磁共振成像系統失超故障的分析與處理

劉 宸

（濟南市章丘區中醫醫院，山東濟南 250200）

0 引言

以1.5T 磁共振成像系統為例，該設備主要由磁體、射頻場線圈、梯度場線圈、中控系統以及成像系統等模塊組成，是現階段醫學領域中較為先進的影像診斷設備。該設備出現失超故障的主要原因是因內部超導磁體環境被破壞，導致設備無法維持原有的超導環境，設備出現白煙和氣體泄漏聲音是出現該故障的明顯表征，而該故障信號出現的原因在于設備內部電流轉化成熱能并使液氦泄漏蒸發。一旦出現失超現象即證明需要對該設備進行全面的除冰、勵磁、勻場和加液氦等一系列調試處理過程，若處理不當導致設備完全損壞時，則醫院需要承擔數百萬元的經濟損失。因此，需要對該設備出現失超問題的原因進行徹底分析，以減少維修時間過長和維修處理不當帶來的經濟損失。

1 失超故障

以某二甲醫院的1.5T 磁共振成像系統設備的失超故障為例。了解該醫院的醫療器械工程師的故障記錄后得知，該設備的失超故障是在一次正常檢查工作中出現的，當時該設備正對患者進行腦垂體平掃加增強，當平掃環節結束之后準備打造影劑時，磁體室管理護士聽到設備發出氣體泄漏的聲音，并及時將該問題告知操作室內的技師，于是技師便進入磁體室將患者推出至等候室，此過程中磁體室與操作室之間的環境是連通的，但患者、護士和技師等人均未出現不適感，氣體泄漏聲音在持續約3 min 后逐漸消失[1]。此時設備的液氦液面顯示設備液氦存儲只有15%，經過幾分鐘的觀察顯示液氦存儲只剩7%。2020 年7 月12 日，磁共振成像系統設備失超前的各項主要數據如表1 所示，其中1 psi 等于6.896 kPa。

表1 磁共振成像系統設備檢查數據

2 故障風險

2.1 失超故障帶來的直接風險

磁共振成像系統一旦出現失超問題便會導致巨大的經濟損失。當該設備出現失超問題后便會短時間內蒸發大量液氦，以飛利浦1.5TAchieva 磁共振設備為例[2]，當設備內部液氦散失達到10%以下時，需要重新加裝約2000 L 的液氦到設備中。以上海某公司生產的液氦為例，一罐500 L、純度＞99.999%的液氦價格約為20 萬元，由此可推算出一次失超問題后單純液氦補充就需要80 萬元，再加上其他檢修工作如檢測、除冰、勵磁、勻場以及元器件更換等一系列專業操作產生的全部費用約為100 萬元[3]。除此之外，一次失超問題的檢修處理通常需要20 d，假設一個二甲醫院每天需要通過該設備對300 例病患進行檢查，則表明在該設備檢修期間有近500 名病患需要通過其他方式進行治療，對病患而言晚一天接受治療便會增加一份風險發生的概率[4]。另外，如果上述檢修環節出現一點疏漏導致設備在之后不久的運行中再次出現失超問題，則醫院將面臨成倍的經濟損失。

2.2 事故原因分析

對上述磁共振成像系統失超問題進行研究后得知，出現失超問題的主要原因是磁共振成像系統水冷機發生故障，而設備的維保公司未能在最佳補修時間內給予有效的維修，并且在對設備進行維修時因切換自來水冷卻環節中出現操作失誤的問題，造成設備下水冷機室內的水管破裂并引發噴水，從而導致磁共振成像系統出現失超事故。由該事故能夠直接證實以下3 個問題。

（1）醫院對高精醫療設備存在過度的“重視”，即因為設備的精密和貴重導致不會對設備進行定期的維修檢測，進而導致小故障逐漸演變成大事故。

（2）專業設備檢修人員的技術與責任心存在缺失現象。例如，該事故案例中如果檢修人員重視每一步維修操作，則會避免設備下水冷機室內的水管破裂，就不會引起設備的失超故障。

（3）設備更換的材料存在一定的質量差距，經事故的全方位調查后發現，磁共振成像系統下的水冷機室水管厚度與原裝相差近1/3，導致PVC 水管不能承受瞬時水錘效應帶來的壓力而造成的破裂[5]，磁共振成像設備的水冷機故障點位置如圖1 所示。

圖1 冷凍水泵水管故障點

2.3 處理措施規劃

（1）需要對磁共振成像系統設備內部的水源模塊進行隔離處理。該處理過程可利用隔板將天花板至地板進行隔離，并對設備內部的冷卻水箱、水泵以及水管等部分進行二次隔斷，同時為方便觀察需要在各設備模塊下開設小窗口，以方便對設備之后的維護操作與流量、壓力等參數觀察提供視角。

（2）時刻做好維修參數的記錄。該部分主要覆蓋設備的日常工作與檢修階段，要求設備管理人員對設備進行定期的參數記錄，并以季度或年為單位對所有參數進行對比研究，以分析出設備是否存在某些模塊的安全隱患，對可能出現故障的設備進行故障等級的規劃，以此設定相應的檢查方案，保障設備時刻運行在安全范圍區間內。

（3）做好磁共振成像系統失超故障后的應急管理預案。失超問題一旦發生便無法避免，因此需要對事后的補救處理措施進行設計，以降低失超問題給醫院與醫患帶來的影響。該部分可以通過應急設備給予解決，即通過預留在醫院內部的設備更換零件、液氦氣體以及充裝設備等實現對失超問題后的應急處理，同時在第一時間聯系供貨商對所需物品進行補給。

（4）還需要對應進行檢查的病患進行重新排號，即安排其通過其他設備進行檢查，以保證急診患者順利就醫。

3 故障處理

3.1 緊急處理

在發現失超現象的第一時間，需要緊急撤離正在進行檢測的患者與工作人員，并暫時對磁體室及直接連通的房間進行封閉隔離。同時通知醫療器械工程師，對接科室以及安保人員等進行事故處理。若設備周邊存在積水，則需要對其進行斷電處理，防止出現更大的醫療事故。

3.2 前期處理過程

（1）前期檢查應當按照從上至下、從外至內的順序進行排查，這樣能夠在短時間內鎖定失超問題出現的根本原因。同時，需要排出設備水冷系統內的水，并吸附、清理噴灑至其他元器件上的水。然后利用專業木塞封堵液氦存儲管道、避免液氦繼續流出，以該方式維持搶修環境的氦氣含量同時還可以實現保護設備磁體的目的。

（2）進一步清理設備內的積水，可用吸水巾進行主要積水的吸附，并利用大功率吹風機對整個設備進行鼓吹，直至徹底吹干設備內部殘留的積水。在明確失超問題原因之后，需要排查冷水機整個循環系統，更換不符合相關標準的材料，如設備下的石墨爆破膜（圖2）。

圖2 石墨爆破膜

3.3 后期處理

將更換下來的冷水機相關部件送至工程師處進行排查診斷，分析出磁共振成像系統下冷水機是否存在失超之外的其他故障，此時更換整個冷水機下主板、損壞元器件、水管、水泵等并進行設備的試運行，以檢測設備內部是否存在未清理干凈的冰塊。如果存在冰塊則磁共振成像系統會繼續產生大量白色煙霧，此時需要對設備進行液氦補充防止因液氦流失導致磁體失磁。通過不斷的運行檢測將設備內部的冰塊完全清理干凈，試運行的標準為補充液氦能夠保持不斷，且試運行下各功能模塊能夠正常運行且沒有白色煙霧出現。此時需要對磁體進行觀察，檢查磁體在未工作狀態下是否緩慢出現表面凝霜的現象，如果不存在則證明搶修處理工作完成、設備可以繼續投入工作，如果仍存在一定量的表面凝霜現象則需要工程師將設備上部的磁體塔頭打開，用低溫攝像頭拍攝磁體表面凝霜現象，并將照片發送給設備廠商對該現象進行評估，并以生產廠商給出的整修結果反饋進行設備維護，以降低磁共振成像系統在短時間內再次出現失超現象。

上述操作完成之后可對磁共振成像系統進行一次勵磁檢測。因為失超現象可能會導致磁共振成像系統失去一定的磁性，而該部分磁性不會被正常設備運行所監測到，因此需要由廠家工程師運用勵磁電源等工具對設備磁性進行檢測。該檢測期間可能還會出現液氦泄漏，因此仍需要對檢修環節進行隔離、防止人員進入。磁性檢測需要在設備充滿液氦的環境下進行，即保障設備的失超故障不會影響到磁體勵磁的檢測。如果未發現失磁現象，則磁共振成像系統可以投入正常使用，否則需要更換整個超導磁體，以保證整個設備的正常功能。

4 結束語

通過實際案例故障分析可知，磁共振成像系統失超問題主要是因為磁體內部超導環境被破壞，設備內部儲在線圈里的大電流經過高電阻區域時迅速轉化成熱量，導致維持設備超導環境的液氦大量蒸發。本文通過對磁共振成像系統失超問題的實際案例分析，得出以下結論：

（1）機器設備不進行維護是一定會出現故障的，因此需要做好磁共振成像系統的定期檢查工作。

（2）醫療器械檢修人員應當重視對設備的檢修工作，在檢修處理之前做好設備參數的記錄，以避免出現如上述案例中本可以避免的類似問題。

（3）需將病患生命安全放在第一位設計應急處理方案，最大限度降低故障處理時間，降低病患等待時間與醫院的經濟損失。

希望本文的研究分析，能夠為相關單位或人員提供參考。