超導(dǎo)磁共振制冷系統(tǒng)維護(hù)管理探討

劉劭坤 孫宏立 田秀峰

在超導(dǎo)磁共振設(shè)備中, 要使磁體線圈在超導(dǎo)狀態(tài)下運(yùn)行,需要高度真空的低溫容器；為保證超導(dǎo)環(huán)境的存在, 必須有一套運(yùn)行良好、工作性能穩(wěn)定的冷卻系統(tǒng)；液氦是維持磁體超導(dǎo)狀態(tài)所用的制冷劑, 價(jià)格昂貴, 良好的冷卻系統(tǒng)能大大降低液氦的揮發(fā), 減少超導(dǎo)磁共振運(yùn)行成本［1］。因此在日常工作當(dāng)中, 做好超導(dǎo)磁共振制冷系統(tǒng)的維護(hù), 具有更重要意義。本院分別于2006年和2010年購(gòu)進(jìn)三臺(tái)超導(dǎo)磁共振, 現(xiàn)就制冷系統(tǒng)維護(hù)管理方面進(jìn)行如下回顧總結(jié)。

1 材料與方法

1.1 材料 超導(dǎo)磁共振三臺(tái), Philips Inter 1.5T, Achieva 3.0T,西門(mén)子Magneton Trio Tim3.0T各1臺(tái)。超導(dǎo)磁共振儀的磁場(chǎng)是在超導(dǎo)環(huán)境中給超導(dǎo)線圈通電流而產(chǎn)生的［2］。超導(dǎo)材料的工作溫度為4.2 K(-268.8℃)。磁體雖然采用了多重真空絕熱結(jié)構(gòu), 但是由于結(jié)構(gòu)支撐及磁體材料等多種因素, 熱傳導(dǎo)不能完全被阻止, 所以液氦會(huì)以蒸發(fā)的形式帶出導(dǎo)入的熱量, 從而保證超導(dǎo)線圈4.2 K的工作溫度。為盡可能減少液氦蒸發(fā),在容納超導(dǎo)線圈的容器外又設(shè)置了20 K和77 K冷屏, 并為磁共振配備了提供降溫的制冷系統(tǒng)。超導(dǎo)型磁共振儀的制冷系統(tǒng)由四部分組成：液氦冷屏、冷頭、氦壓縮機(jī)和水冷機(jī)組［3］。

1.2 管理方法

1.2.1 科學(xué)管理 科室成立維護(hù)管理小組, 成員3～4名, 由技師長(zhǎng)擔(dān)任組長(zhǎng), 主管技師任副組長(zhǎng), 有責(zé)任心的技師承擔(dān)組員, 制定完善的維護(hù)管理流程及規(guī)章制度并實(shí)施到位。

1.2.2 重點(diǎn)培訓(xùn) 培訓(xùn)分理論與實(shí)踐兩個(gè)階段, 首先科室技師長(zhǎng)制定切實(shí)可行的培訓(xùn)計(jì)劃, 就制冷系統(tǒng)維護(hù)的重要性、制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、組成、制冷原理及維護(hù)的重點(diǎn)及細(xì)節(jié)等理論知識(shí)做分階段授課, 并針對(duì)性地理論考核, 要求人人掌握領(lǐng)會(huì)；在此基礎(chǔ)上, 再由受過(guò)專業(yè)培訓(xùn)的主管技師實(shí)體演示,采取互動(dòng)式多次演習(xí), 強(qiáng)調(diào)人人過(guò)關(guān)。

1.2.3 重點(diǎn)維護(hù) 隨著磁共振技術(shù)的提高, 梯度功率不斷增大, 梯度系統(tǒng)也由風(fēng)冷散熱方式改為水冷來(lái)提高冷卻效率、降低噪音, 水冷系統(tǒng)良好運(yùn)行是磁共振正常工作的重要保障。水冷機(jī)組、氦壓縮機(jī)和冷頭不停地運(yùn)行, 為冷屏持續(xù)提供冷量, 保證超導(dǎo)線圈4.2 K的低溫工作環(huán)境, 以維持磁共振儀的超導(dǎo)磁場(chǎng)［4］。作為一種消耗品, 冷頭的使用壽命一般只有18000 h(約2年)［5］, 達(dá)到使用年限應(yīng)更換, 有利于提高冷頭使用壽命, 超期使用會(huì)使填料松漏, 嚴(yán)重時(shí)有可能將活塞卡死在缸套中, 造成冷頭徹底報(bào)廢, 也可能導(dǎo)致磁體失超；氦壓縮機(jī)輸出的低溫高壓氦氣必須及時(shí)濾除混入的潤(rùn)滑油；吸附器的好壞對(duì)冷頭工作影響很大, 應(yīng)及時(shí)更換吸附器內(nèi)的活性炭；水冷機(jī)組在日常使用中發(fā)生故障較多, 保持循環(huán)管道的完好, 防止冷凍液流失和循環(huán)管路中進(jìn)氣, 提高循環(huán)水的潔凈度, 同時(shí)做好水泵維護(hù)。

1.2.4 日常維護(hù) 每臺(tái)設(shè)備配一本運(yùn)行記錄簿, 記錄每日的各種技術(shù)參數(shù), 由當(dāng)班技師負(fù)責(zé)。磁體間溫濕度、液氦容量、氦壓縮機(jī)壓力、氦壓機(jī)水冷溫度、梯度水冷溫度等參數(shù)的正常值范圍標(biāo)識(shí)在儀表附近, 發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)處理或上報(bào)。液氦壓力設(shè)定為4 psi(1 psi=6.89476 kPa), 記錄時(shí)若壓力超出(3.8～4.2 psi)范圍則表明故障, 發(fā)現(xiàn)后及時(shí)排查解決；液氦容量應(yīng)>60%, 50%是極限值, 鑒于目前液氦供應(yīng)緊張的情況,要提前預(yù)定, 避免因液氦量過(guò)低引起失超；如遇意外停電,待來(lái)電后要及時(shí)打開(kāi)氦壓縮機(jī)(多數(shù)氦壓縮機(jī)不能自動(dòng)恢復(fù))每月清洗水冷機(jī)的室外機(jī)組, 避免因落葉等雜物堵塞導(dǎo)致制冷效率降低。

1.2.5 加強(qiáng)監(jiān)管 每臺(tái)設(shè)備指定一名主管技師負(fù)責(zé), 監(jiān)督檢查每日運(yùn)行記錄登記和設(shè)備正確操作；科室維護(hù)管理小組應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督, 定期檢查各設(shè)備運(yùn)行狀況, 及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題, 及時(shí)督促負(fù)責(zé)人認(rèn)真做好維護(hù), 以排除隱患。

2 結(jié)果

本院2006、2010年分別引進(jìn)1.5T超導(dǎo)磁共振和兩臺(tái)3.0T超導(dǎo)磁共振, 7年多來(lái)制冷系統(tǒng)從未出現(xiàn)意外故障, 明顯降低超導(dǎo)磁共振的故障率, 有力保障大型設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 小結(jié)

做好超導(dǎo)磁共振制冷系統(tǒng)日常維護(hù)管理, 明顯降低超導(dǎo)磁共振的故障率, 提高了開(kāi)機(jī)率, 為醫(yī)院節(jié)省大量開(kāi)支, 值得臨床借鑒應(yīng)用。

［1］侯剛.1.5T超導(dǎo)磁共振制冷系統(tǒng)的工作原理及日常維護(hù).醫(yī)療裝備, 2012, 25(2):56-58.

［2］楊博.超導(dǎo)磁共振設(shè)備的安全維護(hù)與保養(yǎng).中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2011, 26(3):126.

［3］顧亞軍.淺談醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)與巡修檢修管理.中國(guó)實(shí)用醫(yī)藥, 2014, 9(6):261-262.

［4］王輝林, 黃昌永, 馬彪, 等.超導(dǎo)核磁共振水冷系統(tǒng)的工作原理及維護(hù)保養(yǎng).中國(guó)醫(yī)療設(shè)備, 2012 (01):25.

［5］李曉強(qiáng).超導(dǎo)磁共振低溫制冷系統(tǒng)的原理及維護(hù).中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備, 2009, 6(4):49-50.