超導(dǎo)磁共振制冷系統(tǒng)維護(hù)管理研究

張中南

河南省南陽市中心醫(yī)院磁共振室，河南南陽 473000

現(xiàn)階段，超導(dǎo)磁共振設(shè)備在醫(yī)療領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，與傳統(tǒng)磁共振相比，超導(dǎo)核磁共振設(shè)備具有很多優(yōu)勢，其不僅成像速度快、掃面時間短，更具有功能廣、覆蓋范圍大等優(yōu)點(diǎn)。與此同時，新型設(shè)備工作效率高，且診斷更加科學(xué)準(zhǔn)確。文章分析超導(dǎo)磁共振設(shè)備的工作原理，并在此基礎(chǔ)上提出超導(dǎo)磁共振制冷系統(tǒng)日常維護(hù)措施，旨在進(jìn)一步提高設(shè)備使用效率，進(jìn)而為醫(yī)院節(jié)省成本，現(xiàn)報道如下。

1 超導(dǎo)磁共振制冷系統(tǒng)工作原理

1.1 超導(dǎo)環(huán)境

液氦是超導(dǎo)磁共振主要制冷劑，穩(wěn)定冷卻系統(tǒng)能夠創(chuàng)造良好的超導(dǎo)環(huán)境，也能夠減少液氦揮發(fā)，進(jìn)而減少磁共振設(shè)備的運(yùn)行成本[1-2]。實(shí)際上，在理想狀態(tài)下，超導(dǎo)磁場一旦被建立，一直保持超導(dǎo)線圈處于超低溫環(huán)境中，就能保證磁場長期存在。要想有效建立超導(dǎo)環(huán)境，需使絕熱層處于真空狀態(tài)，后將磁體進(jìn)行預(yù)冷處理，并磁體容器中填滿液氦，進(jìn)而使液氦充滿超導(dǎo)線圈。為充分減少液氦蒸發(fā)，超導(dǎo)磁共振設(shè)備中配備了制冷系統(tǒng)，進(jìn)而為其提供良好的降溫環(huán)境。

1.2 制冷原理

超導(dǎo)磁共振制冷系統(tǒng)主要由三部分組成，即冷頭、氦壓縮機(jī)、水冷機(jī)組。其中冷頭是主要的制冷部件，可為超導(dǎo)磁體提供兩級低溫，分別為20K、70K，進(jìn)而在磁體中發(fā)揮降溫作用，維持液氦、線圈正常工作所需溫度[3]。在冷頭部件的作用下，液氦能夠維持自身壓力值，并間接反映出冷頭部件的正常工作狀態(tài)。與此同時，冷頭設(shè)備類似一個膨脹機(jī)，在氦壓縮機(jī)的作用下，高壓低溫狀態(tài)的氦氣可在冷頭部件位置將周圍熱量帶走，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)良好的降溫效果。冷頭部件的主要材料是絲綢膠木，一級以銅網(wǎng)作為蓄冷材料，二級以鉛網(wǎng)作為主要蓄冷材料。當(dāng)氦氣通過冷頭設(shè)備后，可降低膨脹壓力，進(jìn)而形成低壓狀態(tài)氦氣。氦壓縮機(jī)的壓縮作用可提升低壓狀態(tài)氦氣壓力，同時與水冷機(jī)組中冷卻水進(jìn)行換熱，并通過吸附器做強(qiáng)化過濾處理，高壓低溫氦氣送回冷頭，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)氦氣在整個系統(tǒng)中的有效循環(huán)。

2 超導(dǎo)磁共振制冷系統(tǒng)維護(hù)措施

磁共振制冷系統(tǒng)正常工作能夠保證梯度線圈一直處于超導(dǎo)狀態(tài)，也就是說超導(dǎo)磁共振制冷系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)決定了磁共振設(shè)備的性能。相關(guān)人員要在掌握設(shè)備制冷系統(tǒng)主要工作原理的基礎(chǔ)上，才能在設(shè)備發(fā)生故障時及時對其進(jìn)行正確處理。

2.1 預(yù)防性維護(hù)

醫(yī)院對醫(yī)療設(shè)備開展預(yù)防性維護(hù)，是指在設(shè)備出現(xiàn)故障前對設(shè)安全性進(jìn)行評估，并對設(shè)備性能進(jìn)行常規(guī)維護(hù)，保證設(shè)備正常運(yùn)行。預(yù)防性維護(hù)管理實(shí)際上是一種預(yù)見性維修方式，能夠?qū)⒐收虾蟊粍泳S修轉(zhuǎn)變?yōu)楣收锨爸鲃泳S護(hù)管理，進(jìn)而不斷提高超導(dǎo)磁共振設(shè)備維護(hù)的計劃性。同時，預(yù)見性維護(hù)管理能夠提高醫(yī)院設(shè)備管理水平，保證醫(yī)療設(shè)備正常運(yùn)行。制冷系統(tǒng)作為磁共振設(shè)備主要運(yùn)行部件，因嚴(yán)格按照預(yù)防性維護(hù)管理標(biāo)準(zhǔn)來執(zhí)行，進(jìn)而及時掌握磁共振設(shè)備制冷系統(tǒng)運(yùn)行狀況，保證制冷系統(tǒng)處于最佳工作狀態(tài)，充分減少維修工作量和成本，延長設(shè)備使用壽命。

2.2 系統(tǒng)性檢查維護(hù)

超導(dǎo)磁共振設(shè)備制冷系統(tǒng)預(yù)防性維護(hù)主要內(nèi)容包括：外觀檢查、內(nèi)部件清潔保養(yǎng)、損壞件維修更換、設(shè)備功能常規(guī)性檢查、設(shè)備測試校準(zhǔn)、設(shè)備運(yùn)行安全性檢查等。

外觀檢查：查看氦循環(huán)、水循環(huán)情況，觀察封閉循環(huán)管路是否發(fā)生泄漏，同時觀察磁體壓力、冷頭部件、氦壓縮機(jī)工作狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)數(shù)值超出正常值范圍時，說明制冷系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生故障，應(yīng)及時查找故障原因，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行維修處理。

內(nèi)部件清潔保養(yǎng)：定期對制冷系統(tǒng)中冷水機(jī)組的散熱器進(jìn)行沖洗，特別要將春季作為清潔保養(yǎng)的重要時期，這是由于春季楊柳絮、風(fēng)沙天氣較多，易導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)故障[4]。同時，水冷機(jī)組中水循環(huán)管道腐蝕后可產(chǎn)生一些雜質(zhì)，導(dǎo)致水流不暢，因此要定期對其進(jìn)行檢查，在做好管道抗腐蝕處理的基礎(chǔ)上，也要及時清除管道中裝置。

損壞件維修更換：壓縮機(jī)、冷頭部件長期運(yùn)行，其內(nèi)部旋轉(zhuǎn)閥、活塞等零部件會不斷磨損，導(dǎo)致設(shè)備密實(shí)性越來越差，進(jìn)而降低制冷系統(tǒng)工作效率。因此，要定期對內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)損壞件要及時更換，不能滿足運(yùn)行要求的部件，要及時進(jìn)行維修。例如，活塞2年左右就要更換1 次，及時對吸附器進(jìn)行處理，保證活性炭吸附作用。

設(shè)備測試校準(zhǔn)：超導(dǎo)磁共振設(shè)備管理人員應(yīng)注意冷頭部件運(yùn)行過程中的所發(fā)出的聲音，若出現(xiàn)異常聲音或無響聲，要及時將情況匯報給設(shè)備維修人員。超導(dǎo)磁共振設(shè)備管理人員應(yīng)在設(shè)備日常開機(jī)、關(guān)機(jī)時對液氦量進(jìn)行有效記錄，并以此為根據(jù)計算液氦揮發(fā)情況。若發(fā)現(xiàn)一段時間內(nèi)液氦量下降速度異常或過快，要及時查明異常因素，并采取對應(yīng)解決措施。通常，液氦量下降至60%時，要及時加注液氦[5]。

設(shè)備運(yùn)行安全性檢查：定期對設(shè)備電穩(wěn)壓電源柜的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢查，若超導(dǎo)磁共振設(shè)備未安裝“UPS”電源，因此若發(fā)生意外停電情況，要在通電后立即恢復(fù)電力，同時重新開啟氦壓縮機(jī)、冷水機(jī)組。為了避免夜間發(fā)生停電現(xiàn)象，要為設(shè)備安裝停電報警裝置。

3 結(jié)語

超導(dǎo)磁共振設(shè)備是醫(yī)療臨床工作中重要設(shè)施，能夠?yàn)榕R床診療活動提供科學(xué)檢查結(jié)果，因此保證其運(yùn)行安全性和可靠性具有現(xiàn)實(shí)意義。制冷系統(tǒng)作為超導(dǎo)磁共振設(shè)備重要組成部分，為其制定良好的維護(hù)管理策略，能夠快速發(fā)現(xiàn)制冷系統(tǒng)存在的故障和問題，進(jìn)而及時采取有效措施進(jìn)行解決，使設(shè)備恢復(fù)運(yùn)行。同時，對制冷系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)防性檢查、維護(hù)，可充分減少由溫度變化而帶來的液氦損失，保證設(shè)備開機(jī)率及患者相關(guān)檢查工作的順利實(shí)施。超導(dǎo)磁共振設(shè)備與小型醫(yī)療設(shè)備維護(hù)不同，其制冷系統(tǒng)的良好維護(hù)，與醫(yī)院經(jīng)濟(jì)效益、社會效益緊密相聯(lián)，因此要嚴(yán)格按照維修保養(yǎng)程序開展管理。醫(yī)務(wù)人員、設(shè)備管理人員及維修人員要在實(shí)際工作中注意設(shè)備細(xì)節(jié)變化,堅(jiān)持每天做好設(shè)備運(yùn)行狀況記錄，做到早發(fā)現(xiàn)、早處理，最大程度保證超導(dǎo)磁共振設(shè)備的安全運(yùn)行。

[1]江勇.制冷機(jī)直接冷卻式小型超導(dǎo)磁體測試裝置研制及實(shí)驗(yàn)[J].中國科學(xué)院研究生院（上海應(yīng)用物理研究所）,2014,4（1）：263-268.

[2]王輝林,馬彪,徐衛(wèi)峰.超導(dǎo)型磁共振制冷系統(tǒng)的原理及預(yù)防性維護(hù)[J].醫(yī)療裝備,2014,21（14）：1956-1958.

[3]周洪吉.MICE 超導(dǎo)磁體冷卻降溫和失超過程的模擬研究[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報,2013,7（1）：103-107.

[4]陶冶.核磁共振設(shè)備日常維修與維護(hù)的方法探討[J].臨床醫(yī)學(xué)工程,2014,15（7）：2312-2314.

[5]劉洋,躍進(jìn),石晶,等.100kJ/50kW 高溫超導(dǎo)磁儲能系統(tǒng)在微電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].儲能科學(xué)與技術(shù),2015,6（9）：498-501.