1.5 T核磁共振成像系統失超故障處理及整改總結

李桂明，王永勝，肖翔，朱建波

廣州市番禺區中心醫院 設備科，廣州市，511400

0 引言

磁共振成像系統主要由超導磁體、計算機、冷卻系統、自控系統、射頻系統以及梯度電源組成。失超是指超導磁體由于某種原因使得磁體內部超導條件被破壞，儲存在線圈里面的大電流，在形成電阻的地方迅速轉化成熱量，并使磁體里面的液氦大量蒸發的過程。從發生失超到修復故障約需消耗近三千升液氦，故障維修過程的液氦配件及技術人工成本，以及失超造成的較長時間停機下的運營收益中斷，將對醫療機構造成巨大損失。現分享一例磁共振成像系統失超故障及處理案例如下。

1 故障現象

醫院一臺某品牌1.5 T Avanto磁共振成像系統于2019年5月15日下午15：30發生失超故障，設備當時正準備進行掃描，突然傳出“砰”的聲響，掃描間內出現白色煙霧；失超管處噴出大量的液氦，持續5 min。并在隔天出現第二次噴發白色煙霧。

2 故障處理

2.1 緊急處理

（1）緊急撤離患者，同時要求所有人員立即離開磁體間[1]，并安排其他等候者到安全區域。

（2）科室主任通知院領導及相關職能科室，隨后醫學工程人員、安保人員、電工等保障人員到達現場。安保人員立即對事故現場（機房、失超管附近的門窗）進行圍蔽處理，控制人員進入，避免噴發的超低溫液氦凍傷附近人群。與此同時，醫學工程人員檢查現場環境，進一步排除安全隱患。

（3）檢查過程中發現設備間的天花板和設備機柜上有積水，考慮有可能引發短路，故先斷電處理。

2.2 前期處理過程

（1）檢查發現天花板背面沒有水，說明水的來源不是天花板上方，而是地面水管。檢查冷卻水的管路，發現冷卻水泵出水口位置的PVC水管膨脹很大，并且有裂縫。冷凍水泵水管故障點，如圖1所示。由此判斷此處破裂后因水泵壓力大而引發噴水，水噴到設備控制電柜，導致失超開關短路。另外，在檢查的同時進行設備機柜表面積水的清理。

圖1 冷凍水泵水管故障點Fig.1 Failure points of chilled water pump water pipe

（2）廠家工程師到場檢修。首先，使用堵頭封堵失超管機器端的金屬膜破裂，避免液氦進一步丟失，以及防止空氣進入磁體，從而保護磁體[2]；其次，進一步清理、吹干機柜內部各模塊的積水，期間在設備間放置2臺大功率風扇，加快吹干機柜內部的積水。次日，對機柜的各模塊零件進行逐一拆卸進行檢查，使用熱吹風吹干后，恢復液氦壓縮機和冷頭的供電[3]，查看液氦水平為31%。（3）對冷水機進行排查。排查主機故障的原因，水管其它接縫處是否存在裂縫。

2.3 后期處理

（1）經冷水機廠家工程師排查診斷，失超前曾發生冷水機故障，當時設備報A211（代表高壓保護）、A006（水溫超過30度報錯）[4]；通過更換主板、水泵水管、重新包保溫以及進行測試后正常運行。

（2）17日18：30失超管再次噴出大量的白色煙霧，液氦汽化通過失超管排到室外[5]。工程師再次檢查液氦水平，得到數據為7%，但升壓過程數據始終不變，懷疑液氦水平有可能為0，顯示7%有可能是探頭被冰塊堵塞。此時，磁體急需充裝部分液氦，維持磁體的低溫狀態。通過多渠道，確定由醫院的醫療設備整體維保公司聯系液氮供應商運送500 L液氦到醫院進行充裝，隨后經過除冰、加液氮等操作，使液氦水平上升至27%，暫保證磁體安全。

（3）磁體靜置觀察，檢查磁體失超管、磁體表面是否凝霜，未發現異常情況。

（4）廠家工程師通過打開磁體塔頭，采用低溫攝像頭拍攝磁體采集相關照片，然后把照片發給英國磁體研發中心分析評估。結果反饋為磁體內有冰，其風險為設備勵磁、勻場、使用過程中，冰塊可能隨時撞擊線圈再次引發失超，結合其它醫院遇到的情況，建議對磁體做熱循環。

（5）醫院經反復溝通廠家，獲取了兩套方案：方案一，繼續補充液氦。進行塔頭除冰-充裝液氦-勵磁-勻場-校準[6]，需時4 d；方案二：磁體熱循環，因為涉及到工具的運送等因素，時間最快需要45 d。醫院經綜合評估磁體現狀、液氦水平、壓力、過往國內外失超出情況、再次失超概率等因素，結合自身實際情況，最終選擇采用方案一。

（6）開展勵磁。首先，由廠家工程師調運勵磁電源等工具和1 000 ML液氦到醫院。期間，考慮勵磁過程中，可能引發再次失超，故再次對失超管鄰近科室進行張貼安全警標示和安全宣傳。隨后，廠家工程師依次進行更換配件（失超管金屬膜）及D15通訊板，打開磁體外殼查漏，失超開關測試，塔頭除冰，加液氦等操作。待液氮充裝后，對磁體進行靜置觀察，在未發現其它異常的前提下進行勵磁[7]。最后，在完成勵磁的情況下，測試發現需要進行勻場并執行相應操作（如果磁場均勻性沒問題，可不進行該操作，而通過機器測試即可）。

3 總結及經驗討論

3.1 損失巨大

首先，造成的經濟損失巨大。失超后，要重新充裝約2 000 L液氦，市場單價約300元/L，即總費用約60萬元；失超后要進行檢測、除冰、勵磁、勻場等一系列專業操作，期間產生的配件及技術服務費用合計約100萬元。其次，對醫院業務的正常運行也造成相當大的影響。整個維修過程約為15 d，平均每天的檢查量約為130例，即約有2 000例病人需通過其他途徑接受診療服務，增加了病人在時間及精力消耗上的負擔。此外，由于沒有進行熱循環的處理方案，磁體內部并未徹底除冰，設備仍有再次失超并產生各種損失的風險[8]。

3.2 事故原因及反映的問題

經研究，當水冷機發生故障，維保公司未能及時有效地排除故障，并且切換自來水冷卻時操作不到位，導致水冷機室內水泵水管破裂，引發噴水導致失超開關短路，最終造成失超事故。事故說明第三方醫療設備整體維保單位在大型醫用設備維保方面的專業能力有所欠缺，出現故障后的處理及做法欠缺專業性，未能及時有效地把重大事故遏止在萌芽階段。另外，在零配件質量方面較難保證，維修中曾計劃使用厚度較原廠相比差了一半的PVC水管，其能承受的壓力不足，存在很大風險。

3.3 整改措施

（1）磁共振成像系統設備間水源部分進行圍蔽隔斷處理。為避免再次發生此類事件，采用隔板從天花板至地上把冷卻水箱、水泵、水管部分進行圍蔽隔斷，同時在隔離板中開設小門，方便操作以及觀察流量、壓力等。

（2）規范化一級維護，要求每日記錄設備運行關鍵數據，其內容包含液氦剩余量、設備磁體間溫濕度、氦壓機壓力值以及核磁水循環系統進出壓力值[9]（見表1）。另外，調整醫療設備整體維保公司每日巡視的內容，防范故障的發生，要求詳細記錄每次報警或故障處置信息，并且定期巡視和清理水冷機精密空調室外機[10]，相關記錄由科室管理人員質控。

表1 MRI設備參數登記表Tab.1 MRI equipment parameter registration form

（3）加強對科室使用人員以及醫療設備整體維保公司人員的自來水循環的操作培訓。當水冷機故障時，需要切換自來水循環冷卻，首先關閉給水冷機供水的水泵供電，關閉連接水冷水機和水箱之間的管道閥門。關閉1號和2號閥門，打開3號和4號閥門，其他的閥門狀態保持不變，即可啟動自來水循環給液氦壓縮機和梯度線圈降溫（如圖2所示）[11]。

圖2 自來水循環閥門狀態示意圖Fig.2 State diagram of tap water circulating valve

（4）實行機房的實時監控。通過在機房安裝攝像頭，使技術人員能夠實時監控到整個機房的現場情況，當有意外事件發生時，能及時發現問題、解決問題。

（5）加強科室宣教。若發生失超，檢查室會出現“砰”的響聲，并且磁體上方會出現白色煙霧，同時失超管處持續噴出煙霧。科室應制定失超的應急處置措施流程并全員知曉，同時做好“液氦可引起凍傷，本身無直接毒性，但可能造成窒息；氦氣為惰性氣體，無色無味無嗅氣體，屬于不燃氣體，該物質對環境無危害[12]；氦氣在普通大氣壓下無毒，濃度超標（50%以上）對人體有害”等常規認知的宣教。

（6）磁共振成像系統出現失超情況時，需及時與液氮供貨商聯系，對接確定到貨時間、可供給量、充裝工具、充裝人員等問題，以及商務流程的問題，且液氦完成罐體的充裝后，需要靜置24 h后才能運送[13]。而此期間，磁體的情況比較難掌控，因此要提前做好上述各項工作，盡快完成上述各環節的工作，以便更好地銜接維修。

3.4 磁共振成像系統及機房建設、維修注意事項

（1）由于涉及到高壓的水管道，因此在設備機房裝修設計時，應盡可能實現水、電氣元件柜隔離。

（2）機房設備進水后電氣設備的搶修辦法。進水的控制柜、設備盡快通風干燥，并在吹干的過程中，要對周邊的電路板做好保護措施，以免吹出的水四處飛濺。設備重新投入運行前，應全面拆解、擦拭，使用熱風吹烘，確保絕緣值達標后方能投入運行。電路上存在水氣可能導致嚴重后果，因此必須認真細致開展干燥工作。

（3）失超管要設計合理。失超管是超導磁體不何缺少的一部分，它匯集了磁體的所有氣體揮發管口，一旦失超，磁體內近2 000 L液氦全部揮發成氦氣（每升液氦可氣化為1.25 m3氦氣）將從失超管噴出[14]，如果不能將其恰當地排出掃描間，將會對病人造成極大的傷害。故失超管要盡可能直通向安全的室外，并且失超管室外出口需防止雨水、老鼠等異物進入。失超管出口需比房頂高出0.9 m，墻出口的失超管出口需比地面高出3.66 m。失超管室外出口長6.1 m，寬4.6 m的范圍內需設置為限制區域，設置警示牌限制人員進入，且不能有空調進風口[15]。如果失超管設計尺寸不足、輔助路徑不合理、甚至堵塞，磁體內部壓力快速增高而被損壞的可能性將增大。