GE Signa HDxt 1.5T 磁共振成像儀冷卻系統(tǒng)故障維修

張常青

濟(jì)南市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院 （山東濟(jì)南 271100）

磁共振成像儀是常見(jiàn)的醫(yī)療設(shè)備，可為疾病診斷提供客觀的影像學(xué)依據(jù)。磁共振成像儀利用體內(nèi)氫原子核在外加磁場(chǎng)的作用下運(yùn)動(dòng)而進(jìn)行成像[1]。有研究證實(shí)，與數(shù)字X 線攝影、計(jì)算機(jī)X線攝影相比，磁共振成像圖像更為清晰，軟組織成像的圖像對(duì)比度更高，而且該檢查方法無(wú)需使用對(duì)比劑，也無(wú)輻射危害，安全性良好[2]。目前，磁共振成像主要應(yīng)用于頭頸部、中樞神經(jīng)系統(tǒng)、臟器病變的診斷，在腦梗死、惡性腫瘤診斷中的應(yīng)用效果更佳[3]。

我院于2014 年引進(jìn)美國(guó)GE 公司Signa HDxt 1.5T 磁共振儀。該儀器具有掃描時(shí)間短、成像速度快、掃描范圍大、圖像清晰、可同時(shí)行全身多部位檢查等優(yōu)點(diǎn)。Signa HDxt 1.5T 磁共振儀的磁場(chǎng)線圈工作時(shí)依靠液氦作用保持超導(dǎo)狀態(tài)[4]。在正常情況下，要求磁體液面≥60%，保持液氦壓力3.9～4.1 psi（1 psi=6.89 kPa）。若液氦壓力＜3.9 psi，則設(shè)備會(huì)發(fā)送信號(hào)至磁體，磁體加熱液氦使其壓力升高，當(dāng)壓力達(dá)到4.1 psi 時(shí)，再發(fā)送信號(hào)停止加熱[5]。而在異常情況下，當(dāng)液氦壓力＞4.1 psi，且升高至5.0 psi 時(shí)，磁體會(huì)逐漸釋放氦氣以降壓，但如果液氦壓力無(wú)法降低則會(huì)出現(xiàn)失超，可能造成人員傷亡[6]。因此，加強(qiáng)Signa HDxt 1.5T 磁共振儀冷卻系統(tǒng)的維護(hù)管理，保障其正常運(yùn)行至關(guān)重要。現(xiàn)介紹該系統(tǒng)的工作原理及常見(jiàn)故障案例，以期為同行提供參考。

1 工作原理

GE Signa HDxt 1.5T 磁共振儀冷卻系統(tǒng)主要由氦壓縮機(jī)、水冷機(jī)、液氦冷屏、和冷頭4 部分組成。氦壓縮機(jī)的作用是為冷頭提供低溫高壓氦氣。水冷機(jī)的功能類似空調(diào)系統(tǒng)，作用是為氦壓縮機(jī)提供冷卻水，促使氦壓縮機(jī)內(nèi)的高壓氦氣冷卻，還可經(jīng)循環(huán)水帶出氦壓縮機(jī)內(nèi)的熱量，使氦壓縮機(jī)降溫[7]。液氦冷屏包括20、70 K 兩級(jí)冷屏，作用是在液氦與外界環(huán)境間設(shè)置隔溫層，避免液氦揮發(fā)。冷頭實(shí)質(zhì)是1 個(gè)二級(jí)膨脹機(jī)，與氦壓縮機(jī)形成閉路氦氣循環(huán)，可使氦壓縮機(jī)產(chǎn)生高純度氦氣時(shí)產(chǎn)生的熱量散失，并可通過(guò)兩級(jí)缸套斷面的銦墊圈將冷量傳輸至液氦冷屏，完成吸入高壓、低溫氦氣與排出低壓、高溫氦氣的過(guò)程，進(jìn)而使超導(dǎo)線圈維持在極低溫度[8]。冷卻系統(tǒng)在氦壓縮機(jī)、水冷機(jī)、冷頭的共同作用下持續(xù)為磁共振儀提供冷量，減少液氦消耗，確保強(qiáng)磁場(chǎng)長(zhǎng)期存在[9]。

2 故障案例

2.1 故障一

2.1.1 故障現(xiàn)象

設(shè)備在工作時(shí)報(bào)警：水溫過(guò)高。30 min 后冷頭亦停止工作。

2.1.2 故障分析

經(jīng)分析，導(dǎo)致該故障的原因可能為：（1）機(jī)器誤報(bào)警，若冷卻系統(tǒng)的溫度傳感器出現(xiàn)故障，可能會(huì)引起誤報(bào)；（2）水冷機(jī)室外機(jī)組有較多灰塵雜物，導(dǎo)致制冷效果下降。

2.1.3 故障維修

首先，重新啟動(dòng)儀器，但報(bào)警仍存在。其次，檢查是否為冷卻系統(tǒng)溫度傳感器出現(xiàn)故障：手動(dòng)將冷水機(jī)中循環(huán)管路的閥門切換至自來(lái)水散熱模式，自來(lái)水通過(guò)熱交換器使氦壓縮機(jī)產(chǎn)生的熱量隨循環(huán)水排出，關(guān)閉循環(huán)水泵、氦壓縮機(jī)，2 ～3 min后打開(kāi)循環(huán)水泵的電源，待循環(huán)水泵工作后啟動(dòng)氦壓縮機(jī)，經(jīng)上述步驟處理后發(fā)現(xiàn)冷水機(jī)儀表板仍報(bào)警，排除溫度傳感器工作異常。最后，排查水冷及室外機(jī)組運(yùn)行情況：檢查室外機(jī)組的過(guò)流保護(hù)開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)其處于保護(hù)狀態(tài)，于是手動(dòng)切換清除該狀態(tài)，并清除報(bào)警，重新啟動(dòng)磁共振儀，發(fā)現(xiàn)水溫從45 ℃降至10 ～13 ℃（儀器設(shè)定的范圍），提示水冷機(jī)室外機(jī)過(guò)流保護(hù)而致故障；進(jìn)一步檢查核磁室外散熱板發(fā)現(xiàn)其表面覆蓋較多灰塵，去除灰塵，并切換回冷水機(jī)散熱模式，打開(kāi)儀器，運(yùn)行正常，故障排除。

2.2 故障二

2.2.1 故障現(xiàn)象

冷卻系統(tǒng)管路壓力過(guò)低，水冷機(jī)缺乏制冷劑（氟利昂）。

2.2.2 故障分析

水冷機(jī)中氟利昂添加不足的原因可能為：（1）外界環(huán)境溫度不斷升高，水循環(huán)過(guò)濾器受阻，導(dǎo)致氦壓縮機(jī)兩側(cè)氟利昂的壓力降低；（2）冷卻系統(tǒng)管路中可能出現(xiàn)漏氟。

2.2.3 故障維修

翻閱設(shè)備維護(hù)手冊(cè)，發(fā)現(xiàn)在1 個(gè)月前檢查冷卻系統(tǒng)時(shí)顯示水冷機(jī)中氟利昂的含量正常，但目前卻報(bào)警顯示氟利昂不足。首先，考慮為水循環(huán)過(guò)濾器受阻，拆卸過(guò)濾器并清洗干凈，重新安裝后發(fā)現(xiàn)報(bào)警未消失；其次，使用肥皂水對(duì)水冷機(jī)管路進(jìn)行檢漏，發(fā)現(xiàn)管路折彎處有1 處微小的泄漏疑點(diǎn)；然后，聯(lián)系廠家售后，確定管路上存在1 處漏點(diǎn)。進(jìn)行點(diǎn)焊處理，再抽真空，重新補(bǔ)充10～15 kg 氟利昂，調(diào)整管路壓力，重新開(kāi)機(jī)，冷卻系統(tǒng)正常工作，故障排除。

2.3 故障三

2.3.1 故障現(xiàn)象

水冷機(jī)儀表板上的溫度顯示為30 ℃，水冷機(jī)持續(xù)運(yùn)行，不能停機(jī)，但發(fā)現(xiàn)實(shí)際水溫低于0 ℃，且輸出管道外被冰塊包裹。

2.3.2 故障分析

該故障的原因可能為冷水機(jī)室外機(jī)組出水溫控監(jiān)測(cè)器異常，致使水冷機(jī)不間斷制冷。

2.3.3 故障維修更換室外機(jī)組出水溫控監(jiān)測(cè)器后重新啟動(dòng)儀器，故障排除。

2.4 故障四

2.4.1 故障現(xiàn)象

液氦壓力升高（超過(guò)4.2 psi），且持續(xù)緩慢升高，每日升高0.003 psi，液氦濃度未發(fā)生改變，冷頭仍處于運(yùn)行狀態(tài)。

2.4.2 故障分析

氦壓縮機(jī)、冷頭之間組成閉路的氦氣循環(huán)，通過(guò)與絕熱柔性壓力管相連接使冷卻系統(tǒng)內(nèi)充滿高純度的氦氣[10]。此故障中液氦濃度未發(fā)生改變，但冷頭持續(xù)工作，考慮可能的原因?yàn)椋海?）氦壓縮機(jī)壓縮氦氣后，氦氣內(nèi)攜帶的油霧發(fā)生固化堵塞蓄冷器，影響冷頭工作；（2）冷頭老化，影響液氦揮發(fā)，導(dǎo)致壓力緩慢升高。

2.4.3 故障維修

嘗試更換活塞或吸附器，故障未排除。翻閱維護(hù)記錄本發(fā)現(xiàn)該設(shè)備的冷頭已使用3 年多，但廠家規(guī)定的工作壽命一般為2～3 年，故考慮此次故障由冷頭老化引起。更換原廠冷頭，先將磁體泄壓以排放部分液氦后再更換冷頭，重新啟動(dòng)儀器，故障排除。

3 檢修原則

設(shè)備科工作人員不僅應(yīng)具備專業(yè)的理論知識(shí)和豐富的維修經(jīng)驗(yàn)，還應(yīng)持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。檢修前，工作人員需認(rèn)真查閱操作說(shuō)明書(shū)及相關(guān)資料，充分掌握儀器工作原理、操作步驟、電路原理等；應(yīng)全面分析故障現(xiàn)象，制訂科學(xué)的檢修計(jì)劃，且需在檢修結(jié)束后進(jìn)行校驗(yàn)；若需更換配件，應(yīng)聯(lián)系廠家采購(gòu)，并要求廠家出具供貨證明。所有檢修設(shè)備的工作人員均要求持證上崗。

4 小結(jié)

冷卻系統(tǒng)是GE Signa HDxt 1.5T 磁共振儀的重要組成部分。設(shè)備科工作人員應(yīng)充分了解冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理，總結(jié)歸納常見(jiàn)故障原因及排查方法，同時(shí)還需定期檢修、保養(yǎng)，每日記錄儀器運(yùn)行情況，以及早發(fā)現(xiàn)和處理故障，使冷卻系統(tǒng)處于良好、穩(wěn)定的工作狀態(tài)，保障儀器的超導(dǎo)環(huán)境，減少液氦揮發(fā)，降低運(yùn)行成本。