超導磁共振制冷系統(tǒng)維護管理探討

劉劭坤 孫宏立 田秀峰

在超導磁共振設(shè)備中, 要使磁體線圈在超導狀態(tài)下運行,需要高度真空的低溫容器；為保證超導環(huán)境的存在, 必須有一套運行良好、工作性能穩(wěn)定的冷卻系統(tǒng)；液氦是維持磁體超導狀態(tài)所用的制冷劑, 價格昂貴, 良好的冷卻系統(tǒng)能大大降低液氦的揮發(fā), 減少超導磁共振運行成本［1］。因此在日常工作當中, 做好超導磁共振制冷系統(tǒng)的維護, 具有更重要意義。本院分別于2006年和2010年購進三臺超導磁共振, 現(xiàn)就制冷系統(tǒng)維護管理方面進行如下回顧總結(jié)。

1 材料與方法

1.1 材料 超導磁共振三臺, Philips Inter 1.5T, Achieva 3.0T,西門子Magneton Trio Tim3.0T各1臺。超導磁共振儀的磁場是在超導環(huán)境中給超導線圈通電流而產(chǎn)生的［2］。超導材料的工作溫度為4.2 K(-268.8℃)。磁體雖然采用了多重真空絕熱結(jié)構(gòu), 但是由于結(jié)構(gòu)支撐及磁體材料等多種因素, 熱傳導不能完全被阻止, 所以液氦會以蒸發(fā)的形式帶出導入的熱量, 從而保證超導線圈4.2 K的工作溫度。為盡可能減少液氦蒸發(fā),在容納超導線圈的容器外又設(shè)置了20 K和77 K冷屏, 并為磁共振配備了提供降溫的制冷系統(tǒng)。超導型磁共振儀的制冷系統(tǒng)由四部分組成：液氦冷屏、冷頭、氦壓縮機和水冷機組［3］。

1.2 管理方法

1.2.1 科學管理 科室成立維護管理小組, 成員3～4名, 由技師長擔任組長, 主管技師任副組長, 有責任心的技師承擔組員, 制定完善的維護管理流程及規(guī)章制度并實施到位。

1.2.2 重點培訓 培訓分理論與實踐兩個階段, 首先科室技師長制定切實可行的培訓計劃, 就制冷系統(tǒng)維護的重要性、制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、組成、制冷原理及維護的重點及細節(jié)等理論知識做分階段授課, 并針對性地理論考核, 要求人人掌握領(lǐng)會；在此基礎(chǔ)上, 再由受過專業(yè)培訓的主管技師實體演示,采取互動式多次演習, 強調(diào)人人過關(guān)。

1.2.3 重點維護 隨著磁共振技術(shù)的提高, 梯度功率不斷增大, 梯度系統(tǒng)也由風冷散熱方式改為水冷來提高冷卻效率、降低噪音, 水冷系統(tǒng)良好運行是磁共振正常工作的重要保障。水冷機組、氦壓縮機和冷頭不停地運行, 為冷屏持續(xù)提供冷量, 保證超導線圈4.2 K的低溫工作環(huán)境, 以維持磁共振儀的超導磁場［4］。作為一種消耗品, 冷頭的使用壽命一般只有18000 h(約2年)［5］, 達到使用年限應更換, 有利于提高冷頭使用壽命, 超期使用會使填料松漏, 嚴重時有可能將活塞卡死在缸套中, 造成冷頭徹底報廢, 也可能導致磁體失超；氦壓縮機輸出的低溫高壓氦氣必須及時濾除混入的潤滑油；吸附器的好壞對冷頭工作影響很大, 應及時更換吸附器內(nèi)的活性炭；水冷機組在日常使用中發(fā)生故障較多, 保持循環(huán)管道的完好, 防止冷凍液流失和循環(huán)管路中進氣, 提高循環(huán)水的潔凈度, 同時做好水泵維護。

1.2.4 日常維護 每臺設(shè)備配一本運行記錄簿, 記錄每日的各種技術(shù)參數(shù), 由當班技師負責。磁體間溫濕度、液氦容量、氦壓縮機壓力、氦壓機水冷溫度、梯度水冷溫度等參數(shù)的正常值范圍標識在儀表附近, 發(fā)現(xiàn)異常及時處理或上報。液氦壓力設(shè)定為4 psi(1 psi=6.89476 kPa), 記錄時若壓力超出(3.8～4.2 psi)范圍則表明故障, 發(fā)現(xiàn)后及時排查解決；液氦容量應>60%, 50%是極限值, 鑒于目前液氦供應緊張的情況,要提前預定, 避免因液氦量過低引起失超；如遇意外停電,待來電后要及時打開氦壓縮機(多數(shù)氦壓縮機不能自動恢復)每月清洗水冷機的室外機組, 避免因落葉等雜物堵塞導致制冷效率降低。

1.2.5 加強監(jiān)管 每臺設(shè)備指定一名主管技師負責, 監(jiān)督檢查每日運行記錄登記和設(shè)備正確操作；科室維護管理小組應加強監(jiān)督, 定期檢查各設(shè)備運行狀況, 及時發(fā)現(xiàn)問題, 及時督促負責人認真做好維護, 以排除隱患。

2 結(jié)果

本院2006、2010年分別引進1.5T超導磁共振和兩臺3.0T超導磁共振, 7年多來制冷系統(tǒng)從未出現(xiàn)意外故障, 明顯降低超導磁共振的故障率, 有力保障大型設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。

3 小結(jié)

做好超導磁共振制冷系統(tǒng)日常維護管理, 明顯降低超導磁共振的故障率, 提高了開機率, 為醫(yī)院節(jié)省大量開支, 值得臨床借鑒應用。

［1］侯剛.1.5T超導磁共振制冷系統(tǒng)的工作原理及日常維護.醫(yī)療裝備, 2012, 25(2):56-58.

［2］楊博.超導磁共振設(shè)備的安全維護與保養(yǎng).中國醫(yī)療設(shè)備,2011, 26(3):126.

［3］顧亞軍.淺談醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備的維護保養(yǎng)與巡修檢修管理.中國實用醫(yī)藥, 2014, 9(6):261-262.

［4］王輝林, 黃昌永, 馬彪, 等.超導核磁共振水冷系統(tǒng)的工作原理及維護保養(yǎng).中國醫(yī)療設(shè)備, 2012 (01):25.

［5］李曉強.超導磁共振低溫制冷系統(tǒng)的原理及維護.中國醫(yī)學裝備, 2009, 6(4):49-50.