核磁共振原理与故障问题处理关键技术研究

2019-01-15钟承双茂名市中医院设备科广东茂名525000

中国医疗器械信息 2019年6期

钟承双茂名市中医院设备科（广东茂名 525000）

内容提要：随着科学技术的不断发展，核磁共振原理在各领域得到广泛应用，核磁共振成像技术在医学界得到广泛应用，可鉴别水分子中氢原子分布，通过判断水分子在体内分布，分析人体内部结构，核磁共振成像技术在临床诊断和医学相关研究中发挥重要作用，可用于癌症、帕金森症等诊断。

核磁共振为高精尖设备，在临床得到广泛应用，核磁共振获得图像具有清晰度高、分辨率高、精密度高、对比度好、检查获得信息量大等特点，其中对软组织具有良好的显示，在临床诊断和治疗过程中发挥重要作用，其作用也得到医学界的高度认可。磁共振成像为先进的影像诊断设备，经组织内氢原子核在外界磁场作用下磁化，被检查部位发射电磁波，组织内氢原子核吸收能量引起共振，出现磁共振信号，通过计算机进行收集和处理形成图像，磁共振图像较CT检查更加清晰和全面。

1.磁共振原理

核磁共振为物理现象，通过静磁场的原子核在交变磁场作用下引起的无力现象，但不是所有原子核都可引起上述现象，原子核可引起核磁共振是由于核自旋引起，自旋出现磁矩，核磁矩在静止外磁场可引起进动核，引起能级分裂，由于交变磁场作用，自旋核对特定频率电磁波进行吸收，低能级可跃迁到高能级，这就是核磁共振。核磁共振是原子核自旋，带正电荷原子核自转出现磁性，磁场赤道平面隐匿力矩引起偏转，核磁矩按照磁场方向发生转动，其中核自转的速度不发生改变，在通常情况下，原子核带电荷，原子核资源可出现磁矩，磁矩的方向和原子核自旋的方向相同[1]。

核子因存在自旋、磁矩，可在强大磁场中旋进，在相同的磁场中不同核子磁矩、角动量也不同。不同的场强中相同核子振荡频率不同。磁共振为共振现象的一种，原子核进动中吸收外界能量跃迁，跃迁只可能在相邻能量级间，其中外界能量是激励电磁场，磁矢量在平面旋转，旋转频率和同原子核回转频率相同，自旋方向同核磁矩方向也相同，原子核可吸收能量，为引发磁共振必要条件。

磁共振成像技术的发展出现的多种成像技术方案，总设计思路是应用磁场值标记受检体共振核子的空间位置，共振频率同位置磁场强度为正比，若空间磁场值不同，各处共振频率不同，显示出共振吸收强度频率，即为共振核子分布，但不能在相同时刻三维空间中各点磁场值不同，因此在设计过程中需设计突出特定点方案。为实现上述目的，可观测对象空间编码，可简化为nx、ny、nz小体积，可测量各个体素或经体素排列为线、面的信息量，结合个体素编码及空间位置的对应关系实现图像重建。因成像灵敏度、成像时间及噪音比不同，出现不同成像方案，包括：投影重建法、非投影重建法，其中非投影重建法分为线扫描成像法、直接傅立叶变化成像法[2]。

核磁共振结构组成：①主磁体系统；②梯度磁场系统；③射频磁场系统；④冷却系统；⑤计算机；⑥控制台。

2.核磁共振仪器故障问题及相关处理

（1）故障一：仪器扫描图像画面一半清楚一半模糊

医用仪器扫描胸部，机器成像中，分布不均匀，左侧正常，但右侧几乎为黑色，扫描结果质量极差，图像不清楚，应对设备逐一进行排查，将PF测试项目重新进行测试，在测试过程中一定有指标为错误，若所有检查指标均正常，若所有测试结果均正常即进行Mars测试，检测结果为not ok即表示该部分出现问题，需要一一进行排除，一项项将相关零件更换，重新启动机器，重启后，设备扫描图像恢复至正常水平，因此更换发生故障零件[3]。

（2）故障二：扫描显示图像为斜条伪影

出现该故障应先观察系统是都出现错误报警提示，若未出现错误报警提示，对机器进行重启，若图像还是上述情况，先更换不同线圈，应注意线圈口是否接好等小细节，同时接触不良也可引起伪影，若仍存在伪影，应检查辅助设备是否出现异常，若静态压力在正常范围内，磁体温度、湿度在正常范围，辅助设备可判断为正常，核磁体房间情况也对扫描结果产生一定影响，例如房间风光照在被扫描物体上，可出现伪影，更换电灯泡再次进行扫描应观察是否存在重影，若有其他交流电，对扫描结果也会产生一定干扰，若房间内有干扰物，应移走干扰物后进行扫描。

（3）故障三：场地配电柜空开跳闸导致液氦挥发或冷头不启动

冷头不启动可使液氮挥发，在检修前应手动将冷头启动，这样可避免液氦挥发，设备配有稳压柜，因此不会常出现相关故障，首先应检查配电柜完好性，对配电柜接头进行检查，检查是否发生松动或缺项、错项，若未出现异常，则检查空气开关漏电保护值是否正常，检查保护值在正常范围内，表明该解决思路错误，此时需要通过万用表进行检查，万用表检测显示大量漏电，需要仔细检查ICS继电器是否正常，可能出现吸合瞬间空气开关跳开，经过手动控制，保护开关不跳，可考虑该回路出现问题[4]。

（4）故障四：核磁共振机房空调系统故障

核磁共振系统精密度高，机房空调系统精密度高，小细节可引发相关故障，引起机房空调故障原因较多，例如房间不干燥，结构不合理，易导致相关故障，分析引发原因施工时，分为几个部门，各个施工部门不是一个密切整体，配合度相对低，施工效果不一定好，施工过程中没有进行很好考量，若在雨季，防潮措施不足，机器易引发故障。同时机房内温度控制不佳也是引起故障的重要因素，温度过高应用精确数字，GE 5T核磁共振仪，磁体方温度21°以上则会罢工，温度报警器发挥重要作用，温度稍高，报警器即可发出报警，防止产生不必要损失，同时温度过低也可引发故障，核磁共振仪器中有很多半导体材料，在低温条件时材料反应灵敏度下降，因此，加强机房温度控制[5]。

（5）故障五：开机显示hostc001 oroc，数码管反复显示FLT PUS PSHV

故障显示，梯度放大器至少出现一处故障，结合数码管显示，高压电源发生故障，操作人员反映，在工作过程中突然断电，电压正常后即发生此故障，重点应检查PSU和AMP板，出现该故障很可能是电路混入高压脉冲，击穿二极管、梯度放电器功率调节集成块，二极管击穿将直流电压变为交流电压，将高压接地电容损坏，电容短路，导致电流猛增，将限流电阻烧坏。在突然停电时，应及时将设备电源关闭，尤其是大功率设备，应查明断电原因，电压恢复正常后即可再次开机使用。

（6）故障六：核磁共振不能扫描

对数据采集系统进行自检测试，检查BDAS和PEFI板功能是否出现异常，这是MR系统故障检查最常规手段。若BDAS板自检正常，PEFI板自检失败结合系统框图，显示BDAS和PEFI通讯经BDAS的FCC由X55、56到PEFI上MMA板X1、2进行联系，发生故障的最大可能应该是BDAS和PEFI通讯问题，引起PEFI自检失败。对光线进行检查，检查是否正常，一端对着光线强的地方在另一端进行观察，接口松动，另一端光线暗淡，应将光纤小心取下，应用清洗剂进行清洗，排除故障。