际环境，来制定出有效科学的管理方法，以防止不良因素影响到磁共振设备的正常工作运行。比如，在磁共振设备旁边放置好设备使用说明书，方便使用设备的人员随时查看磁共振设备的使用方法[4]；在不需要使用磁共振设备时，需要注意对其的维护和保养，把磁共振设备放置在不受到阳光直射的位置；管理人员需要每日定时检查磁共振设备的使用情况，检查其是否存在异常情况等；若是磁共振设备上受到了化学试剂的侵蚀，则需要安排专业的人员对磁共振设备进行清理。

3.2 定期检查设备

磁共振设备是一种精确度较高的设备，因此在使用过程中很容易就发生一些故障和隐患，因此一旦发现这些问题，则会对设备的工作造成不利的影响，甚至很可能会导致磁共振设备无法进行工作等。在这种情况下，设备管理人员对磁共振设备的日常检查显得更加重要，通过检查能够对设备的参数与正常的参数之间进行比较，从而检查磁共振设备是否出现了问题，更能通过检查有效避免故障的发生，将一切可能发生的故障都提前预知。在检查磁共振设备的过程中，还应当重视对设备的风险管理，定期和定时检查并不是保证磁共振设备永远正常运行的条件，而是在检查的基础上更加重视对一切风险的可控制和可管理，从而通过风险管理，建立起一套关于磁共振设备的应急应用计划，并在磁共振设备的长期应用过程中进行良好的管理[5]。另外一种情况还需要注意，当磁共振设备的成像结果比较模糊时，必须要通过对设备磁场的管理和维护，来充分改善磁共振设备成像的质量。

3.3 稳定设备电源

为了避免其他设备的电压变化后对磁共振设备的正常使用造成影响，磁共振设备的电源必须要使用专用的电源线和变压器，并配置好不间断电源，以此来稳定磁共振设备的电压，并同时预防突然停电和电压突变后给磁共振设备所造成的损坏。除此之外，还需要保证磁共振设备磁场的均匀度，并为了保证磁共振成像的质量，必须要使用直流电源，这样才能够保证磁共振设备工作运行的稳定性。

3.4 制冷系统维护

磁共振设备制冷系统的维护工作可以分为以下几个步骤：①定期清理磁共振设备上的杂质和灰层，以此能够有效地防止磁共振设备制冷系统的管道发生不必要的阻塞；②需要定期更换磁共振设备制冷系统的吸附器[6]；③要严格控制好设备制冷系统的水量，并启动制冷系统时要随时随地的补充蒸馏水进入到系统中，从而更好地保证设备制冷系统的正常运行；④做好设备制冷系统的防腐处理工作，避免系统当中的一些金属零件遭受到环境的腐蚀后，导致磁共振设备出现运行异常；⑤定期检查设备制冷系统的液氮界面，在磁共振设备的制冷系统的维护过程中，出现出现了水质恶化等情况，需要及时采取有效的方法进行解决。

3.5 恒温恒湿维护

超导型磁共振设备对工作的湿度和温度也有一定的要求，要求湿度在60%左右，温度在18～24°C，因为湿度如果过小的话，磁共振设备所处的环境中空气水分含量低，则很容易产生静电后，影响到电路运行[7,8]；而若是湿度过大的话，则环境中空气中含有的水分则会吸附在磁共振设备上，从而改变设备的性能，再加上精密度极高的磁共振设备，则还可能会影响到设备的精密度，而磁共振设备长期处在湿度过大的环境中时，则还容易受潮后出现高压击穿或高压放电的情况，从而损坏到磁共振设备[9,10]。

4.超导型磁共振设备的故障处理实践

4.1 机器不能扫描的处理

故障现象：在使用磁共振设备时，机器不能扫描，则报告为驱动故障。

故障分析：磁共振设备的电压是由设备的驱动模块所提供的，因此可知磁共振设备的接收混合模块和体线圈发射模块、电缆模块都有可能引发该故障，当工作人员将磁共振设备的机柜门拆卸下来后发现，磁共振设备的驱动模块上的指示灯呈现红色。

故障排除：为了快速有效地分析出问题的情况，直接在磁共振设备的驱动模块上输出电压，从而发现了无直流电压，因此认为磁共振设备的驱动模块存在一定的故障，随后关闭磁共振设备后，打开驱动模块，则发现磁共振设备的驱动模块中的高压板上的电压输出插座已经发生短路，从而导致电压板已经发生了损害，因此在更新了磁共振设备的驱动模块后，则能够有效排除故障。分析其发生故障的原因，可能是由于天气潮湿导致的，天气过于潮湿后导致磁共振设备的耐压下降，从而因为高压板受到刺激后形成的电路短路问题，因此可以在存放磁共振设备的房间内安装一个抽湿器，则能够有效避免此类故障。

4.2 机器扫描中断的处理

故障现象：使用磁共振设备柔软线圈进行扫描时，会时不时发生扫描中断的情况，当线圈在发射过程中接收控制线发生失常，在后来直接发展到不能扫描。

故障分析：磁共振设备中的TR电压是驱动模块中的直流电压，会让线圈中的发射射频出现截止的情况，因此在接收到信号后，通过导通能够有效保护线圈，更避免磁共振设备的射频能量发生较大的损害。由于磁共振设备的线圈并没有发生报错，因此认为此故障问题应当与设备本身无关，使用磁共振设备的GP线圈时，需要连接一个适配器，随后发现磁共振设备扫描恢复正常，则认为此类故障出现在线圈上。

故障处理：在磁共振设备拆开GP线圈后，用测量表则发现了线圈上的信号不通的现象，则拆开电缆头则发生线圈已断开，因此重新连接线圈，并恢复磁共振设备的使用，随后线圈恢复正常，磁共振设备也恢复了正常。

4.3 机器压力值过高的处理

故障现象：磁共振设备的工作压力超过了28kPa，并且呈现出缓慢上涨的趋势。

故障诊断：首先检查磁共振设备的室外水冷机，表现出工作状况良好的情况，然后进一步检查氮压机，也显示工作正常，但是要注意的是氮压机的工作压力是在2.2MPa左右，虽然也是在压力值的允许范围内，但还是需要不断地监控磁共振设备的工作情况，避免因为不断的工作而导致机体发热，而出现压力上升的问题。在关闭磁共振设备工作之后，经过一天时间发现了磁共振设备的压力还是处于不断上升的趋势，因此进一步排除了磁共振设备的监控器的问题。随后打开磁共振设备的监控器，进一步检查器数据情况，发现磁共振设备的冷头温度达到了4.8K，而冷头的冷凝器温度也是达到了4.7K，这种情况说明冷头器已经无法给磁共振设备提供制冷的功能，因此需要及时更换磁共振设备的冷头器。

故障处理：在磁共振设备更换了冷头器之后，发现磁共振设备的内部压力慢慢的恢复了正常，因此有效地排除了磁共振设备的压力故障，说明磁共振设备的冷头器零件存在损坏或者是寿命到期了需要更换，在更换之后，磁共振设备则可有效进行正常的工作。

5.小结

总的来说，磁共振设备作为一种重要的医疗设备，在投入使用过程会可能出现不同程度的设备损耗，从而降低了磁共振设备的使用效率，为了能够更好地为医疗行业节约成本，需要医院对其进行良好的维护和维修，从而更好地改善设备的使用情况，进一步提高磁共振设备应用于临床的治疗效果。