錢德軍唐從森

GE HDxt 1.5T磁共振梯度線圈更換

錢德軍①唐從森①

梯度系統(tǒng)是磁共振最重要的硬件之一，是由梯度線圈、梯度放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、梯度控制器以及梯度冷卻裝置等構(gòu)成。梯度線圈是整個(gè)梯度系統(tǒng)的核心，每一掃描序列中梯度信號通過梯度控制器傳遞給梯度放大器后產(chǎn)生特殊波形的脈沖電流信號給梯度線圈，從而生成掃描序列所需的梯度磁場。因梯度線圈電流較大，處于常導(dǎo)工作狀態(tài)，所以需專用的冷卻裝置進(jìn)行冷卻。

梯度線圈由X軸、Y軸、Z軸3個(gè)線圈構(gòu)成。梯度線圈是特殊繞制的線圈，通電后線圈頭側(cè)部分產(chǎn)生的磁場與主磁場方向一致，因此磁場相互疊加，而線圈足側(cè)部分產(chǎn)生的磁場與主磁場方向相反或相同，因此磁場相互疊加，梯度線圈的中心磁場強(qiáng)度保持不變。其主要功能：進(jìn)行MRI信號的空間定位編碼；產(chǎn)生MR回波(梯度回波)；施加擴(kuò)散加權(quán)梯度場；進(jìn)行流動補(bǔ)償；進(jìn)行流動液體的流速相位編碼。梯度線圈的主要性能指標(biāo)包括梯度場強(qiáng)和切換率，決定磁共振掃描的快慢[1]。

1 故障案例

1.1 故障現(xiàn)象及判斷

機(jī)器停止掃描報(bào)“The X axis current distorsion”錯(cuò)誤。初步判斷為X軸梯度放大線圈故障，關(guān)閉系統(tǒng)切斷PDU電源后約10 min，將X軸放大器與Y軸放大器對調(diào)(GE磁共振X、Y、Z三個(gè)放大器模塊相同可以互換)，互換時(shí)應(yīng)注意將GP3與相應(yīng)放大器模塊的連接線一并同時(shí)對應(yīng)互換?；Q后重新開機(jī)，掃描機(jī)器仍然報(bào)“The X axis current distorsion”，表明原X軸梯度放大器正常。關(guān)機(jī)進(jìn)一步檢查，用萬用表歐姆檔分別測量梯度柜X、Y、Z三梯度放大器輸出端電阻，發(fā)現(xiàn)X輸出端電阻為兆歐極，而Y、Z為導(dǎo)通狀態(tài)。分析為兆歐極電阻為放大器的輸出端內(nèi)阻，斷開一根X梯度線，進(jìn)一步測量為開路，確認(rèn)為X方向梯度線圈斷裂。

1.2 梯度線圈的更換

GE磁共振梯度線圈位置位于磁體和RF線圈之間(如圖1所示)，其外層用環(huán)氧樹脂密封，質(zhì)量約為1000 kg。出廠時(shí)各部位已安裝好，呈整體結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)場更換時(shí)因超導(dǎo)磁體已“注入”電流立磁，需用專業(yè)無磁工具方能更換梯度線圈。

圖1 磁共振橫截面示意圖

(1)損壞件拆除。拆除梯度線圈分為兩步：掃描床體磁體內(nèi)部分、磁體前后部分部件拆除；RF體線圈與梯度線圈的拆除。①主要拆除磁體后側(cè)架子(REAR PEDESTAL，REAR PEDESTAL)與機(jī)身連接上方的掃描床體和下方RF發(fā)射與接受線。同時(shí)需拆除通風(fēng)管與磁體內(nèi)照明光纖，最后小心移開REAR PEDESTA；②使用GE公司拆裝梯度線圈的專業(yè)工具，先拆除RF體線圈兩側(cè)的DD線和頭體RF發(fā)射連接線，并從掃描洞內(nèi)移開體線圈，將損壞線圈移至專用運(yùn)輸車上[2]。

(2)新配件安裝。與拆卸過程相反：①安裝好新的梯度線圈子，安裝RF體線圈與床體；②安裝好REAR PEDESTAL部分，按照安裝手冊仔細(xì)連接好電路。在拆除與安裝過程中一定要使用無磁工具操作，切忌使用“鐵質(zhì)”工具，特別是靠近磁體操作時(shí)尤為注意，確保人員與設(shè)備的安全。

2 系統(tǒng)調(diào)試

(1)梯度場在強(qiáng)切換時(shí)會在掃描區(qū)產(chǎn)生微小的交變磁場，從而在人體內(nèi)產(chǎn)生渦流效應(yīng)。因此更換后梯度線圈必須做“Eddy Current Calibration”以重新校正渦流效應(yīng)補(bǔ)償參數(shù)。

(2)梯度磁場另一個(gè)功能是為主磁場提供勻場功能。更換新的梯度線圈后，其空間位置和原梯度線圈必然有一些細(xì)小的變化，所以新的梯度線圈必須運(yùn)行系統(tǒng)“High Order Shim”給予重新勻場。

(3)因新的梯度線圈不可能與原線圈子安裝位置完全重合，故掃描區(qū)坐標(biāo)也需重新校正[3-4]。

3 小結(jié)

(1)梯度線圈開路可參照的維修經(jīng)驗(yàn)和實(shí)用理論較少，但梯度線圈作為磁共振中的核心部件，出現(xiàn)類似故障的概率很低，且更換價(jià)格昂貴。作為醫(yī)學(xué)工程技術(shù)人員在日常的維護(hù)保養(yǎng)中一定要注意梯度線圈冷卻系統(tǒng)是否工作正常，冷卻液是否有突然下降現(xiàn)象[5]。

(2)梯度線圈是用環(huán)氧樹脂密封絕緣并固定，線圈內(nèi)交變電流使其主磁場中受洛倫茲力的作用，從而產(chǎn)生機(jī)械振動，較大幅度的振動有可能導(dǎo)致線圈斷裂，這一機(jī)械振動也是磁共振掃噪音的振源。梯度線圈表面無法觀察內(nèi)部線圈環(huán)繞結(jié)構(gòu)，有條件可以用工業(yè)X光探傷機(jī)，尋找內(nèi)部線圈斷裂位置，剖開環(huán)氧樹脂焊接后重新密封，則有可能修理好損壞的梯度線圈，為醫(yī)院節(jié)約維修費(fèi)用。

[1]楊正漢,馮逢,王宵英.磁共振成像技術(shù)指南[M].北京:人民軍醫(yī)出版社,2007:7-10.

[2]柯勇強(qiáng).GE Signa Excite 1.5T雙梯度核磁共振兩例故障分析[J].醫(yī)療裝備,2008,21(10):62.

[3]石明國.醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2006:377-392.

[4]孫世介,胡麗春,李維真.GE SIGNA 0.5T磁共振數(shù)據(jù)采集故障和處理三例[J].放射學(xué)實(shí)踐,2002,17(5):411.

[5]趙喜平.磁共振成像[M].北京:科學(xué)出版社,2004: 123-307.

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.11.049

1672-8270(2014)11-0131-02

R197.39

B

錢德軍,男,(1974- ),碩士，高級工程師。江蘇省建湖縣人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程部，從事醫(yī)療設(shè)備的維護(hù)與管理工作。

2014-03-03

①江蘇省建湖縣人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程部 江蘇 建湖 224700