西门子Verio 3.0T磁共振成像系统氦制冷机故障分析及维修

2017-01-20王毅

中国医学装备 2017年6期

王毅

王毅①

磁共振检查；医学影像；磁共振成像；全景成像矩阵技术；液氦；氦制冷机

磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)将人体置于特殊的磁场中，使用无线电射频脉冲激发人体内氢原子核，引起氢原子核共振并吸收能量。当停止射频脉冲后，氢原子核按特定频率发出射电信号，并将吸收能量释放且被体外接受器收录，经电子计算机处理而获得图像。由于摆脱了电离辐射对人体的损害，并具有参数多、信息量大、多方位成像及对软组织有较高分辨力等的特点，现已广泛应用于临床疾病的诊断。

新疆医科大学附属肿瘤医院核磁室配置的MAGNETOM Verio 3.0T MRI(德国西门子公司)，氦制冷机配置型号为F70(日本住友株式会社)，该机型采用GM型两级4 K冷头，最低制冷温度可达到4 K。现就MRI基本构成及冷头的故障维修案例进行分析，供同行参考。

1 Verio 3.0T MRI的基本构成

Verio 3.0T MRI主要由电子系统和制冷系统两部分组成。电子系统是由计算机系统、数据采集系统、梯度及射频四部分组成；制冷系统由氦制冷机(冷头)、氦压缩机、水冷机及连接管四部分组成。TrueForm为“双通道射频发射”，作为全景成像矩阵技术(total image matrix，Tim)的更高版本能够克服目前超高场优势，TrueForm技术不但对磁共振硬件(磁体、梯度以及射频)的一系列技术革新，又涵盖了软件系统(数据采集和处理)。Verio 3.0T MRI整机长度为173 cm，可提升患者扫描开放度，并有效缩减5 G线范围和安装空间。

1.1 氦制冷机的作用

低温制冷技术是超导技术的核心之一，当材料和高温超导材料均在低温环境下才可达到超导临界点，若温度超过临界点，材料会因受热相继发生氧化，导致产生电阻并失去超导性。因此，氦制冷机在核磁共振仪器的运行中起到至关重要的作用。

1.2 冷头的作用

冷头作为MRI设备的核心，是高磁场强度的低温超导磁体，线圈泡在-269 ℃液氦中实现超导，可分为4 K制冷机和10 K制冷机两类。因考虑经济效益等因素，4 K制冷机可将磁体蒸发出的氦气全部液化，使磁体零消耗，已逐渐形成主流趋势。

目前，MRI设备普遍配备GM型低温制冷机，该制冷机结构由膨胀机(冷头)、氦压缩机以及连接管道组成。其冷头结构由气缸、冷端换热器、高效低温蓄冷器、热端换热器、阀组配气系统以及排出器等组成。工作原理为高压气体在气缸内进行换热，再由膨胀制冷与蓄冷器进行换热存贮冷量以及输出冷量。MRI低温系统由冷头、冷水机、氦压缩机组(GWS-70)以及连接管路组成。

2 冷头故障案例

2.1 故障现象

冷头正常运行时的蜂鸣声消失。查看工作站系统工作日志，发现10 h内液氦存储量下降约15%，且厂商工程师远程控制告知磁体温度上升。

2.2 故障分析及处理

故障判断为冷头故障，需要对其进行更换。由于磁体间磁场较高，若不退磁，可能对维修人员的安全造成威胁。首先需要进行降场后再由维修人员协助厂商工程师对冷头进行更换，更换后再对磁场进行升场，由于液氦的挥发，需将液氦量加至与原量相等，液氦量可通过工作日志进行观察。通过数日的观察，液氦量未发生明显变化，故障排除。

3 日常维护

在MRI设备操作室与扫描室禁止铺地毯，用以防止静电导致的扫描机硬件和电路板的损坏。在日常的工作中设备运行可能会产生有害气体，不仅危害操作人员与患者的健康，而且使机器外露部分受到侵蚀，严重情况下可导致发生断路和短路等现象，因此扫描室需要经常更换过滤网，确保设备正常运行。

4 小结

MRI设备的使用寿命与日常维护保养紧密相关，医务人员应按照操作规程进行设备操作，及时养护并检查液氦的剩余量，若发现液氦剩余量下降过快，应及时与相关人员进行沟通，从而确保设备与患者的安全。此外，应及时清理水冷机组，注意冷头运行的蜂鸣声，在日常设备运行中，关注各组件运行状态，做好工作纪录，发生故障及时检修，无法解决时应及时与厂商工程师沟通，第一时间排除故障，确保设备正常使用，从而提高设备使用效率。

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1672-8270(2017)06-0176-02

R445.2

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.06.048

王毅,男,(1990- ),本科学历，助理工程师。新疆医科大学附属肿瘤医院医学工程部，从事医院设备维修相关工作。

2016-11-03

①新疆医科大学附属肿瘤医院医学工程部新疆乌鲁木齐 830002