MRI射頻系統故障檢修與分析

姬 軍 王 丹

MRI射頻系統故障檢修與分析

姬 軍①王 丹①

掌握核磁共振儀射頻系統的最佳維修方法，結合電路圖進行電路分析，縮小故障范圍，查出故障部件，進行更換并快速修復。

射頻系統；相控陣技術；射頻高壓電源；前置放大器

[First-author's address] The 305 Hospital of People’s Liberation Army, Beijing 100017, China.

1 射頻(radio freguency，RF)系統

RF系統主要由譜儀柜(包括MR控制機、射頻發射機、射頻接收機等)、射頻功率放大器及RF線圈組成。目前基本上采用全數字化RF發射、接收技術，高速多通道的A心變換器，內置于線圈內的低噪聲前置放大器，相控陣技術及大功率RF功率放大器。其作用是控制發射RF脈沖和接收MR信號。工作過程是MR控制機接收主計算機發出的掃描脈沖序列指令，產生高穩定的射頻脈沖經RF發射機送給射頻功率放大器放大后由RF線圈發射出去，同時通過RF接收線圈接收MR信號并經RF接收機數字化轉換處理后送入主計算機[1]。本文以SIEMENS Impact 1.0TMR核磁共振儀射頻故障為例討論其維修方法。

2 故障維修

MRI故障常見于射頻部分，維修過程較為單純，通常判斷準確后更換某一個元件或某一塊電路板問題即可解決，而下面討論的故障則較為復雜，提示今后維修時應全方位的考慮問題。

2.1 故障現象

開機便提示：RFPA not prepare，不能掃描。

2.2 故障檢修及分析

首先檢查射頻高壓電源(HVPS)，HVPS上的管電壓10 kV、1.5 kV紅綠指示燈均亮，D4板(PSCU板)上的reset紅燈一直不滅，此指示燈說明可能沒有燈絲電壓。取下F1(15 A延時保險管)測量，發現已燒壞，且外石英管已碎裂，說明過電流十分嚴重[2]。更換新的F1，故障現象依舊，但F1沒再燒斷，測量RFPA(射頻功率放大)上D3板X4、X5之間電壓為0(正常情況下應為7.5 V燈絲電壓)，且球管的燈絲不亮；初步判斷UFIL板(燈絲電壓板)或球管有問題。

斷電后斷開HVPS和RFPA，接service plug，開HVPS，且拔下接PSCU板上的FIL-MEG光纜，用手電光照射PSCU板FIL-MEG插座[3]，此時reset紅燈滅，10 kV、1.5 kV紅色指示燈依次滅；PSCU板上3個綠色指示燈亮，HVPS處于正常狀態，由此可判斷HVPS無問題。此時拔下PSCU板上ready光纜，可見光纜座發紅光，由此推斷PSCU板完好[4]。

打開RFPA頂蓋，取下球管后通電測試燈絲電壓仍然為0，判斷球管未損壞。斷開D3板上X9，即斷開D1板并測量X9、X10之間電壓，即燈絲電壓，仍為0，可排除D1板有故障。

通電時用手電光照射D2板J1，測量D2板X7、X9之間電壓，可由3.9 V變為2.3 V，說明控制柵極電壓的D2板應完好[5]。

測量D3板上給UFIL板供電的X2.18與X2.30之間電壓為36 V左右，此電壓正確，但X9、X10之間無7.5 V輸出，可以肯定UFIL板有問題；拆下UHL板檢查發現V113、V209、V115都已擊穿，V113(MR752)為一個6 A、200 V的快速恢復整流管，如市場沒有可用一個16 A、200 V的快復管替換。V209(BZV86-1V4)為0.4 W、1.4 V穩壓二極管，V115(ZPD11ITT)未找到替換元件，可用一塊新UFIL板[6]。裝上新UFIL板后通電，此時球管燈絲亮，且測量燈絲電壓為7.5 V，但是故障現象依舊，PSCU板上reset紅燈仍然不滅。檢查D2板上J2(T1523)不亮，故往PSCU板上FIL-MEG未送來光電信號，HVPS仍不能正常送高壓。

檢修發現D2板上J2已壞，從舊D2板上取下J2換上后再通電，FIL-MEG光信號正常，但PSCU板上reset紅燈仍然不滅。

進一步分析圖紙發現，要使HVPS正常上高壓需要同時具備燈絲信號、PALl信號及INTL信號；而INTL信號是從E11板(DRIVER板)通過RFPA的X4.5、X4.6送往PSCU板。打開RFPA頂蓋檢查E11板后發現，其綠色指示燈不亮，說明E11也有問題，拆下E11板后V23127-B0002-A201的繼電器已燒斷，在網上查到其為一個12 V繼電器，由于市場上無法買到插腳位置與其一樣的12 V繼電器，因此以E11板代替。

從一連串板子的問題分析，懷疑D3板出現問題，因為UFIL板和E11板都由D3板供電，檢查發現D3板上N1(78H05)已壞，給球管記時器的電壓為0，故記時器不走，訂購一塊新D3板[7]。

當K11(DRIVER)板與D3板到貨后先裝上E11板，給RFPA通220 V交流電后，E11板上綠色指示燈亮；接上HVPS后開機，D3板位置發出“叭”的響聲，于是便馬上關掉HVPS；檢查新換的UHL板、E11板及D2板均好；將原有D3板拆下與新的D3板對照，發現V2整流塊不好；安上新D3板后再接上HVPS通電，一切正常。

3 結論

此次故障一次壞了4塊電路板比較少見，究其原因應該是由于D3板有問題而引起，最后，調節D2板上R2，將柵極電壓以及管電流調整好，又做了RF character曲線，至此，機器恢復正常使用，各個線圈做水模測試，性噪比均超過標準要求[8]。

RF系統的故障是MRI中常見的故障，因此在維修時要注重相互之間的關聯分析，同時要對照技術圖紙認真分析，然后進行維修會收到良好的效果[9-10]。

[1]蔣東平,何賢國,何燕,等.西門子磁共振射頻系統原理與故障分析[J].中國醫學裝備,2011,8(9):69－72.

[2]萬國平,楊建輝,洪偉,等.核磁共振梯度功放故障檢修1例[J].醫療衛生裝備,2011,32(1):57-59.

[3]徐躍.醫學影像設備學[M].北京:人民衛生出版社,2005.

[4]鄭培源.電子電路及電子器件[M].北京:高等教育出版社,2000.

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[8]張坤毅.醫用核磁共振機(MRI)故障檢修五例[J].中國醫療器械雜志,2009,33(1):121－123.

[9]田建廣.生物核磁共振[M].上海:第二軍醫大學出版社,2001.

[10]熊國欣,李立本.核磁共振成像原理[M].北京:科學出版社,2007.

MRI RF system fault diagnosis and analysis

/JI Jun, WANG Dan// China Medical Equipment,2012,9(11):98-99.

To grasp the best methods for the maintenance of the NMR RF system. According to the circuit diagram, we can analyze the circuit, reduce the scope of the faults and check the problem section for the change and fast repair.

Radio frequency system; Phased array technology; Radio frequency and high voltage power supply; Preamplifier

1672-8270(2012)11-0098-02

TH772.5

B

2012-03-23

①解放軍第305醫院醫學工程科 北京 100017

姬軍,男，(1970- ),博士，高級工程師。解放軍第305醫院醫學工程科主任，南方醫科大學生物醫學工程專業碩士研究生導師，從事醫療設備質量測控、醫學電子學、智能醫療儀器、信號檢測與處理的研究工作。