西門子1.5T磁共振成像系統的故障分析與維修解決方案

張 毅 王立艷 賈衛偉 孟玉蓮 蘇根元

磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)系統是大型醫學影像檢查設備，即能顯示組織形態學結構，又能顯示器官功能及原子核水平的生化信息[1]。MRI系統主要由磁場系統、射頻系統、圖像重建系統及控制系統組成，其結構復雜，故障率高。針對西苑醫院西門子Novus 1.5T型磁共振發生的維修案例進行回顧性分析，以供同行參考[2]。

1 掃描故障

1.1 故障現象

掃描時報錯。射頻放大器(radio frequency power amplifier，RFPA)was switched off，重啟后在系統管理中發現射頻劑量限制器(power absorption limiter，PAL)紅色報錯，Log日志如圖1所示。

圖1 射頻劑量限制器報錯日志界面圖

1.2 故障分析與維修

由圖1判斷為PAL故障[3]。當第一次報錯時RFPA為關機，查看RFPA狀態燈一切正常，且當射頻回路出現問題時，PAL首先會將RFPA切換到關機狀態，因此排除RFPA故障[4]。射頻回路需進一步排除，先從RFPA檢查，由設備間到磁體間逐項做TestTool。在第一項RFPA檢測時即出現問題，測試結果發現射頻反射異常，在低電壓時幾乎所有發射的射頻均會反射，且隨著電壓升高，一部分射頻會反射，但反射值依舊較高(如圖2所示)，由此現象判斷符合射頻發射回路斷路[5]。

圖2 射頻反射曲線圖

通過上述檢測，判斷是否為射頻切換電路(transmit antenna selector，TAS)故障。在做RFPA時觀察到TAS上Ub、S1和S2三個燈可正常切換，但有延時報錯。考慮其內部一路是否開路，需拆開進一步檢查，TAS切換電路如圖3所示。

圖3 TAS切換電路圖

檢查發現內部BC一路接觸片已燒壞，呈開路狀態，故障原因為發射回路的開路導致PAL報錯(如圖4所示)。

圖4 TAS內部結構圖

將TAS更換，故障依舊。進一步分析認為TAS燒壞只是故障現象，其根本故障依舊在回路上，懷疑回路中存在接觸不良導致脈沖不穩定使TAS燒壞。從RFPA射頻發射線開始檢查每一個接頭，發現在機柜頂部射頻線連接處有一接頭的螺絲與螺帽接觸角度有偏差[6-7]。經處理重新連接后，reboot設備發現故障消失，重做TestTool其發射與反射值均正常，故障排除。

2 床體故障

2.1 故障現象

無法降床。病床在Home位置時不報錯，在Z軸方向上可正常移動病床，一旦發出降病床指令，磁體外殼顯示報錯“Error 75”，按控制板上Patient table IN and OUT可解除錯誤信息。

2.2 故障分析與維修

查看故障日志顯示患者檢查床錯誤，檢測到垂直電機A相短路，重置檢查床，連續按患者檢查床進出按鈕，如問題依舊存在，請聯系西門子服務。根據報錯信息參考T-DOC手冊中檢查床性能描述部分分析，故障原因主要有3種情況[8]：①床控制盒供電板A4111故障；②垂直升降電機A4311故障；③與控制病床升降有關的限位開關S21、S20、S10和S22線路及其開關是否起到作用。

先檢查電機到控制板接線是否正常，再檢測相關限位開關，當病床在不同位置時是否正常工作，經檢測得出相關限位開關均起作用，因此排除限位開關故障引起報錯的可能。檢查供電板A4111保險正常，再檢測電機供電保險F12處電壓為106 V(標準值110 V)。觀察發現LED燈H26在發出降病床指令時不亮，考慮A4111電路板從保險絲F12到交流變直流輸出至電機間存在故障，其F12和H12電路圖如圖5所示。

圖5 檢查床電子控制線路圖

通過分析可以確定，故障可能出現在電機A4311和供電板A4111[9]。根據經驗判斷，因電機故障可能性較小，且更換電機耗時較長、較繁瑣。因此，先更換供電板A4111，更換后發出降床指令移動正常，故障排除。

3 小結

MRI系統結構復雜，不同設備部件故障可能引起同樣的故障[10]。因此，需要工程師熟悉掌握設備的工作原理，對故障現象建立清晰的分析思路，做到逐步排查，及時明確故障范圍并排除故障，才能提高大型醫療設備開機率，保障設備良好的運行。