超導核磁共振冷卻系統的故障分析及維護保養

王繼斌

摘 要：在應用超導核磁共振設備時，其內部的冷卻系統可以發揮出重要作用，很多現代醫院都已經應用了這種先進醫療儀器，主要被應用到影像檢查環節之中，由于使用頻率增加，因此這種核磁共振設備會有一定概率出現故障，而當其冷卻系出現故障之后，就不能將合理的冷卻環境提供給醫療人員，本文根據對超導型核磁共振系統的了解，對其冷卻系統經常會出現的故障以及保養維護方法進行研究。

關鍵詞：超導核磁共振設備；冷卻系統；故障；維護方法；保養方法

在有影像檢查需求時，很多醫院都會用超導型的核磁共振設備來代替原有的影響檢查設備來給患者提供影像檢查服務，為了確保設備可以具有相對較好的梯度線圈以及超導性，設備需要在一個具有超低溫特點的冷卻環境之中運行，由于核磁共設備在降溫過程中會形成極多的熱量，如果沒有通過合理的方法來將這部分熱量導出，本文對該種影像檢查設備內置冷卻系統之中的常見故障以及保養維護工作展開研究。

1 冷卻系統概述

當前各大醫院使用新型超導核磁共振設備的內部冷卻系統極為重要，其存在的形式為三級聯冷，包括冷頭、氦冷以及水冷，每一層級的冷卻系統都發揮著不同的作用，其中冷頭主要可以輔助輸送液氦，借助熱力學原理就可以明確冷頭的運行情況，在將降低冷屏的溫度來實現系統冷卻需要；水冷系統的作用有所不同，一方面可以將此題線圈裝置在降溫時生成的熱量直接導出，同時也可以導出梯度線圈在運行時產生的熱量。

冷頭的冷卻需通過3個閉環循環完成，并通過熱交換器連接。冷火、氦壓機24h不間斷工作，導出給磁體線圈冷卻產生的熱量。冷水循環系統通過熱交換器將氦循環系統的熱量導出，從而實現對氦壓機的冷卻，最大限度減少液氦的揮發。氰利昂循環系統通過熱交換器，將冷水循環系統的熱量導出，并通過冷凝器將熱量導出至室外，從實現對水冷系統的冷卻。

2 常見故障

2.1 常見故障分析

如果水冷設備以及其機組在被應用時，其內部的雜物與灰塵沒有被及時清理，水冷設備降溫效果就會被削弱，處于北方的地區核磁共振還比較容易在春季受到柳絮的影響而出現故障，一旦水冷機不能維持原有的制冷效果，冷頭裝置也不會繼續運行。循環水量不足也是對冷卻系統影響比較大的問題之一，冷卻系統之所以會出現這種問題，主要是因為在使用核磁共振設備之后，并沒有將水循環管道系統之中的氣泡排空，同時之后的滴漏跑冒問題也會影響到水循環系統的正常運行，循環水量會出現嚴重的不足。

如果核磁共振設備所在的機房環境不合適，存在溫濕度不當這一類的問題時，設備內部與冷卻系統相關的部件也會出現故障，當溫度的波動幅度變大之后，電路板以及磁體均會出現凝露情況，對于這種問題，技術人員必須要控制好濕度，避免濕度過高的問題長期存在。

2.2 具體故障問題分析

掃描頸部AX T2序列時多次報gradient power supply error，其他部位序列掃描都正常。故障分析：掃描測試頸部AX T2序列，復制掃描三次該序列后，系統報錯，X LOOP error和X1 temperature error；掃描測試其他序列，復制掃描SG T1序列四次后，系統也會報錯，Z1 temperature error。根據上述情況判斷，應該是梯度放大器的冷卻水流量不夠，從而導致梯度放大器溫度過高，因而報錯。于是檢查冷水機的出水壓，顯示正常，查看梯度線圈進出水壓力，有點偏小，再查看梯度放大器過濾器，發現已經很臟了，基本可以確定是由于過濾器太臟，導致梯度線圈冷卻水流量偏小，多次掃描頸部AX T2序列時導致梯度放大器溫度過高報錯。拆下過濾器，用高壓水沖洗后裝上開機，各個序列連續掃描半小時，系統都正常，沒有溫度報錯，這便說明故障已解除。通過此次故障處理，我們意識到，在以后冷水機增加循環水的時候最好要加蒸餾水，減少管路及過濾器堵塞，同時在巡檢的時候查看過濾器的清潔情況及各個水壓表的壓力是否正常情況，并一一做好記錄。

開機不能ready，報錯flow switch提示cooling water stop。故障分析：根據提示信息查看冷水機的供水情況，發現良好；再查看flow switch（流量開關）是否正常。測出流量開關輸出端電阻無窮大，有直流電壓12V，但是正常情況下輸出端應該是導通狀態，測不到電壓的，所以，懷疑是流量開關出現故障。在關閉和開啟冷水機情況下，測量flow switch（流量開關）輸出端始終是斷開狀態，因此確定流量開關有問題，需要重新更換流量開關。考慮到核磁共振每天檢查的患者很多，而且需要預約，而申請更換流量開關又需要一段時間，為了不影響患者檢查，在保證冷水機正常工作的情況下，短接flow switch（流量開關）信號，開機能ready，連續掃描30分鐘，梯度線圈OLP溫度在20℃至24℃正常變化范圍內，這樣就暫時解決了問題。等到新的flow switch（流量開關）到貨，更換后，機器能夠正常掃描，問題就徹底解決了。

核磁共振作為大型儀器越來越多的應用于患者的檢查，只要我們維護保養做到位，并且一一做好各個數據的記錄，認真總結分析，這樣就能降低設備的故障率。

3 維護保養方法

負責保養核磁共振設備的工作人員需要通過以下行為來對其冷卻系統進行保持。維護人員針對已經投入使用的核磁共振設備需要進行每日檢查，在檢查時需要對以下數據進行重點盤查，包括核磁水循環體系在進出活動之中的壓力值、設備溫濕度以液態氦的可用量。在考察這一類設備數據時，要將設備在不同狀態之下的各類數據記錄清楚，在處置故障問題與設備報警情況時，也要將處理情況記錄清楚。對于故障進行細致分析，可以給以后的核磁共振檢修工作提供工作重點，也可以使設備排查工作更為便捷。為了在維護工作中確保為冷卻系統的完整性，設備人員必須要清理好水冷機以及其所在的設備機組。散熱鰭片經常會存在堵塞的情況，因此保持散熱鰭片的順暢度，在清理機組時，可以通過壓縮空氣以及水流等方法進行清理，使水冷設備可以始終保持良好的散熱狀態，減少冷頭停機的不良問題。

4 結束語

本文先對這種冷卻系統的主要工作流程進行了研究，又通過實際的故障問題來對維修方法進行了分析，最后還給出了保養維護工作的注意事項。核磁共振設備具有極高的應用價值，一旦出現故障無法被使用就會給醫院帶來極大的損失，因此針對這種設備開設的日常檢查工作是不可缺少的，檢查人員除了需要在核磁共振設備出現系統性故障時，積極進行檢查之外，還要將設備維護工作做好，精選記錄方式，以此來給后續系統維護工作提供科學參考。面對不斷被更新的核磁共振設備，維護與故障維修方法也需要被積極改進。

參考文獻

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