方曉燕 安徽省六安市第二人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)裝備部 （安徽 六安 237008）

內(nèi)容提要： 飛利浦1.5T磁共振配置的水冷機系統(tǒng)是其最關(guān)鍵的附屬裝置之一，水冷機系統(tǒng)類似于傳統(tǒng)空調(diào)的工作方式，通過產(chǎn)生冷凍水流，以建立制冷劑的循環(huán)，包括對梯度線圈進行制冷，以及對液氦壓縮機進行制冷。保證水冷機設(shè)備的正常運行，對磁共振診療技術(shù)工作至關(guān)重要。針對水冷機系統(tǒng)發(fā)生的問題及時調(diào)查原因、分析并解決，以便于在醫(yī)院的維護保養(yǎng)過程中制定更有效的預(yù)防性檢查和維護流程。

磁共振系統(tǒng)作為一項先進的醫(yī)學(xué)影像學(xué)檢查手段，能給醫(yī)生提供重要的診斷信息，同時也給醫(yī)院帶來較好的社會效益與經(jīng)濟效益。由于磁共振屬于高精設(shè)備，其結(jié)構(gòu)組成多，系統(tǒng)龐大精密，影響設(shè)備安全運行的因素也有很多，水冷系統(tǒng)即為其中的重要因素之一。當前醫(yī)院使用的磁共振系統(tǒng)其超導(dǎo)磁體制冷劑均為液氦，液氦價格昂貴且損耗和穩(wěn)定性主要受到達氦容器的熱量影響。為確保實現(xiàn)核磁共振的超導(dǎo)能力，同時最大可能地減少液氦的揮發(fā)，需要一套可靠穩(wěn)定的冷卻系統(tǒng)24h不停運轉(zhuǎn)[1,2]。為了達到以上目的，日常必須做好對水冷系統(tǒng)的保養(yǎng)和維護工作。2013年5月，本院采購一臺飛利浦Achieva1.5T核磁共振，在運行9年期間，水冷機系統(tǒng)的故障率較高，下面結(jié)合水冷系統(tǒng)出現(xiàn)的故障對其原理、故障維修以及日常維護進行分析，以期為以后的工作提供有價值的參考。

1.飛利浦1.5T核磁設(shè)備概況

飛利浦公司推出的新一代Achieva1.5T高磁場高分辨率磁共振機，在2012年前后是臨床上較為先進的磁共振設(shè)備。設(shè)備屬于無痛無創(chuàng)傷性的檢查。其重建速度可以達到1300幀/s，實現(xiàn)了真正意義上的實時成像，從而能更好地區(qū)分人體正常組織與病變組織，顯示病變特征，提高了診斷的準精性。實時最大強度投影、多平面重組和三維表面重建，多種功能組合對人體各個部位進行多序列的掃描檢查時可顯示任意方位的圖像，不僅能顯示人體的病理解剖學(xué)改變，還能一定程度上反映出生理生化的異常?？梢暂S位、矢狀位、冠狀位及任意角度平面直接成像，對軟組織成像分辨率更高，也可在不使用對比劑的情況下顯示血管、胰膽管、輸尿管等組織器官，特別是對腦、脊髓、骨關(guān)節(jié)軟組織和體部臟器的檢查有獨到之處，優(yōu)勢明顯。磁共振系統(tǒng)滿足不斷發(fā)展影像中心的需要，提供了最新版的自動化軟件，增加了新的模塊化工作空間環(huán)境，提高了操作的有效性和工作流程。這款設(shè)備有多種節(jié)能模式，可以明顯降低能量消耗，達到50%的節(jié)能[3]。

2.建立磁場

MRI的磁場是在超導(dǎo)環(huán)境中建立，電流通過線圈而形成強大的磁場。在實驗條件下，磁場一經(jīng)建立，如果一直維持線圈的超低溫工作環(huán)境，強磁場就會永久存在。超導(dǎo)線圈主要是由鈦、鈮與銅等金屬組成的多絲復(fù)合線組成，其工作溫度為-268.8 C。為了能穩(wěn)定運行，還需要設(shè)置超導(dǎo)環(huán)境，使線圈置于最高溫度的-268.8 C以下。超導(dǎo)環(huán)境的建立過程：首先把核磁磁體的絕熱層抽出真空，然后進行磁體冷卻，將核磁線圈腔內(nèi)溫度減少至最接近的-268.8 C，然后在磁體線圈腔中加滿液氦，將線圈放置于在液氦中進行冷卻[4]。

通常核磁采用抽真空及多空間結(jié)構(gòu)等條件隔斷熱量傳遞，但非理想狀態(tài)下還是有熱量進入，致使靠液氦揮發(fā)來降低溫度，從而使核磁線圈在液氦中得到超導(dǎo)工作的理想條件。為了降低液氦的損耗，維持-268.8 C的工作環(huán)境，MRI增加了冷卻系統(tǒng)，用來降低溫度，減少液氦的揮發(fā)[5]。

3.水冷機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

磁共振冷卻系統(tǒng)主要包括：水冷機系統(tǒng)、氦壓縮機和冷頭。通過水冷卻系統(tǒng)三部分的互相配合，持續(xù)工作，就能夠不間斷地為磁共振供給冷卻液，以實現(xiàn)降低縮減液氦揮發(fā)的目的[6-8]。由于水冷機設(shè)備是磁共振最重要的外圍設(shè)備，它的正常工作與否將直接影響著核磁共振的順利工作。氦壓縮機是低溫泵系統(tǒng)或其他制冷單元的核心驅(qū)動單元，其目的是對冷頭進行冷卻，保障冷頭的正常運轉(zhuǎn)。因氦壓縮機需24h持續(xù)工作，用于帶走冷頭產(chǎn)生的熱量，其溫度也將持續(xù)升高，需要水冷系統(tǒng)循環(huán)帶走氦壓縮機的熱量，以保障各部分工作持續(xù)運轉(zhuǎn)。

3.1 水冷機系統(tǒng)制冷作用主要構(gòu)成

水冷機系統(tǒng)制冷作用主要靠壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹閥這四個主要設(shè)備和油分離器、干燥過濾器、回?zé)崞骱唾A液器四個輔助設(shè)備來完成，其主要設(shè)備作用分別如下：①壓縮機：壓縮機的不斷工作，使制冷劑高低壓切換進而降低溫度；②蒸發(fā)器：在壓縮機的作用下，制冷劑進入蒸發(fā)器蒸發(fā)吸收水熱量，從而使水循環(huán)溫度降低，此時液態(tài)制冷劑轉(zhuǎn)變成氣態(tài)；③冷凝器：氣態(tài)的制冷劑經(jīng)過壓縮機加壓后進入冷凝器，通過風(fēng)機管道進行降溫，使熱量擴散到空氣中，然后又變成液態(tài)的制冷劑；④膨脹閥：經(jīng)過冷凝器液化后的液態(tài)制冷劑溫度較高，進入膨脹閥后變成較低溫度的制冷劑，又進入蒸發(fā)器進行工作，如此循環(huán)，形成一個環(huán)路。

3.2 水冷機系統(tǒng)類工作原理

水冷機系統(tǒng)類似于空調(diào)的工作原理，先生成冷凍液，進一步形成水冷循環(huán)系統(tǒng)，包括對梯度線圈、液氦壓縮機進行冷卻。其中，氦壓縮機工作的熱量，被水冷機系統(tǒng)帶走，這也就要求水冷機系統(tǒng)24h持續(xù)運行。因此其對于機組的穩(wěn)定、可靠性的要求更高。為保障核磁共振工作的平穩(wěn)運行，水冷機系統(tǒng)需具備以下幾個方面品質(zhì)[9,10]：①具備兩套相互獨立制冷系統(tǒng)，交替工作，保障其中一套系統(tǒng)出現(xiàn)故障不影響機器整體運行；②具有工業(yè)標準的設(shè)計，低故障、噪音低、震動小、適合24h不間斷運行；③室外機組要求電路部分能防水；④冷凝器牢固不易損壞、易清理；⑤風(fēng)扇高效、軸承耐用等。

4.水循環(huán)冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理

水循環(huán)冷卻系統(tǒng)主要由水泵、水箱、冷卻管、溫度表、壓力表及過濾裝置構(gòu)成，其作用如下：①水泵：用于對冷卻水進行加壓，從而確保水能在密閉的管路里正常循環(huán)；②水箱：儲存冷卻用水，既需要定期更換水以防止水垢生成，又需要在缺水時及時補水；③冷卻管：主要用于輸出氦壓縮機產(chǎn)生的熱量；④溫度表：測定并顯示出水和回水的溫度；⑤壓力表：測定并顯示冷卻水出水口的壓力；⑥過濾裝置：過濾冷卻水的雜質(zhì)，減少水垢產(chǎn)生。

5.故障實例分析及維修

本院飛利浦1.5T磁共振系統(tǒng)，包含兩套艾美康水冷機系統(tǒng)，艾美康屬于當時國內(nèi)占有率比較高的國產(chǎn)水冷系統(tǒng)品牌，兩套機組一用一備。自2013年投入使用以來，前兩年正常運行。因磁共振系統(tǒng)設(shè)備安放位置的限制（地處負一樓），使用頻率、使用年限等問題，其中水冷機系統(tǒng)陸續(xù)出現(xiàn)過一些故障，近兩年頻發(fā)，總結(jié)如下。

5.1 故障一

故障描述：水冷主機面板高溫報警，核磁液氦壓力上升，核磁報警無法使用。

故障分析：水冷系統(tǒng)高溫報警，考慮是工作時產(chǎn)生溫度無法及時排除造成溫度升高，常規(guī)故障為散熱風(fēng)扇損壞，過濾網(wǎng)堵塞等原因造成。

本院磁共振室位置在負一樓，室外機組雖處于一樓，但位于綠化帶圍欄里，當夏季暴雨來臨，草坪泥污濺入機組；院區(qū)綠植較多，在每年清明前后，柳絮、楊絮蓄積在機組；當有大風(fēng)沙天氣，塵土和風(fēng)沙隨著大風(fēng)會聚集在機組周圍，常常造成室外機組過濾網(wǎng)堵塞無法進行散熱而報警停機。

故障處理：檢查是室外機組過濾網(wǎng)堵塞引起，清洗濾網(wǎng)后開機設(shè)備恢復(fù)。

5.2 故障二

故障描述：磁共振開機正常，運行一段時間，設(shè)備出現(xiàn)報高溫提醒，等待一段時間后，繼續(xù)掃描，掃描幾例患者后，宕機無法掃描。

故障分析：MRI出現(xiàn)高溫提醒，考慮水冷系統(tǒng)出現(xiàn)故障，現(xiàn)場查看水冷機組，報警壓力過低，判斷為缺少制冷劑，現(xiàn)設(shè)備運行9年，制冷劑損耗造成制冷效果不足也屬正常現(xiàn)象。

水冷機系統(tǒng)自2013年使用至今，已經(jīng)整整9年。按照一套完全能帶動整個設(shè)備的系統(tǒng)運行的狀態(tài)，機組最長使用壽命不能超過7～8年，但因考慮到本院新大樓即將搬遷，會整體更換水冷機機組，所以一直都是在維持使用中，即兩套機組不能真正意義上的一用一備，特別當時是高溫極端天氣，兩套要同時工作才能保證正常運行。

處理方法：按照制冷劑型號補充制冷劑，啟動后運行一段時間后報警再次出現(xiàn)，懷疑有管道泄露情況，用海綿沾肥皂泡沫順著管路進行仔細涂抹，一遍過后，檢出一個小沙眼，雙面焊接漏點并進行檢測，確認正常后，加入制冷劑，調(diào)整壓力，試開機，風(fēng)機、壓縮機均啟動且工作聲音正常[11,12]。故障排除，設(shè)備正常工作。

5.3 故障三

故障描述：液氦壓縮機冷水機E04報警，核磁無法掃描。

故障分析：E04報警即機組出現(xiàn)熱保護，考慮是室外機組故障。

故障處理：查看室外機組，過濾網(wǎng)及冷凝器翅片干凈，無堵塞現(xiàn)象。但冷水機溫度顯示過高，打開室外機組外殼，能明顯感受到超高溫度，當即用自來水水槍對翅片進行沖洗降溫，一般情況下，當沖洗后溫度降到正常情況下冷水機會啟動，但此時能聽到機組通電嗡嗡聲，風(fēng)扇卻不轉(zhuǎn)動，考慮是風(fēng)扇故障。測量電壓，正常。懷疑風(fēng)扇損壞，撥動扇葉后風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)，判斷為啟動電容損壞。拆機檢查，發(fā)現(xiàn)啟動電容已經(jīng)爆裂，更換電容后，啟動正常。室外機組運行一段時間后，溫度恢復(fù)正常。

6.預(yù)防性維護、防患于未然

本院1.5T飛利浦核磁共振已使用9年，其水冷系統(tǒng)性能已大大降低，如果僅靠發(fā)生故障再進行維修，會大大增加設(shè)備停機時間，一方面會造成資源的浪費，另一方面也會影響患者使用。為提高MRI設(shè)備的經(jīng)濟效益，確保核磁共振工作正常運行，進一步減少醫(yī)患矛盾，本院制定了嚴格的水冷系統(tǒng)日常操作規(guī)程和預(yù)防性維護計劃。

6.1 規(guī)范并有效執(zhí)行日常操作規(guī)程

核磁共振工作人員每天開機、運行以及關(guān)機后，對水冷機室內(nèi)、室外機組進行巡視，記錄日常數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異?；驒C器報警時，立即上報醫(yī)學(xué)裝備部，維修工程師第一時間趕到現(xiàn)場檢查維修。其次，監(jiān)測環(huán)境溫度濕度，在設(shè)備間內(nèi)配備溫濕度計，以便及時觀察溫濕度變化，同時觀察空調(diào)狀態(tài)是否良好。保障供電穩(wěn)定，如遇停電來電后，等供電穩(wěn)定后，再重新開機。另外，有必要安裝斷電報警系統(tǒng)，這樣一旦停電就能及時通知維修人員，有效避免因短時停電造成水冷系統(tǒng)無法自行啟動。

6.2 針對性定期維護

目前很多醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科基本制定的是每3個月的巡視、巡檢。鑒于本院水冷機組的超期服役，為了將隱患更精確的排查，本院醫(yī)學(xué)裝備科在機組運行7年時制定每2月一次，每年4月～9月每月一次的巡視計劃。這些工作的開展，在設(shè)備使用7年后因室外機組堵塞引發(fā)的設(shè)備停機，基本沒有發(fā)生過?；谏鲜鼋?jīng)驗，建議其他醫(yī)院在磁共振水冷機系統(tǒng)采購時，購買兩套水冷系統(tǒng)一用一備使用，防止一臺機器損壞造成整個系統(tǒng)癱瘓，從而引起更大的經(jīng)濟損失，在日常使用時，早期重視起對室外機組的清潔，避免該設(shè)備因停機造成損失。本科室實施維護如下：

對水冷機以及其室外的機組進行巡查，保證水冷室外機和周圍環(huán)境無雜物，沖洗機組，保證冷水機的散熱風(fēng)扇運行，降低冷水機故障頻率。尤其是多風(fēng)或楊柳絮飄揚的季節(jié)，至少每周清洗一次，保障夏天等極端高溫天氣的正常運行。

定期清洗水循環(huán)過濾裝置，各個地區(qū)自來水水質(zhì)不同，長期使用難免會有水垢、管道腐蝕等情況，這些雜質(zhì)長年累積會造成過濾器堵塞，造成水流量降低，影響水循環(huán)從而導(dǎo)致制冷效果不佳。經(jīng)常觀察記錄各壓力表和水冷系統(tǒng)操作面板上的數(shù)據(jù)，確保員工了解設(shè)備正常運行過程中各種數(shù)據(jù)的正常值，以保障設(shè)備出現(xiàn)故障時能做出正確的判斷。定期檢查循環(huán)系統(tǒng)的水壓力是不是正常，如不正常，需及時補充，如超過，需及時釋放。

重視管道滴漏跑冒問題并定期檢查。在裝機前，核磁共振系統(tǒng)裝機前水循環(huán)管道內(nèi)可能會有部分空氣，在使用過程中會逐漸排除，如存在滴漏跑冒情況就會使管道內(nèi)水壓下降，可能會造成水泵工作異常。另外，水冷系統(tǒng)管道多接頭也多，使用年限過久管道老舊難免會松動造成滲水，這就需要經(jīng)常檢查并及時更換部件。

添加壓縮機規(guī)定型號的制冷劑，定期清洗冷凝器過濾器，防止堵塞。

檢查電路板及傳感器銹蝕問題，水冷循環(huán)系統(tǒng)本身就處于潮濕的工作環(huán)境，尤其是遇到雨雪天氣，陰冷潮濕的環(huán)境極易使電路板和傳感器生銹，從而造成不靈敏或短路故障影響設(shè)備正常運行，因此需定期巡查，做好防銹處理。

6.3 預(yù)防性維護

對維保廠家進行更嚴格的維保要求，制定預(yù)防性維護計劃，開展每年至少4次的預(yù)防性維護，其制冷部分（冷頭，氦壓縮機，高低壓氦氣管，吸附器，室外水冷機組）重點維護保養(yǎng)，保證其開機率達到95%以上，同時維修工程師在檢修工作中規(guī)范操作，對同一頻發(fā)故障重點對待，徹底解決各項頑疾，保障機器的完全運行。

預(yù)防性維護是保障醫(yī)療設(shè)備良好運行、保障醫(yī)院工作正常開展的重要技術(shù)手段，與應(yīng)急維修不同，預(yù)防性維護是在機器可以正常運行同時進行的，用較小的成本可以節(jié)約大量的維修費用，經(jīng)過上述規(guī)則制度的運行，本院的水冷系統(tǒng)故障大大的降低，最終保證了核磁共振的開機運行時間，為醫(yī)院發(fā)展做出了較大的貢獻。

7.小結(jié)

磁共振配置的水冷機系統(tǒng)是其最關(guān)鍵的附屬裝置之一，在磁共振正常運行過程中水冷機系統(tǒng)起著至關(guān)重要的作用，一旦水冷機系統(tǒng)中任何一部分發(fā)生故障設(shè)備必然停機，由此造成的連鎖反應(yīng)勢必會影響醫(yī)院相關(guān)科室工作的正常運轉(zhuǎn)。因此，了解水冷機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作方法，對發(fā)生的各種故障進行原因和現(xiàn)象分析、解決問題，從問題和故障中總結(jié)經(jīng)驗，制定可行有效的技術(shù)措施至關(guān)重要，既能提升維護維保質(zhì)量，又能為設(shè)備的安全、可靠、穩(wěn)定運行提供強有力的保障。