探析冷卻系統(tǒng)導致磁共振故障及維修路徑

曾 宏，那連濤

（大慶市油田總醫(yī)院招標采購辦 黑龍江 大慶 163000）

就醫(yī)用核磁共振成像系統(tǒng)（MRI）而言，屬現(xiàn)階段極具先進性和科學性的醫(yī)用數(shù)字化成像設(shè)備，在具體運用過程中，經(jīng)磁場射頻脈沖，促使患者體內(nèi)分布的氫核震動，進而對射頻信號顯示，發(fā)揮診斷效果。冷卻系統(tǒng)為磁共振重要構(gòu)成，若該系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可造成磁共振停止掃描，本次研究就冷卻系統(tǒng)引發(fā)的磁共振故障問題及維修路徑展開探討。

1 冷卻系統(tǒng)在核磁共振中的組成以及工作方式

1.1 組成特點

目前，以磁共振來說，以三級聯(lián)冷設(shè)計為主流，包括水冷、氦冷、冷頭；冷頭的作用原理，即利用傳輸?shù)降囊旱诤簷C的幫助下，根據(jù)熱力學第二定律，通過磁體線圈的超導制冷，將熱力沿磁體線圈外的冷屏障散熱。水冷系統(tǒng)不同于其他裝置，作用原理包括（1）能夠有效的處理磁體線圈降溫產(chǎn)生的熱能而發(fā)揮降溫作用；（2）在運行過程中，梯度線圈產(chǎn)生的熱能有效的傳輸而發(fā)揮降溫作用。

1.2 具體工作流程中冷卻系統(tǒng)的作用

1.2.1冷頭冷卻 需3個閉環(huán)循環(huán)實現(xiàn)，并經(jīng)熱交換器實現(xiàn)連接。在運行期間，氦壓機、冷頭均表現(xiàn)為24h持續(xù)不間斷工作的狀態(tài)，以將磁體線圈在冷卻過程中生成的熱量導出。相應(yīng)熱交換器將流經(jīng)冷水循環(huán)系統(tǒng)的由氦循環(huán)系統(tǒng)生成的熱量有效導出，進而發(fā)揮對氦壓機進行冷卻的效果，促使其降低液氦的進一步揮發(fā)。氟利昂循環(huán)系統(tǒng)經(jīng)熱交換器1，導出冷水循環(huán)系統(tǒng)所生成的熱量，并經(jīng)冷凝器，促使熱量向室外導出，最終發(fā)揮水冷系統(tǒng)冷卻的作用[1]。

1.2.2梯度線圈冷卻 在具體運行期間，需經(jīng)3個閉環(huán)循環(huán)實現(xiàn)，并經(jīng)熱交換器完成連接事宜。梯度線圈在具體的工作期間，純水循環(huán)系統(tǒng)可將產(chǎn)生的熱能導出。純水循環(huán)系統(tǒng)生成的熱量經(jīng)熱交換器3由冷水循環(huán)系統(tǒng)導出，改善純水系統(tǒng)的冷卻效能。氟利昂循環(huán)系統(tǒng)將冷水循環(huán)系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱量經(jīng)熱效換器1導出，并經(jīng)冷凝器向室外做進一步的導出處理。

2 冷卻系統(tǒng)在日常運行期間常見故障與相應(yīng)維修技巧

實踐中發(fā)現(xiàn)，冷卻系統(tǒng)設(shè)備報警誘導因素包括：（1）循環(huán)水缺乏：因核磁在完成裝機事宜前，于水循環(huán)管道內(nèi)，有未作排空處理的氣泡存在，持續(xù)運行一定時期后，易出現(xiàn)循環(huán)水缺乏的問題，進而在一定程度上促使管道內(nèi)分布的水壓呈明顯降低顯示，誘導水循環(huán)系統(tǒng)水泵出現(xiàn)停機的情況[2]；（2）灰塵雜物影響：部分水冷機室外機組表現(xiàn)為灰塵雜物堆積的現(xiàn)象，未及時有效予以清理，進而明顯影響到水冷機制冷效果，促使冷頭運行停止；（3）室內(nèi)溫濕度不適宜引發(fā)電路故障：在極短的時間范圍內(nèi)，室內(nèi)的溫度波動較大、范圍較廣，在磁體以及機柜的內(nèi)部電板上，會形成一層凝露，從而使故障明顯增加。而室內(nèi)濕度也需在合理的范圍內(nèi)進行控制，以35%～80%為宜，若濕度長期維持在較高的情況，可增加部分部件發(fā)生銹蝕的風險，而若室內(nèi)濕度維持在較低水平，可引發(fā)靜電積累，在積累至一定程度，且同時具適宜于放電的環(huán)境和條件時，可增加部分電路被靜電高壓浪涌或擊穿的風險，進而引發(fā)嚴重的故障現(xiàn)象；（4）短暫停電，造成冷頭在啟動時出現(xiàn)失敗；（5）氦氣缺乏：就冷頭與氦氣機之間的聯(lián)系而言，是通過對呈密閉狀態(tài)的循環(huán)管道內(nèi)分布的高純度氦氣完成熱交換，在冷頭和氦壓機循環(huán)氦氣壓力不足以支撐狀態(tài)下，冷頭制冷效率大幅度降低，磁體液氦損耗顯著增大，故需對氦氣壓力值進行詳細的記錄以及觀察，壓力值一旦表現(xiàn)為約16～17bar時，需對高純度氦氣進行補充。

3 常見故障舉例及解決策略

3.1 故障案例1

（1）機型：所選用的機型具體為佳能atlas-x1.5T磁共振；（2）故障特征：通過對磁共振運行情況進行觀察，在磁體間，缺乏規(guī)律的2Hz具“噗嗤”征象的提示冷頭在運行的聲音，即表明冷頭正常運行出現(xiàn)異常，由此產(chǎn)生的不良影響為，磁體腔分布的液氦壓力表現(xiàn)為持續(xù)增高的狀態(tài)，開始緩慢對制冷機液氦進行消耗，甚至出現(xiàn)失超的情況[3]；（3）故障原因分析及排除方法：依據(jù)所表現(xiàn)出的故障特征，對引發(fā)故障的原因進行分析，具體包括：冷水機故障；氦壓縮機故障；冷頭自身故障。為對冷頭自身有無問題進行確定，可打開壓縮機上裝設(shè)的主電源開關(guān)，對開關(guān)關(guān)閉予以驅(qū)動，由冷頭對開關(guān)打開驅(qū)動，表明冷頭運行正常，將冷頭自身存在的故障因素排除。對氦氣壓縮機進行檢查，溫度傳感器、保險絲、輸入三相電源380V均顯示無異，初步將氦壓縮機自身存在問題的情況排除。將氦壓縮機重新開啟，壓縮機呈運行狀態(tài)，Supply壓力經(jīng)觀測示為2.1Mpa，此外，Return壓力為0.5MPa，在有效運行一定時段后，出現(xiàn)停止現(xiàn)象，另外，Over temperature指標燈呈亮起狀態(tài)，用手對壓縮機進水管進行觸摸，溫度呈略偏高顯示，進一步對水溫傳感器正常予以了證實，冷水機有可能存在較大故障，進而對冷水機進行檢查，報錯為由冷水機的壓縮機裝置高壓報警。后經(jīng)較細致的查看，檢出冷水機冷凝器翅片臟，引發(fā)散熱效果不佳，對冷凝器作有效的清洗后，故障得以排除，在后續(xù)工作中，冷頭運行恢復正常[4]。

3.2 故障案例2

（1）機型：所選用的機型具體為GE HDxt 1.5T磁共振；（2）故障特征：水冷機出現(xiàn)報警現(xiàn)象，經(jīng)觀察，管路壓力表現(xiàn)為降低狀態(tài)，氟利昂缺乏；（3）故障原因分析及排除方法：查閱相關(guān)的維修保養(yǎng)手冊，在30天前，對氟利昂進行檢查，并未見明顯異常。順管路用肥皂水做一遍涂抹，檢出微小砂眼。與廠商售后聯(lián)絡(luò)后，經(jīng)雙方確認，如果有1個漏點。釋放一定的制冷劑，做雙面點焊，對點焊的密閉性，排出空氣，取10～15g左右的制冷劑補充，調(diào)整高低壓力，試開機，再次確認點焊的密閉性，風機、壓縮機、啟停聲音恢復正常則表明故障排除[5-7]。

3.3 故障案例3

（1）機型：所選用的機型具體為西門子Avanto 1.5T磁共振；（2）故障特征：水循環(huán)系統(tǒng)缺水誘導的水泵停機；（3）排查故障原因：當水循環(huán)不足是，設(shè)備出現(xiàn)報警提示，嚴格排查各部分，若水質(zhì)顯示較差，在三級過濾網(wǎng)中，排在首位的濾芯已呈黑褐色，二級濾芯也有褐色改變，按堵塞進行審定。關(guān)機并將水排空，更換新的濾芯，再重新給水，完成重新啟動動作后，提示循環(huán)水存在不足的情況，打開排氣閥，至有水流出。做關(guān)機處理，繼續(xù)做上水動作，成功將故障排除[8-9]。

4 日常維修路徑

每日對設(shè)備在運行期間的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行記錄，包括核磁水循環(huán)系統(tǒng)進出壓力值、含液氦剩余量、氦壓機壓力值、設(shè)備間磁體間溫濕度等。詳細記載各時間段出現(xiàn)的故障以及報警時的信息[10]。當出現(xiàn)相應(yīng)的故障以及在報警后，記錄發(fā)生故障的前后征象、排除方式、特點，并繪制圖形，經(jīng)圖像分析得出結(jié)論，以做后面發(fā)生故障的參考依據(jù)。需定期對水冷機以及其他室外的機組部分進行巡查以及清理污垢，以確保散熱鰭片無嚴重堵塞。若堵塞大于20%時，用水流或者壓縮空氣清理，保持良好的散熱功能，避免停機以及預警，嚴重者，可致冷頭停機。