西門子Verio 3.0T磁共振成像系統氦制冷機故障分析及維修

王 毅

西門子Verio 3.0T磁共振成像系統氦制冷機故障分析及維修

王 毅①

磁共振檢查；醫學影像；磁共振成像；全景成像矩陣技術；液氦；氦制冷機

磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)將人體置于特殊的磁場中，使用無線電射頻脈沖激發人體內氫原子核，引起氫原子核共振并吸收能量。當停止射頻脈沖后，氫原子核按特定頻率發出射電信號，并將吸收能量釋放且被體外接受器收錄，經電子計算機處理而獲得圖像。由于擺脫了電離輻射對人體的損害，并具有參數多、信息量大、多方位成像及對軟組織有較高分辨力等的特點，現已廣泛應用于臨床疾病的診斷。

新疆醫科大學附屬腫瘤醫院核磁室配置的MAGNETOM Verio 3.0T MRI(德國西門子公司)，氦制冷機配置型號為F70(日本住友株式會社)，該機型采用GM型兩級4 K冷頭，最低制冷溫度可達到4 K。現就MRI基本構成及冷頭的故障維修案例進行分析，供同行參考。

1 Verio 3.0T MRI的基本構成

Verio 3.0T MRI主要由電子系統和制冷系統兩部分組成。電子系統是由計算機系統、數據采集系統、梯度及射頻四部分組成；制冷系統由氦制冷機(冷頭)、氦壓縮機、水冷機及連接管四部分組成。TrueForm為“雙通道射頻發射”，作為全景成像矩陣技術(total image matrix，Tim)的更高版本能夠克服目前超高場優勢，TrueForm技術不但對磁共振硬件(磁體、梯度以及射頻)的一系列技術革新，又涵蓋了軟件系統(數據采集和處理)。Verio 3.0T MRI整機長度為173 cm，可提升患者掃描開放度，并有效縮減5 G線范圍和安裝空間。

1.1 氦制冷機的作用

低溫制冷技術是超導技術的核心之一，當材料和高溫超導材料均在低溫環境下才可達到超導臨界點，若溫度超過臨界點，材料會因受熱相繼發生氧化，導致產生電阻并失去超導性。因此，氦制冷機在核磁共振儀器的運行中起到至關重要的作用。

1.2 冷頭的作用

冷頭作為MRI設備的核心，是高磁場強度的低溫超導磁體，線圈泡在-269 ℃液氦中實現超導，可分為4 K制冷機和10 K制冷機兩類。因考慮經濟效益等因素，4 K制冷機可將磁體蒸發出的氦氣全部液化，使磁體零消耗，已逐漸形成主流趨勢。

目前，MRI設備普遍配備GM型低溫制冷機，該制冷機結構由膨脹機(冷頭)、氦壓縮機以及連接管道組成。其冷頭結構由氣缸、冷端換熱器、高效低溫蓄冷器、熱端換熱器、閥組配氣系統以及排出器等組成。工作原理為高壓氣體在氣缸內進行換熱，再由膨脹制冷與蓄冷器進行換熱存貯冷量以及輸出冷量。MRI低溫系統由冷頭、冷水機、氦壓縮機組(GWS-70)以及連接管路組成。

2 冷頭故障案例

2.1 故障現象

冷頭正常運行時的蜂鳴聲消失。查看工作站系統工作日志，發現10 h內液氦存儲量下降約15%，且廠商工程師遠程控制告知磁體溫度上升。

2.2 故障分析及處理

故障判斷為冷頭故障，需要對其進行更換。由于磁體間磁場較高，若不退磁，可能對維修人員的安全造成威脅。首先需要進行降場后再由維修人員協助廠商工程師對冷頭進行更換，更換后再對磁場進行升場，由于液氦的揮發，需將液氦量加至與原量相等，液氦量可通過工作日志進行觀察。通過數日的觀察，液氦量未發生明顯變化，故障排除。

3 日常維護

在MRI設備操作室與掃描室禁止鋪地毯，用以防止靜電導致的掃描機硬件和電路板的損壞。在日常的工作中設備運行可能會產生有害氣體，不僅危害操作人員與患者的健康，而且使機器外露部分受到侵蝕，嚴重情況下可導致發生斷路和短路等現象，因此掃描室需要經常更換過濾網，確保設備正常運行。

4 小結

MRI設備的使用壽命與日常維護保養緊密相關，醫務人員應按照操作規程進行設備操作，及時養護并檢查液氦的剩余量，若發現液氦剩余量下降過快，應及時與相關人員進行溝通，從而確保設備與患者的安全。此外，應及時清理水冷機組，注意冷頭運行的蜂鳴聲，在日常設備運行中，關注各組件運行狀態，做好工作紀錄，發生故障及時檢修，無法解決時應及時與廠商工程師溝通，第一時間排除故障，確保設備正常使用，從而提高設備使用效率。

[1]陳為國.淺談MRI維修注意事項[J].中國醫療設備，2012，27(9)：158-159.

[2]崔凱，和曉京.淺析MRI常見故障現象與排除[J].中國醫學裝備，2014，11(2)：102-103.

[3]裴玉明.核磁共振的典型故障維修三例[J].影像技術，2011，23(2)：55-56.

[4]于清林.核磁共振原理及典型故障維修[J].中國醫學裝備，2009，6(2)：58-59.

[5]王洪.醫用磁共振成像設備設備技術學[M].北京：中國醫藥科技出版社，2011.

[6]楊小梅，曹亞偉.Eclipse 1.5T MRI系統冷卻控制系統故障維修4例[J].中國醫療設備，2008，23(10)：105.

1672-8270(2017)06-0176-02

R445.2

B

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.06.048

王毅,男,(1990- ),本科學歷，助理工程師。新疆醫科大學附屬腫瘤醫院醫學工程部，從事醫院設備維修相關工作。

2016-11-03

①新疆醫科大學附屬腫瘤醫院醫學工程部 新疆 烏魯木齊 830002