超導(dǎo)磁體液氦注入口結(jié)冰現(xiàn)象的處理方法

于子曉，郭曉潔

超導(dǎo)磁體液氦注入口結(jié)冰現(xiàn)象的處理方法

于子曉，郭曉潔

0 引言

我院于2002年4月引進(jìn)了一臺(tái)馬克尼公司（Marconi）產(chǎn)ECLIPSE（磁體使用Oxford OR71）1.5T MR，該設(shè)備狀態(tài)穩(wěn)定、圖像清晰、患者反映良好，給醫(yī)院帶來(lái)了較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。但在使用期間，曾經(jīng)因磁體的液氦注入口結(jié)冰導(dǎo)致停機(jī)3 d，直接經(jīng)濟(jì)損失6萬(wàn)多元。下面介紹此故障發(fā)生的經(jīng)過(guò)，希望能引起同行注意，杜絕此類現(xiàn)象的發(fā)生。

1 故障現(xiàn)象

操作人員在操作中發(fā)現(xiàn)液氦消耗速度逐漸加快，后來(lái)達(dá)到每天消耗液氦總量的3%（正常消耗量約每周1%），但冷頭及壓縮機(jī)一直在工作。后經(jīng)保修公司工程師檢查確認(rèn)：冷頭失效，需要更換。但更換冷頭的專用工具一周后才能到現(xiàn)場(chǎng)，而液氦只剩60%，按照上述消耗速度，再過(guò)一周液氦就會(huì)低于40%，那時(shí)很容易導(dǎo)致磁體失超，必須先補(bǔ)充液氦。

準(zhǔn)備添加液氦時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題：液氦注入口周圍結(jié)冰嚴(yán)重，把冰融化取出封閉桿后，發(fā)現(xiàn)注入口內(nèi)管壁結(jié)冰現(xiàn)象同樣嚴(yán)重，輸液管根本無(wú)法插入。因輸液管必須完全插入液氦注入口，否則就無(wú)法補(bǔ)充液氦，最終液氦少到一定程度時(shí)磁體就會(huì)失超；如果強(qiáng)行將輸液管插入，很可能將冰碴帶進(jìn)液氦容器，一旦冰碴掉到超導(dǎo)線圈上，結(jié)果也是失超。先用磁體電源（magnet power supply unit，MPSU）按照規(guī)定程序把磁體的磁場(chǎng)退掉（退場(chǎng)），然后用氦氣將冰慢慢吹掉（吹冰），等冰完全消失以后再補(bǔ)充液氦，然后再用MPSU按照規(guī)定程序把磁場(chǎng)重新升起來(lái)（升場(chǎng)）。采用此方法就要用到液氦注入口旁邊的勵(lì)磁電極插口，但打開(kāi)這個(gè)口卻發(fā)現(xiàn)，內(nèi)管壁同樣有結(jié)冰現(xiàn)象，勵(lì)磁電極無(wú)法插入，無(wú)論如何操作，最后失超的可能性都非常大。

2 故障分析

經(jīng)過(guò)分析、查證，找到了結(jié)冰的原因：上一次補(bǔ)充液氦時(shí)，由于磁體原裝的液氦注入口封閉桿的固定螺帽破裂，補(bǔ)充液氦的技術(shù)人員就用他們的備用封閉桿代替，但由于備用封閉桿密封不嚴(yán)，于是空氣進(jìn)入致使液氦注入口結(jié)冰，因密封不嚴(yán)的備用封閉桿沒(méi)有及時(shí)更換，導(dǎo)致結(jié)冰現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，最后連與液氦注入口相通的勵(lì)磁電極插口也結(jié)冰了。

3 故障排除

對(duì)于此次結(jié)冰，有3種解決方案：（1）吹冰（所有的冰）→補(bǔ)充液氦；（2）除冰（勵(lì)磁電極插口的冰）→退場(chǎng)→吹冰（所有的冰）→補(bǔ)充液氦→升場(chǎng)；（3）直接使用磁體急停單元（emergency run-down unit，ERDU）→吹冰→補(bǔ)充液氦→升場(chǎng)。前2種方案一旦有冰掉到超導(dǎo)線圈上，就會(huì)導(dǎo)致磁體失超，而且這種可能性非常大，但是一旦成功，就會(huì)在很大程度上減少損失，而且使磁體不受損壞；第3種方案雖然簡(jiǎn)單，但是損失太大[1]，而且有損壞磁體的可能[2]。經(jīng)過(guò)研究討論，最后決定采用第2種解決方案，它比第1種方案保險(xiǎn)系數(shù)要高。

3.1 除冰

因?yàn)榈诙降耐藞?chǎng)需要插入勵(lì)磁電極，所以必須先將電極插口內(nèi)的冰除掉，而且不能掉入液氦容器。首先做了一個(gè)掏耳勺狀的銅鏟，計(jì)劃把冰一點(diǎn)一點(diǎn)地掏出來(lái)，但幾經(jīng)努力都失敗了；后來(lái)找了一個(gè)小型的吸塵器，想把冰一邊攪碎一邊吸出來(lái)，也沒(méi)有成功；又想了一些其他辦法，冰還是沒(méi)有除掉。最后商量決定，由于這個(gè)插口冰不是很多，可以把勵(lì)磁電極直接插入，一邊轉(zhuǎn)動(dòng)一邊用力慢慢往下插，插不動(dòng)了就拔出來(lái)停一會(huì)兒，等把電極徹底烘干以后再繼續(xù)插，看最后能否插到底。經(jīng)過(guò)反復(fù)幾次插拔，最后成功了，磁體也沒(méi)有失超。

3.2 退場(chǎng)

退場(chǎng)前注意先把梯度放大器和射頻放大器關(guān)掉，因?yàn)橥藞?chǎng)和升場(chǎng)所用電流非常大，需要將大功率電器全部關(guān)掉；然后用專用的勵(lì)磁電纜將勵(lì)磁電極和MPSU的輸出極連接起來(lái)，注意正負(fù)極不要接反；開(kāi)啟MPSU，按下“run to zero”鍵，MPSU就會(huì)按照設(shè)定的程序自動(dòng)把超導(dǎo)線圈的電流降到零。此過(guò)程結(jié)束后要注意關(guān)掉MPSU電源。

3.3 吹冰

磁體退場(chǎng)以后，因?yàn)椴辉俅嬖谑С奈ｋU(xiǎn)性，所以吹冰也就不用提心吊膽了。用一根大約150 cm長(zhǎng)、鉛筆粗細(xì)的銅管，前端大約50 cm是直的，中間約50 cm做成彈簧狀（以便于用熱槍充分加熱氦氣），末端50 cm也是直的。用軟管把末端和高純度氦氣連接起來(lái)，氦氣壓力調(diào)到5 psi（1 psi=6.89 kPa）左右，然后用前端對(duì)準(zhǔn)插口內(nèi)的冰將其慢慢吹化，期間可以用熱槍加熱銅管的彈簧部位，以加快吹冰的速度。就這樣直到將所有的冰都融化完為止，所需時(shí)間一般較長(zhǎng)，可能要幾個(gè)小時(shí)。

3.4 補(bǔ)充液氦

與平常補(bǔ)充液氦的過(guò)程一樣，在此不再贅述。但一定要注意用原裝封閉桿密封液氦注入口，防止再次發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象。

3.5 升場(chǎng)

升場(chǎng)前注意移走磁體周圍所有的鐵磁性物品，然后開(kāi)啟MPSU，按下“run to field”鍵，MPSU就會(huì)按照設(shè)定的程序自動(dòng)把超導(dǎo)線圈的電流升到設(shè)定值。此過(guò)程結(jié)束后要注意關(guān)掉MPSU電源，然后把勵(lì)磁電纜和電極小心地去掉。注意將電極插口密封好，以防止再次發(fā)生結(jié)冰現(xiàn)象。

4 小結(jié)

液氦補(bǔ)充完以后，由于使用不配套的封閉桿，使得液氦注入口密封不嚴(yán)，導(dǎo)致空氣進(jìn)入液氦注入口結(jié)冰，而且由于沒(méi)有及時(shí)更換不配套的封閉桿，導(dǎo)致結(jié)冰越來(lái)越嚴(yán)重，最后造成了醫(yī)院和液氦公司近10萬(wàn)元的直接經(jīng)濟(jì)損失，如果因此失超，則損失會(huì)更大，一定要引起我們注意：

（1）對(duì)于我們了解不深的低溫操作技術(shù)，一方面要小心謹(jǐn)慎地對(duì)待，嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作；另一方面要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，盡可能多地了解和掌握低溫操作技術(shù)[3]。

（2）補(bǔ)充完液氦以后，要注意觀察液氦注入口周圍的結(jié)冰情況，一般幾小時(shí)內(nèi)就能融化，如果一直有結(jié)冰，則可能是液氦注入口封閉不嚴(yán)，要及時(shí)處理[3]。

（3）超導(dǎo)磁體在使用過(guò)程中，一定要注意觀察液氦消耗情況，一旦發(fā)現(xiàn)消耗異常，應(yīng)立即采取措施。

[1]張志鵬.超導(dǎo)磁體[M].武漢：華中理工大學(xué)出版社，1989：193-194.

[2]張寶鳳.近代低溫技術(shù)[M].上海：同濟(jì)大學(xué)出版社，1989：36.

[3]趙喜平.磁共振成像系統(tǒng)的原理及其應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，2000：523-524.

（收稿：2013-07-03 修回：2013-12-25）

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1003-8868（2014）10-0158-02

10.7687/J.ISSN1003-8868.2014.10.158

471002河南洛陽(yáng)，河南省洛陽(yáng)正骨醫(yī)院影像中心（于子曉，郭曉潔）