孔令箭 徐曉林 莊河市中心醫(yī)院醫(yī)學(xué)裝備科 （遼寧 莊河 116400）

內(nèi)容提要： 磁共振成像主要原理是將人體放置在特殊磁場中，并利用無線電射頻脈沖對人體內(nèi)部氫原子核進行激發(fā)，使氫原子核共振吸收能量。在結(jié)束脈沖后，氫原子核能夠按照相應(yīng)頻率發(fā)出信號，使人體內(nèi)部形態(tài)被磁共振設(shè)備接受，經(jīng)計算機處理隨后獲得圖像。西門子1.5T磁共振屬于醫(yī)院內(nèi)部最為重要的醫(yī)療設(shè)備，可以對患者全身每個部位進行深度掃描，從而發(fā)現(xiàn)病灶。作為高端MRI產(chǎn)品，西門子1.5T磁共振圖像更為清晰，且成像速度較快，掃描范圍較大同時掃描聲音較低，降低對患者診療過程中的影響，可以進一步縮短診斷時間，為患者后續(xù)治療奠定基礎(chǔ)。西門子1.5T磁共振水冷系統(tǒng)作為該設(shè)備重要組成部分，直接影響到西門子1.5T磁共振的實際運行狀態(tài)。本次研究針對西門子1.5T磁共振水冷系統(tǒng)的工作原理及故障維修展開分析。

隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展和進步，當前醫(yī)療設(shè)備得到了升級和完善，對患者的診斷及治療起到了非常重要的輔助作用，磁共振設(shè)備發(fā)揮著非常重要的作用。核磁共振相比于其他醫(yī)療成像設(shè)備對于體內(nèi)軟組織的清晰度更高，還能夠減少使用對比劑，降低對患者的傷害。而一些只能通過對比劑提升成像清晰性的設(shè)備對于心臟及血管結(jié)構(gòu)的展示雖然較好，但是由于對人體存在一定損害也讓大部分患者減少了對其的選擇。磁共振設(shè)備在臨床中的使用主要以各個臟器、頭部及頸部為主，而針對一些中樞神經(jīng)和其他周圍系統(tǒng)病變的檢查也有奇效。目前，磁共振對于腫瘤和腦梗死病變的診斷效果更為顯著。

1.西門子1.5T磁共振水冷系統(tǒng)的工作原理

西門子1.5T磁共振其水冷系統(tǒng)主要基于液氮為制冷物質(zhì)，通過液氮為超導(dǎo)線圈建立較為舒適的超導(dǎo)環(huán)境，從而維護設(shè)備正常運行[1,2]。其中超導(dǎo)環(huán)境需要維持在4.2K，-269°C，所以磁共振可以借助真空將熱度隔絕，但是因為其結(jié)構(gòu)可以支撐多種因素，無法將熱度徹底隔絕，因此在這種情況下液氮會借助蒸發(fā)的形式將熱量導(dǎo)出，最后保持設(shè)備內(nèi)部仍維持在4.2K，-269°C的程度[3,4]。為了進一步降低液氮的蒸發(fā)速度，需要在磁共振內(nèi)部設(shè)置制冷系統(tǒng)，從而加速降溫，減少液氮蒸發(fā)。本次研究以西門子1.5T磁共振為研究對象，西門子1.5T磁共振水冷機組的產(chǎn)地為意大利，而壓縮機的產(chǎn)地則為德國[5,6]。作為制冷部分，冷頭作為主要制冷環(huán)節(jié)，可以為西門子1.5T磁共振提供低溫環(huán)境，屬于膨脹機。能夠為磁共振提供20K或77K的低溫，這對于西門子1.5T磁共振的運行至關(guān)重要。冷頭可以通過壓縮高純度氦氣來膨脹，從而將周圍熱度帶走，經(jīng)過壓縮之后的高純度氦氣能夠帶走大部分的熱量，借助兩級缸套斷面的線圈可以將低溫傳輸至西門子1.5T磁共振周圍的兩級屏蔽端，以此為主要結(jié)構(gòu)進行導(dǎo)熱[7,8]。而冷頭的主要材料為絲綢膠木，在兩級缸套周圍的銅丸鉛丸可以作為蓄冷填料。西門子1.5T磁共振內(nèi)部壓縮機主要通過為冷頭提供高壓氦氣為主，因為從冷頭所返回的氦氣會受到提升壓力，因此這時可以與水冷機組內(nèi)部的冷卻水相結(jié)合，產(chǎn)生熱交換，在這種情況下濾油過后即可將高壓氦氣輸送去冷頭，建立新型氦氣循環(huán)過程。西門子1.5T磁共振內(nèi)部的水冷機組與空調(diào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)相類似，都是借助熱交換器為壓縮機提供低溫冷水，借助冷水機組，壓縮機和冷頭在不停作業(yè)的過程中可以為磁共振持續(xù)提供能量，進而實現(xiàn)降低液氮蒸發(fā)速度的效果。

2.西門子1.5T磁共振水冷系統(tǒng)的維護原理及院內(nèi)設(shè)備概述

2.1 西門子1.5T磁共振水冷系統(tǒng)的維護原理

磁共振在運行的過程中，其水冷機組、壓縮機和冷頭在持續(xù)運行，對于這些部分的消耗較大。其中冷頭的使用壽命為1～2年，壓縮機內(nèi)部吸附器的使用壽命為1000h左右，冷頭內(nèi)部包括活塞、旋轉(zhuǎn)閥等零部件會隨著時間的延長而磨損，需及時更換[9,10]。因此在磁共振設(shè)備運行的過程中，需要檢修人員觀察零部件的損耗，若零部件損耗過大，則會出現(xiàn)一系列故障，產(chǎn)生氣密性較差、冷卻效果下降，制冷機無法制冷等情況，嚴重影響工作效率。此外，為了避免填料松漏還應(yīng)該避免超使用期限使用，情況嚴重的話還會使活塞卡死在缸套內(nèi)部，使其徹底報廢。作為過濾氦氣的主要部分，吸附器的質(zhì)量好壞與冷頭的使用壽命有著直接聯(lián)系，其主要原因是由于壓縮機在壓縮氦氣之后其中存在一定的油霧，在油濾器過濾掉大部分之后，剩下的主要借助吸附器將其吸附出去。但吸附器飽和程度有限，無法持續(xù)吸附，一段時間后，吸附器失去作用，就會導(dǎo)致油霧跟隨氦氣進入管道內(nèi)部，從而污染管道，進入冷頭內(nèi)部增加活塞磨損。水冷機組循環(huán)水管也會因為持續(xù)使用被腐蝕，導(dǎo)致水流不暢，影響制冷效果。

2.2 本院磁共振設(shè)備概述

本院所購入的德國西門子MAGNETOM Sola1.5T 磁共振成像系統(tǒng)（型號：MAGNETOM Sola；國械注準：20203060801；注冊地址：深圳市南山區(qū)高新區(qū)高新中二道西門子磁共振園；生產(chǎn)地址：深圳市寶安區(qū)石巖街道塘頭社區(qū)駿業(yè)路江峽物流園A2棟1樓、2樓，B8棟1樓）主要包括磁體、射頻單元、梯度單元、圖像處理、計算機和制冷系統(tǒng)。不同的部分都有著其重要作用，作為非常精細的設(shè)備構(gòu)成，西門子1.5T磁共振對所處環(huán)境的要求較高，不但需要周圍環(huán)境濕度保持在標準范圍內(nèi)，而且還需對設(shè)備進行日常精密的維護，以盡可能延長西門子1.5T磁共振的使用壽命。該設(shè)備在使用9年后出現(xiàn)了一系列故障，主要包括線圈故障及磁共振外圍設(shè)備故障。其中線圈故障主要是因為設(shè)備的使用年限較長，難免出現(xiàn)一系列小故障，內(nèi)部線路損耗較高，存在掃描成像不清晰的情況。線圈故障需要尋找專業(yè)維修團隊前來維修，因此在維修作業(yè)的過程中不但會影響醫(yī)院內(nèi)部的診斷效率，也會延誤患者診斷時機。而西門子1.5T磁共振外部故障主要集中在水冷。比如室外水冷系統(tǒng)會因為內(nèi)部主板問題導(dǎo)致溫度升高而短路，影響磁共振運行，甚至出現(xiàn)停機的狀況。不但延誤了患者就醫(yī)進程，還會增加醫(yī)患矛盾，存在消極影響。因而為了更好地降低患者使用過程中產(chǎn)生的問題，需要維修人員進一步分析問題根源才能有效維修。

3.西門子1.5T磁共振故障案例分析

3.1 水冷系統(tǒng)故障1

磁共振無法掃描患者設(shè)備報錯“RF Power Amplifier error.Temperature of the RFPA too high.”警告顯示“Primary water temperature out of limits.”

該故障主要是因為水溫過高，存在水冷故障。操作人員在對室外水冷系統(tǒng)進行檢查后，可以看到室外水冷機上方的屏幕存在報錯，見圖1。不間斷重按報警鍵就會讓小屏幕顯示相應(yīng)報錯代碼，本次報錯代碼為A006，隨后操作應(yīng)按照書本鍵、下翻頁、回車鍵，觀察到進水溫度EUIN為40°C，產(chǎn)生了高溫告警。這時，操作人員應(yīng)持續(xù)不松動按報警鍵超過5s，若報警能夠自動消除那么則等到水溫自動降低后可以自行啟動，保持室外水冷機的運行。若在持續(xù)不松動按報警鍵5s以上無法將報警消除，那么這時需要尋找兩個壓縮機中間位置的另一個按鈕，在按下這個紅色按鈕后將按鈕復(fù)位，從而重啟壓縮機。但是重啟后幾秒壓縮機斷電，小屏幕仍顯示A006報錯，因此這時需深入查找故障問題。兩個壓縮機中間的按鈕在是復(fù)位按鈕，壓縮機在啟動的時候，操作人員發(fā)現(xiàn)四個風(fēng)扇運轉(zhuǎn)都無問題，并使用測電筆對空氣開關(guān)輸出進行測試，結(jié)果顯示電壓正常，繼電器輸出電壓正常，表示壓縮機供電無故障。因此目前可知有可能是室外水冷機周圍存在大量灰塵導(dǎo)致無法有效接觸進而斷電。隨后操作人員將水冷機周圍灰塵清除，啟動室外水冷機，水溫不斷降低，故障修復(fù)。

圖1 .室外水冷機屏幕

3.2 水冷系統(tǒng)故障2

磁共振設(shè)備無法掃描患者，顯示警告：Primary water temperature out of limits.Total flow too low.針對這個故障警告顯示內(nèi)容可知，目前水流量較低，因此操作人員需對磁共振設(shè)備內(nèi)部的流量情況進行檢查，檢查后發(fā)現(xiàn)流量計中的浮子上端保持在60，較低，與標準浮子（80～100）有一定差距。這時可以通過快速補水將水冷機及室內(nèi)水箱內(nèi)加滿水。操作人員需首先將水箱蓋子打開，隨后打開閥門1-2號，關(guān)閉4號閥門，打開5號閥門，將自來水管道接通，在空氣完全從水箱內(nèi)排出后，水就會逐漸上涌，若出現(xiàn)冒泡則表示水已經(jīng)加夠，即可關(guān)閉進水管，關(guān)閉五號閥門，將水箱蓋子蓋好，見圖2。

圖2 .水循環(huán)管道

這時可以觀察水冷系統(tǒng)室外水冷機的報錯信息，信息顯示報錯代碼為A051和A003。其中第一個報錯代碼表示需要保養(yǎng)，這一報錯代碼不會使設(shè)備停機無法運行，而二號代碼則表示水流量較低。在將水流量改善為標準范圍后，需按住該按鈕保持5s以上，該報警仍沒有解除，因此需尋找其他問題。在檢查多個部分之后，操作人員發(fā)現(xiàn)風(fēng)機運行過程中存在較多灰塵，因此將其周圍灰塵清除。而后觀察到水冷機管道斷裂，因此可以得知由于管道斷裂導(dǎo)致水冷系統(tǒng)無法降溫，出現(xiàn)了此次故障。在發(fā)現(xiàn)故障后，操作人員首先將室外水冷機關(guān)閉，使用自來水進行循環(huán)降溫。將閥門1-2號關(guān)閉，隨后打開4-5號，將出水管路進行更換。將室外機開啟，仍存在報錯，報錯代碼為A051和A003，判斷為主板故障。主板更換需將主板郵寄過來，時間較長，為了避免磁共振設(shè)備正常運行，需要使室外水冷機運行。操作人員需將P1-P2使用一根導(dǎo)線短路，從而將告警屏蔽，維持室外水冷機的正常運行，見圖3。

圖3 .室外水冷機內(nèi)部接線器

操作結(jié)束，室外水冷機運行，水溫逐漸降低，西門子1.5T磁共振正常運行。在此期間，期間，每天都需要對壓力表指數(shù)仔細記錄，假如壓力表指針不斷擺動且指針數(shù)為0，那么則說明室外水冷機內(nèi)部存在故障，若持續(xù)運行則會導(dǎo)致零部件受損。接收到主板后應(yīng)及時更換，保證設(shè)備穩(wěn)定運行。在操作期間需要注意的問題是，在操作P1、P2短路的時候，應(yīng)保證操作人員經(jīng)驗豐富，避免出現(xiàn)誤差。雖然利用短路將室外水冷機運行起來，但是仍存在一定的隱患，隨著運行時間的增加，會因為無法監(jiān)測到報錯導(dǎo)致溫度持續(xù)升高，這時就會存在主板燒壞的風(fēng)險，造成水冷系統(tǒng)停機。

3.3 故障總結(jié)

西門子1.5T磁共振屬于各個醫(yī)院的首要診斷設(shè)備，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不但對于患者的診斷治療有著積極影響，而且還直接關(guān)系著醫(yī)院的發(fā)展，因此該設(shè)備需定期保養(yǎng)維修，避免在正常工作中產(chǎn)生故障影響患者就醫(yī)。西門子1.5T磁共振設(shè)備的正常運行與否對診斷病情的精確程度也有著一定影響，若西門子1.5T磁共振出現(xiàn)問題，那么會影響患者正常就診，且故障維修至少停機一天，對于醫(yī)療效率也有著不小的降低。而且在醫(yī)療設(shè)備故障維修期間，會造成患者流失，還會出現(xiàn)醫(yī)患糾紛。

作為西門子1.5T磁共振設(shè)備的主要外部設(shè)備，室外水冷機的工作情況與磁共振的運行有著直接聯(lián)系。文章針對兩個水冷系統(tǒng)故障展開了介紹，并分析了兩個故障的解決方法，希望能對于相關(guān)人員起到輔助作用。高溫和低流量作為水冷系統(tǒng)的主要故障，在處理這兩個報警的時候，需要借助手動復(fù)位報警及流量調(diào)節(jié)的方法進行維修。上述的兩個水冷系統(tǒng)故障，為了避免因為主板損壞延長停機時間，需要專業(yè)修理人員利用自身維修經(jīng)驗進行短路，從而保證室外水冷機的暫時運行。

4.小結(jié)

綜上所述，本次研究主要針對西門子1.5T磁共振水冷系統(tǒng)工作中存在的故障展開了分析，通過兩個不同的維修案例體現(xiàn)出為了更好地保證西門子1.5T磁共振正常運行需要重點關(guān)注水冷部分，日常操作人員需注意對室外水冷機進行保養(yǎng)，并重點檢查。其中重點檢查內(nèi)容分為記錄壓力、水流量、液氮量等。操作人員需關(guān)注冷頭聲音是否正常，使冷頭始終處于正常工作中。操作人員需對室外水冷機定期檢查，觀察室外水冷機周圍散熱器及灰塵，按時清除。觀察小屏幕狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)報警，則需及時對故障進行處理，避免故障修理延誤造成主板損壞。觀察報警燈、進出水溫、高低壓。對室內(nèi)氦上方過濾網(wǎng)定時清理，避免流量數(shù)值低于或超出正常范圍。