王輝林，馬 彪，徐衛(wèi)峰(白求恩國(guó)際和平醫(yī)院 放射科，河北石家莊050082)

在醫(yī)療磁共振領(lǐng)域，超導(dǎo)型核磁共振相比常導(dǎo)型磁共振具有掃描時(shí)間短、成像速度快、覆蓋范圍廣、功能更齊全、圖像更清晰、診斷更準(zhǔn)確、效率更強(qiáng)大等諸多優(yōu)點(diǎn)。因此得到廣泛的應(yīng)用。本文就超導(dǎo)磁場(chǎng)的形成，制冷系統(tǒng)的原理及預(yù)防性維護(hù)作一簡(jiǎn)要概述。

1 超導(dǎo)磁場(chǎng)的形成

超導(dǎo)是指某些物質(zhì)在一定溫度條件下(一般為接近絕對(duì)零度即－273℃)電阻降為零的性質(zhì)。人們把處于超導(dǎo)狀態(tài)的導(dǎo)體稱之為“超導(dǎo)體”。超導(dǎo)體的直流電阻率在一定的低溫下突然消失，被稱作零電阻效應(yīng)。導(dǎo)體沒有了電阻，電流流經(jīng)超導(dǎo)體時(shí)就不發(fā)生熱損耗，電流可以毫無阻力地在導(dǎo)線中形成強(qiáng)大的電流，從而產(chǎn)生超強(qiáng)磁場(chǎng)。超導(dǎo)型核磁共振使用液氦作為制冷劑，用鈮，鈦與銅的多絲復(fù)合線作為超導(dǎo)體。具體來說就是超導(dǎo)磁體的鈮鈦線圈在液氦制造的超低溫環(huán)境下，通一幾百安培的強(qiáng)大電流，然后將激勵(lì)磁體線圈的電流對(duì)接在超導(dǎo)體線圈，使之在超導(dǎo)體中不停流動(dòng)，此時(shí)為零電阻效應(yīng)，電流無任何消耗，進(jìn)而形成穩(wěn)定的超導(dǎo)磁場(chǎng)。

2 制冷系統(tǒng)的原理

超導(dǎo)型磁共振的制冷系統(tǒng)包括冷頭、氦壓縮機(jī)、水冷機(jī)組三部分。三者關(guān)系見圖1。

冷頭是制冷部件，為超導(dǎo)磁體提供20K、70K兩級(jí)低溫，進(jìn)而為磁體中的液氦降溫，保證液氦中超導(dǎo)線圈所需要的溫度，以隔絕結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱，降低液氦的消耗。在冷頭的作用下，磁體中液氦有一個(gè)正常的壓力值，這個(gè)壓力值可以間接反映出冷頭的工作狀態(tài)。冷頭還是一個(gè)膨脹機(jī)，經(jīng)過氦壓縮機(jī)壓縮的低溫高壓氦氣在這里膨脹帶走周圍的熱量。冷頭的材料主要是絲綢膠木，一、二級(jí)分別以銅網(wǎng)和鉛網(wǎng)為蓄冷材料。氦氣經(jīng)過冷頭后膨脹壓力變低，變成低壓氦氣，氦壓縮機(jī)將返回的低壓氦氣，經(jīng)過壓縮提升壓力，并與水冷機(jī)組提供的冷卻水換熱、經(jīng)油水分離器濾油以及吸附器的進(jìn)一步過濾，將低溫高壓氦氣輸送回冷頭，建立起氦氣循環(huán)過程。水冷機(jī)組中，在換熱器1，由氟利昂制冷系統(tǒng)帶走冷卻水的熱量，達(dá)到對(duì)水循環(huán)體統(tǒng)的冷卻。氟利昂系統(tǒng)帶走的熱量由冷凝器散發(fā)到室外。

圖1

3 制冷系統(tǒng)的預(yù)防性維護(hù)

醫(yī)療設(shè)備的預(yù)防性維護(hù)(Preventive Maintenance PM)是指在故障發(fā)生前就對(duì)醫(yī)療設(shè)備的性能、安全性等進(jìn)行檢查維護(hù)，保證醫(yī)療設(shè)備備高效運(yùn)行，防止故障發(fā)生的一種預(yù)見性維修方式。將更多的事后被動(dòng)維修變成事前主動(dòng)，既提高了工程技術(shù)人員主動(dòng)服務(wù)于臨床的能力以及工作的計(jì)劃性和主動(dòng)性，也提升了相關(guān)工程部門的管理水平和對(duì)醫(yī)療設(shè)備的保障能力，使多方受益。PM的內(nèi)容主要包括:外檢查、清潔保養(yǎng)、更換維修、功能檢查、測(cè)試校準(zhǔn)、安全檢查等。制冷系統(tǒng)作為超導(dǎo)型核磁共振的核心部件之一，應(yīng)嚴(yán)格按照PM的標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行。這樣既能及時(shí)了解和掌握制冷系統(tǒng)的的性能狀況，確保制冷系統(tǒng)處于安全、最佳的工作狀態(tài)，又能減少故障次數(shù)，減少維修工作量，延長(zhǎng)其使用壽命，降低維修成本。

3.1 外檢查。外檢查包括氦循環(huán)，水循環(huán)，氟利昂循環(huán)三個(gè)封閉循環(huán)的管路及其相連的設(shè)備的外觀情況，看三個(gè)封閉循環(huán)有無泄漏的情況發(fā)生等。它還包括觀察磁體的壓力，氦壓縮機(jī)和冷頭的工作狀態(tài)。我院兩臺(tái)磁共振分別為 GE HDXt3.0T和PHILIPS Intera 1.5T.GE HDXt3.0T制冷系統(tǒng)工作狀態(tài):磁體液氦壓力為3.8－4.2psi。氦壓縮機(jī)的輸出壓力為2.0－2.2MPa.輸入壓力為0.4－0.6MPa。水冷機(jī)的溫度設(shè)定為17－20℃。PHILIPS Intera 1.5T制冷系統(tǒng)工作狀態(tài):磁體液氦壓力為70－80mbar.氦壓縮機(jī)壓力為1900－2200kPa.水冷機(jī)的溫度為11－13℃。當(dāng)觀察到各個(gè)系統(tǒng)的數(shù)值超出正常值時(shí)，說明系統(tǒng)存在故障。

3.2 清潔保養(yǎng)。定期沖洗水冷機(jī)組的室外機(jī)組散熱器，尤其是在春天楊柳絮漫天飛的時(shí)節(jié)，或者是風(fēng)沙天氣時(shí)，很容易造成室外機(jī)無法散熱造成水冷機(jī)報(bào)警停機(jī)。

3.3 更換維修。冷頭和壓縮機(jī)每天不停的運(yùn)行，冷頭的額定壽命一般為兩到三年，氦壓縮機(jī)中的吸附器也就一萬(wàn)小時(shí)左右的壽命。冷頭中的活塞、旋轉(zhuǎn)閥都是運(yùn)動(dòng)部件，伴著時(shí)間不斷磨損，進(jìn)而造成氣密性不嚴(yán)，制冷效率下將。如果超期使用會(huì)使填料松漏，嚴(yán)重的話會(huì)將活塞卡死在缸套中造成報(bào)廢，甚至引起失超。所以定期(2年左右)對(duì)冷頭活塞進(jìn)行更換。吸附器是過濾氦氣中油污的關(guān)鍵部件，它的好壞與否關(guān)系到冷頭的正常使用壽命，因?yàn)楹饨?jīng)過壓縮機(jī)壓縮后，氦氣里的油污經(jīng)過油濾過器過濾大部分，剩下的完全依靠吸附器來吸收。吸附器主要由活性炭組成，活性炭經(jīng)過一定時(shí)間就會(huì)飽和而失去吸附作用，這樣油就會(huì)順著管道進(jìn)入冷頭，造成活塞磨損加劇，縮短冷頭的使用壽命，因此吸附器必須定期更換。

3.4 校準(zhǔn)記錄。磁共振的操作人員每天注意聆聽冷頭發(fā)出的聲音是否正常，如果有異常聲音或是沒有了響聲應(yīng)及時(shí)報(bào)告相應(yīng)的維修人員。磁共振操作人員應(yīng)每天開、關(guān)機(jī)的時(shí)候記錄液氦的液位，以此來計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)液氦的揮發(fā)率。一旦出現(xiàn)異?？焖傧陆档恼髡祝瑧?yīng)及時(shí)通報(bào)醫(yī)學(xué)工程人員查明原因并采取應(yīng)急措施。一般情況下液位降到60%左右應(yīng)該加注液氦。

3.5 安全檢查。定期檢查穩(wěn)壓電源柜的工作情況。由于我科磁共振未安裝UPS電源，如果發(fā)生意外停電情況，來電后應(yīng)以及恢復(fù)電力并開啟水冷機(jī)組和氦壓縮機(jī)。為了防止夜間停電的情況發(fā)生，安裝停電報(bào)警裝置。

［1］馬毅.劉磊.超導(dǎo)型磁共振冷頭的工作原理及維護(hù)保養(yǎng)［J］.醫(yī)療設(shè)備信息，2006(21).

［2］項(xiàng)瑞雄.劉智敏.ZEM2500CT水冷機(jī)的原理與維修［J］.醫(yī)療設(shè)備，2007(1).

［3］李曉強(qiáng).超導(dǎo)磁共振低溫制冷系統(tǒng)的原理及維護(hù)［J］.中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備，2009，6(4);49.

［4］黃詠文.孫聚保.1.5T超導(dǎo)型磁共振制冷系統(tǒng)的工作原理及日常維護(hù)［J］.中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備，2007，4(7);2.