超导磁共振液氦探头故障回顾性分析

杨文林，李伟，李建文，罗学毛，李兰权，陈严阵，郭继福

江门市中心医院 a.设备科；b.放射科，广东 江门 529030

0 前言

在磁共振（MR）扫描系统中，液氦的制冷功能可确保铌钛合金线圈处于超导状态，产生强大、稳定不间断的电流，从而产生稳定而强大的主磁场。制冷系统是磁共振的重要组成部分，冷水机提供的冷水在液氦外围不断地循环，防止液氦汽化，而液氦则为铌钛合金线圈提供超导环境，以保证铌钛线圈经励磁后，强大的电流可以无损耗地流动，从而产生感应磁场，这是磁共振成像的基础。液氦消耗与MR扫描的工作量正相关，一般工作量大的MR扫描仪，消耗的液氦要多一些，液氦下降到60%水平时，应补充液氦，下降到40%时，不能正常工作，甚至会发生“失超”。液氦探头可以真正地反映出液氦的容积水平，是MR工作的晴雨表，如果液氦探头故障，工作人员便无法知道容器里面到底有多少液氦，就无法预知各种潜在的危险，等到发生“失超”后，不但会造成重大的经济损失，甚至还会造成人员伤害。

我院2009年10月引进1台Philips Achieva 1.5T双梯度MR扫描仪，每日7:00～23:00工作，完成检查部位大约80个。大约3日消耗1个液氦刻度，从灌满的98%下降到60%，大约能用4个月，即每隔4个月便补充1次液氦。

1 故障描述与检修

在2011年间，负责MR机保养的工程师在查阅技术员每日登记的液氦读数时，发现有两个较长的时间段液氦读数不变，一个时间段液氦读数不降反升的异常现象。

液氦登记薄上记录，2011年7月20日由深圳一家液氦公司补充过液氦，液氦水平为96%，之后50 d内，液氦水平保持一定的速度下降，直到2011年9月9日，液氦读数为80%，即50 d内消耗了15个刻度液氦，平均约3 d消耗1个刻度，此段时间液氦读数正常，探头工作正常。但从9月10～11月26日，近80天的时间内，液氦的读数保持在80%不变。我院负责MR保养的工程师初步估计是在杜瓦容器内的液氦探头出现故障，联系Philips工程师，经过检测，未检出故障，联系液氦公司于11月27日进行液氦补充，灌满液氦后，读数为95%，此后3个月内，液氦读数保持缓慢地下降，直至2012年3月1日，读数为81%，但从3月2日～4月20日，液氦读数未变化，又一次出现液氦读数不变。

因为向Philips公司购买了MR机的全保服务，该公司多次派工程师查看，但均未解决，后来厂家主管领导表明此故障需要消磁、放液氦、再励磁等过程，估计要20d左右才能修好，且国内目前无法解决该故障，需要荷兰的专家现场进行配合，考虑我院另1台MR机没有完全投入运作，提出定期补充液氦方案，经过协商，我院要求采取停机维修。

5月8日，专家与工程师来到我院进行现场检修。在停止扫描病人1 h后，通过系统软件，对主磁场进行消磁，再释放杜瓦容器内的液氦。打开主磁体，对液氦探头进行全面的检查，发现液氦探头出现了“冰堵”，导致液氦不能显示改变量，经液氦探头“去冰堵化”处理，再补充液氦，进行励磁，建立主磁场，查看液氦读数软件，发现液氦显示有波动，初步鉴定故障已排除。

从5月10～30日，每日的液氦显示均为83%，一直无变化，再次联系Philips工程师，现场维修专员根据总部意见，停用冷头压缩机来促进液氦的消耗，经检测，液氦显示为82%，但6月15日出现读数不降反升现象，读数高至94%，经检测，发现1个液氦探头已损坏，更换后，液氦显示为82%，认为液氦探头处于正常工作状态。

2 补充液氦的注意事项

为了保证超导磁共振扫描仪正常工作，必须保证铌钛线圈处于超导状态，即使其置入接近绝对0度的环境，电阻为0，此时只要通上电流，便无损耗，可建立强大而稳定的主磁场。液氦可以为铌钛线圈提供接近绝对0度的超导环境，铌钛合金线圈浸润在液氦中，因为液氦具有－268.9℃的低沸点，可用于超低温冷却，随着扫描工作的加大，液氦会不断的消耗蒸发，因此需要定期补充液氦，保证超导线圈能正常工作[1]。

国内学者宋伟忠[2]、曾琼新[3]、马毅[4]等均就液氦补充的注意事项撰写了相关的文献，结合他们的观点及工作中的经验，补充液氦的注意事项归纳如下：① 根据液氦在机器内的液面高度及时补充；② 保持超导状态，防止失超，失超会导致机器内液氦大量蒸发，从而使超导线圈烧坏；③ 补充过程中要快速进行，避免或减少“冰堵”，在操作过程中快速插拔加充管，否则大量常温空气会进入机器内，使之在低温下结冰，产生冰堵；④ 适当的控制压力，在补充液氦时，开始要慢一些，充加一段时间后再加大压力，可减少液氦的损失；⑤ 液氦补充完后，要让机器内的液氦面稳定一段时间后，再励磁；⑥ 及时清洗冷头，必要时及时更换油滤器、吸附器；⑦ 戴防护手套，防止低温液氦所致冻灼伤；⑧ 补充液氦时需开启空调等通风设施，防止液氦急性蒸发而产生氦气，造成缺氧而窒息。

3 维护液氦探头的经验与教训

工程师多次对液氦显示故障进行检测未能明确原因可能是由于：① 考虑到我院仅有1台磁共振，勉强应付大量日常病人的检查，不想停机作全面彻底检修，因为须停用2～3 周左右。② 国内检测设备与人才的不足，“冰堵”现象多见于冷却机，机器运行时出现明显异常声音。而探头“冰堵”现象偶有发生，出现液氦读数不变的故障十分罕见。该液氦探头故障经飞利浦总部派出专家携带特殊检测仪器进行检查，最后根据探头导线电阻异常而考虑为探头出现“冰堵”。经切换电流“去冰堵化”处理，探头导线电阻恢复正常工作，液氦读数有变动。但“去冰堵化”后的探头使用寿命较短，仅2个月，液氦读数便出现“明显升高”，经检测后，发现探头已损坏，须更换。探头冰堵可能为室温下补充液氦时操作不当，导致大量常温空气进入机器内，使之在低温下结冰，出现“冰堵”，液氦探头反应异常，导致读数异常，如我院所出现的2次液氦读数不变、1次读数异常升高的故障现象。

4 总结

液氦水平正常，才能确保磁共振的正常运行。液氦监测系统及时地反映液氦水平。液氦监测系统故障在短期内并不影响MR设备正常工作[5]，所以初期厂家部分维修工程师曾提出“不管读数问题，定期检查液氦实际量，及时添加，厂家负责相关责任”的解决方案，但这种方案会带来很多潜在的风险。维修工作要持之以恒，不能采用治标不治本的方法。

液氦读数显示异常，要及时处理。若读数呈固定状态或不降反升，要充分考虑探头导线“冰堵”现象，及时对探头行“去冰堵化”处理，必要时予以更换。若读数反常地迅速降低，则首先要考虑是否液氦漏出或水冷机组、压缩机等冷却系统故障。

[1]杨博.超导磁共振设备的安全维护与保养[J].中国医疗设备,2011,26(3):126,109.

[2]宋伟忠,尚贵录,于多.浅淡超导磁共振机器在加充液氦时应注意的几点问题[J].医疗装备,2000,13(5):55.

[3]曾琼新,谭绍恒,郑君惠.飞利浦超导磁共振成像仪液氦的灌注[J].放射学实践,2001,16(4):280.

[4]马毅,刘腾,史磊.超导磁共振低温制冷系统的原理及维护[J].医疗装备,2009,13(5):35.

[5]李景志,刘立亚.Siemens impact 1.0MR液氦指示故障检修及原理分析[J].医疗设备信息,2005,20(1):73.

[6]赵永华,吴新淮.电磁MRI机水冷机故障1例[J].医疗卫生装备,2006,(1):99.

[7]任艳鸿,苏重清,曾宏.核磁共振维修与维护的几点经验[J].医疗卫生装备,2006,(9):92-93.