王云勇

（云南省第一人民醫(yī)院磁共振科，云南 昆明 650000）

1 梯度系統(tǒng)工作原理

磁共振系統(tǒng)由磁體，梯度， 射頻這些主要單元模塊組成。其中梯度系統(tǒng)又由梯度放大器和梯度線圈組成。梯度放大器位于MR的設(shè)備間，梯度線圈位于磁體中。

梯度系統(tǒng)在MR成像中起空間定位作用。如圖1，通過在x，y和z方向上都施加一個(gè)梯度，根據(jù)掃描的層面（軸面，矢狀面，冠狀面）不同，三個(gè)梯度分別用于選擇層面、相位編碼和頻率編碼；臨床上經(jīng)常需要掃描任意斜面，此時(shí)三個(gè)梯度共同作用才可以實(shí)現(xiàn)。

圖1 磁共振成像的空間定位

梯度系統(tǒng)由梯度放大器，梯度電源，梯度控制模塊組成。梯度放大器由3個(gè)相同的梯度放大模塊組成，如上圖所示的X，Y，Z模塊。在實(shí)際的維修中，可以通過交換梯度放大模塊來縮小故障范圍。

在GE HDx系列梯度系統(tǒng)中，梯度電源給每個(gè)梯度放大模塊提供四組直流電壓：分別為±700VDC；±100 VDC，如圖2。

圖2 梯度電源電壓圖

梯度控制模塊就是圖中的GP3，它將光纖輸入的數(shù)字梯度信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬梯度信號(hào)后，傳送給梯度放大器，同時(shí)接收從梯度放大器反饋回來的狀態(tài)信號(hào)。

梯度放大器將接收到的方波信號(hào)進(jìn)行放大，由梯度線圈產(chǎn)生3個(gè)方向的梯度場(chǎng)。最基本的自旋回波序列，在層面選擇梯度放大器工作的同時(shí)，系統(tǒng)發(fā)射某一頻率的射頻脈沖激發(fā)選定的層面，相位編碼梯度對(duì)該層面進(jìn)行相位編碼， 在頻率編碼梯度工作的同時(shí)，系統(tǒng)的信號(hào)接收單元開始接收該層面釋放的微弱信號(hào)，將這個(gè)信號(hào)放大，解調(diào)，模數(shù)轉(zhuǎn)換后送入圖像重建服務(wù)器，最終得到該層面的圖像。

梯度線圈形成的梯度磁場(chǎng)在主磁場(chǎng)中的分布：

當(dāng)X軸梯度線圈工作時(shí)，梯度磁場(chǎng)在左右方向改變主磁場(chǎng)磁力線的數(shù)量，使得主磁場(chǎng)從右到左逐漸增強(qiáng)；當(dāng)Y軸梯度線圈工作時(shí)，梯度磁場(chǎng)在上下方向改變主磁場(chǎng)磁力線的數(shù)量，使得主磁場(chǎng)從下到上逐漸增強(qiáng)；當(dāng)Z軸梯度線圈工作時(shí)，梯度磁場(chǎng)在前后方向改變主磁場(chǎng)磁力線的數(shù)量，使得主磁場(chǎng)從前到后逐漸增強(qiáng)。

梯度磁場(chǎng)的線性程度決定著圖像是否變形。如圖3，右邊梯度場(chǎng)的線性度要比左邊的好。

圖3 梯度磁場(chǎng)線性程度圖

2 梯度系統(tǒng)導(dǎo)致的圖像異常和常見故障

2.1 圖像扭曲（圖4）

圖4 梯度系統(tǒng)導(dǎo)致的圖像扭曲圖

形成原因：在掃描的視野（即FOV）中，梯度放大器輸出的電流不成線性。這需要對(duì)梯度放大器進(jìn)行校正和排查。GE設(shè)備有DC OFFSET和Gradcal兩個(gè)校準(zhǔn)。如果經(jīng)過這兩個(gè)校準(zhǔn)，還是不能解決問題，可以更換梯度放大器來排查。

2.2 重影

MR成像都是由兩個(gè)梯度軸決定一個(gè)面，可以根據(jù)掃描出的軸面，矢狀面，冠狀面，看重影是出現(xiàn)在哪幾個(gè)面。矢狀面沒有重影，就先假定Y和Z軸梯度是好的。軸面和冠狀面的重影是由X 軸梯度造成的。為了驗(yàn)證這個(gè)假定，可以把X和Y梯度互換，掃描后看重影出現(xiàn)的面是否變化。如果變化，就可以肯定X軸出問題了。另外可以進(jìn)一步排查是不是X軸的梯度控制板出問題。

2.3 掃描中斷（1.5T HDxt）

系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)：

2224666 Auto Prescan failed,Master gradient is not ready.

2244570 The X axis gradient amplifier failed to go to ready when commanded.Please perform a TPS reset and try again.

2244847 The GP is reporting a Gradient Amplitler X Axis Internal Wiring Fault or Control Undervoltage.

如圖5，X軸的燈不同于Y和Z,所以重點(diǎn)懷疑了X軸。更換X和Z的控制板，X軸和Z軸的故障燈也跟隨變化了。于是更換好的控制板。故障排除。

圖5 系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)指示燈圖

2.4 掃描中斷（3.0 HDXT）

系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)：

2224666 Auto Prescan failed,Master gradient is not ready.

2244570 The X(Y,Z) axis gradient amplifier failed to go to ready when commanded.Please perform a TPS reset and try again.

2244862 The GP is reporting a SGA Supply UnderVoltage Fault.

根據(jù)報(bào)錯(cuò)信息，可以初步判斷是梯度電源的問題。和正常的電源對(duì)比檢查如下：異常的用萬(wàn)用表量是328K，正常的是19K；異常的用萬(wàn)用表電容檔量是3.28uf，正常的是7.75uf。電阻異常，更換電阻后梯度電源恢復(fù)正常。

2.5 偶發(fā)性掃描中斷（3.0T HDxt）

系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)：

2244862 The GP is reporting a SGA Power Supply Under Voltage Fault.

2244570 The Z axis gradient amplifier failed to go to ready when commanded. Please perform a TPS reset and try again.

2244851 The GP is reporting a Gradient Amplifier Y Axis Current Distortion Fault.

2244851 The GP is reporting a Gradient Amplifier Z Axis Current Distortion Fault.

偶爾會(huì)出現(xiàn)偽影，故障概率非常小，先更換了梯度電源，故障還是一樣。Y軸和Z軸都有報(bào)錯(cuò)。所以沒懷疑梯度放大器。更換GP3，故障排除，后經(jīng)排查，發(fā)現(xiàn)GP3內(nèi)部電源輸出電壓不穩(wěn)定。

2.6 掃描中斷（3.0T HDxt）

系統(tǒng)報(bào)錯(cuò)：

2244862 The GP is reporting a SGA Power Supply UnderVoltage Fault.

2244577 The GP is reporting a Gradient Amplifier Y Axis UnderVoltage Fault.

擰開Y軸的J1，有兩個(gè)端口的阻值為0Ω，與X和Z的阻值不一樣。所以判斷為Y軸故障。打開Y軸蓋子，發(fā)現(xiàn)圖6紅圈中的IGBT吸收電容兩個(gè)腳為0Ω。仔細(xì)看電容有裂開的跡象。更換Y軸放大器，掃描正常。

圖6 電容故障圖

3 結(jié)語(yǔ)

以上就是我在GE磁共振維修過程中碰到的一些梯度引起的偽影及常見故障的排除方法，由此可以提醒我們?cè)诖殴舱窬S修過程中，當(dāng)碰到偽影時(shí)，必須很好地理解磁共振成像時(shí)，各部硬件、軟件的工作原理，才能及時(shí)找到故障，并很好地解決問題。