核磁共振水冷机故障紧急处理与分析

武警广东省总队医院医学工程科 （广东 广州 510507）

内容提要：核磁共振（MRI）水冷系统是设备关键的辅助设备之一，主要对氦压机及梯度线圈等进行散热。维持水冷系统的正常对核磁共振系统至关重要。医院维修流程与原先的相比也发生了变化，对工程技术人员提出了更高的要求。本文结合现行的维修管理制度对MRI几次水冷系统的紧急维修进行了介绍。

核磁共振设备是医院最重要的影像学检查设备之一，其具有分辨率高、无电离辐射等优点。低温超导型核磁共振是应用较多的一类，主要利用处于超导状态的磁体产生高磁场。超导磁共振对温度有较高的要求。磁体稳定工作在低温超导状态，磁体线圈浸泡在液氦中，产生的热需要冷头工作带走热量，维持磁共振稳定工作。液氦是一种战略资源，大部分需要进口且价格昂贵，因此，为了尽可能地减少液氦的挥发，要求整个系统稳定可靠性地运转。

氦压机带动液氦循环对冷头降温，通过热交换对系统散热，水冷机作为次一级循环将热量带走，最终保证液氦压缩机和冷头的正常工作。因此，水冷机是保障核磁共振正常工作的重要环节。

随着当前设备维修管理的变化，医疗机构单位也出现一些新举措，规范了设备维修流程。如：紧急维修流程发生了变化，有的单位废除了原先医学工程科（部）口头报备上级领导后即可以对设备紧急维修、事后补上维修手续的做法。其次，规范设备维修流程，大型医疗设备维修项目需要事先公示与招标。需要紧急维修时，由医学工程科及设备所在科室共同填写紧急维修报告单，医院主管领导或主要班子成员通过论证后，再组织工程师进行维修。这种旨在规范的维修流程，由于设备故障的突发性以及设备状态的不确定性，对医学工程科技术人员提出了更高的要求。

本文以笔者所在单位的西门子Skyra 3.0T配套的意大利CLIMAVENETA水冷机（型号NECS/B 0252T）为例，通过几例维修实例，从技术上和流程上进行探讨，供同行们参考交流。

1.磁共振水冷系统的构成与系统分析

1.1 冷却系统的组成

超导核磁共振冷却系统有室内部分及室外部分，室内部分包括冷头、氦压机、水泵、控制系统、热交换系统、机柜；室外部分主要包括压缩机、控制系统、冷凝器、节流阀、管路等，可将室内的由冷头为源头所带出的热量进一步带到室外。超导磁体的冷屏连接至冷头，由冷头将热量带走。氦压机控制氦循环，通过水循环传到室外。同时，水循环还对梯度线圈及射频线圈降温，对其高效散热，确保稳定工作[1]。磁共振冷却系统流程如图1所示。

图1.核磁共振冷却系统工作流程图

1.2 水冷系统的组成

CLIMAVENETA水冷机是意大利克莱门特公司产的双机组备份风冷水冷系统，其工作原理与流程与家用空调类似，对水进行冷却[2]。磁共振系统所产生的热量通过热交换器3带给热交换器1、2，机组1和机组2由压缩机、冷凝器、管路等组成2个相互独立的制冷循环系统（图2），热量经过冷凝器与风机传给自然界外部环境。通常情况下，水冷系统还连有储水桶使冷却水可以在系统内封闭循环流动。每个机组都采用了大风扇与耐用轴承间歇性地工作，以确保将设备内部产生的热稳定可靠地散发到外部环境中。

图2.水冷系统的流程图

为进一步提高设备可靠性，水冷系统还设计有自来水接入口。在紧急情况下，水冷机组停止工作，可以手动切换到自来水冷却方式，即通过自来水流动带走热量，最大可能保护氦压机。图3是进出水管路及自来水管路的实际照片（处于紧急状态）。当水冷机组处于停止工作的紧急状况下，依靠自来水的流动带走热量。图3所示，中间的2条较粗的磁共振系统进水管A1与出水管A2的开关切换到关闭状态（与水管走向成90˚位置），最左侧的自来水进水开关及右侧的自来水排水管已打开，同时关闭水泵。

图3.自来水流动冷却方式（紧急方式）

1.3 水冷系统需要具备的特点

为满足核磁共振高可靠性的工作要求，水冷系统需要具备以下特点[3]：①双备份的制冷系统，当其中一个机组系统出现问题可以自动地切换到另一机组。②双水泵工作，通常情况下用一备一。③对温度的自动控制，即通过监测进水温度、回水温度自动调节机组停启，实现温度的自动控制。④储水箱设有液位开关，对储水量进行控制。⑤控制系统能够准确地反映目前机组运行状况，并通过LED代码或LCD显示。⑥水冷系统具备较高的可靠性，鉴于室外机需要全天室外运转，经受风吹日晒雨淋及各种天气环境变化，要求电路部分能防水；冷凝器牢固不易损坏、易清理；风扇高效、轴承耐用等[4]。

2.水冷系统维修案例

2.1 案例1

2.1.1 故障描述

由于楼上失火，消防队在灭火时直接拉掉电闸，并喷洒了大量的水，导致整个科室停水停电约48h以上。科室与工程技术人员心急如焚，原因一方面主要设备被直接关机（未按程序关机），另一方面停电时间过长，液氦会存在挥发。来电来水后即出现高温报警。氦压机处于保护状态，水冷机无法开启，回水温度显示高达40˚。

2.1.2 故障分析与处理

首先叮嘱使用科室不要再试图开机。先处理水冷机。将水冷机手动切换到自来水冷却方式，利用自来水流动带走热量（如图3示）。此时水温仍然处于约18˚左右，仍无法开机。拆开室外机机壳侧板，按ALARM键显示A006，提示压缩机停止工作，水温过高。再按翻页键，还有A212故障代码，提示压缩机机组2压力高需要手动复位。由于处于疫情期间，厂家工程师不上门，只能电话进行沟通远程指导操作。重启设备后，尝试按2号压缩机上的复位键，2号水冷机延时启动后很快又停止。考虑处于南方冬季，水温不可能到40˚，将这些情况通过手机视频发给厂家，本着先易后难的原则，先尝试更换温度传感器（该设备的进水口与出水口都有温度传感器），先将出水温度传感器更换后再重新启动，设备工作正常。

因事态紧急、维修人员承受较大压力。停机久液氦挥发，意味着巨大的损失与浪费，厂家工程师又不能亲临现场，医学工程科技术人员凭借自身的判断能力与工程师沟通，及时向领导汇报温度传感器价格，此配件价格处于本部门可以决定的范围，在得到领导认可后，设备所在的科室立刻填好维修申请单，完成维修流程申请。一番努力后液氦还是有6%的挥发。

2.2 案例2

2.2.1 故障描述

夏季天气炎热或检查患者多，水冷系统制冷效果不佳。有时水温能够达到设定的12℃，但散热风扇始终工作，查看报错故障与上例相似，显示的也是A006故障。

2.2.2 故障分析与处理

以上问题反映出水冷系统不稳定。观察到风扇始终在运转，测量供电3相电压正常，其他测试未见报错，说明问题在控制部分。于是将水冷系统切换到紧急状态，联系厂家尝试更换一块控制板，重新设定温度及压力上下限值，复位重启后设备工作正常。

由于该控制板需要3万多元，已超出医学工程科的权限，考虑到面临设备停机、液氦挥发的风险，告知设备所在科室申请紧急维修，同时与厂家协商，能否将控制板留下试用一段时间以确认故障？经厂家同意后，先装上控制板使用，尽可能减少对诊疗工作的影响、减少风险，同时抓紧完善流程。

3.水冷系统的维护

由于水冷机处于24h工作状态并工作在露天环境，风吹雨淋日晒工作状况恶劣，容易发生故障[5,6]。以下几点需要注意：①及时清理室外机灰尘杂物。室外机是开放式工作的，风扇上尽管有保护罩，但风扇不转时很容易落入树枝树叶等杂物，冷却器翅片易吸附灰尘和杂物，需要定期查看清理，否则散热效率会受到较大影响，导致水温过高报警、增大工作电流甚至损坏风机、轴承或控制器。②经常检查水压、流量。由于使用自来水中难免有杂质、水垢，因此需要观察浮子流量计、管路、三通阀等状况，及时清洁管路、补充水分、排出气体。③及时查看室外机、室内机、氦压机的报错代码，进行分析预测，有故障倾向需及时处理。④及时观察压缩机工作状态，观察是否存在长时间工作不停的现象；压缩机管道是否有漏油等情况。如有需要及时联系厂家进一步检查，及时补充制冷剂。

4.小结

由于水冷系统是核磁共振重要的辅助系统，一旦出故障会造成设备直接停机，不仅影响医疗诊疗工作，而且会造成液氦挥发损失。设备故障时医院要求技术人员尽快修复，而医院现行设备维修管理制度发生了变化，又要求按流程进行维修，以备今后审计检查。作为医学工程科技术人员，不仅要具备设备维护的素质，而且还要有及时止损的责任心和担当，对医疗设备具有前瞻性质量管理，保障设备正常运行，为医院减少不必要的损失。