醫(yī)用磁共振常見故障分類統(tǒng)計及維修策略分析

上海市第六人民醫(yī)院，上海 200233

引言

醫(yī)用磁共振設(shè)備具有多方向、多參數(shù)成像的特性，能直接做橫斷、冠狀、矢狀和任意切面的影像[1]，同時對軟組織分辨力強，因此磁共振設(shè)備在各級醫(yī)院的普及性越來越高，如今已成為醫(yī)院影像檢查及診斷的核心設(shè)備。另外，磁共振成像技術(shù)的臨床應(yīng)用為臨床診斷提供豐富診斷依據(jù)的同時也為醫(yī)院創(chuàng)造了良好的效益。實際上，一臺磁共振的生命周期一般為8～10年，在這段使用年限里，磁共振結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，經(jīng)常由于各種原因發(fā)生多種故障。由于磁共振設(shè)備的原理以及構(gòu)成十分復(fù)雜、設(shè)備運行覆蓋場地也比較大，影響人身安全和設(shè)備安全運行的各種因素增多[2]，對該設(shè)備的維護保養(yǎng)更加重要。

骨科、內(nèi)分泌代謝科和心內(nèi)科是國家重點?？?，而我院作為上海市創(chuàng)傷骨科臨床醫(yī)學(xué)中心所在地，骨科病人量較大，對影像診斷的要求也較高。為了支撐臨床檢測需求，我院引進5臺磁共振設(shè)備，型號和投入使用時間，見表1。

表1 五臺磁共振運行情況

1 磁共振常見故障分類統(tǒng)計

對于表1中的5臺磁共振設(shè)備，由于Skyra和Prisma使用時間較短，因此不計入本次研究。為了直觀地統(tǒng)計設(shè)備的故障情況，我們統(tǒng)計了另外3臺設(shè)備2017～2018年發(fā)生故障后在修復(fù)設(shè)備時每臺設(shè)備更換的備件總數(shù)。（備注：研究所得結(jié)果僅包括近兩年設(shè)備更換的硬件備件，發(fā)生的沒有更換任何備件即解決故障的情況未計入此次統(tǒng)計結(jié)果）。對于某臺設(shè)備某個備件發(fā)生備件到貨時即為損壞件的情況不做重復(fù)統(tǒng)計。表2列出了3臺設(shè)備更換備件總數(shù)的情況。

表2 三臺磁共振更換備件的數(shù)量（個）

我們將更換的備件分為7類：① 系統(tǒng)，包括濾波器filter box，磁體遠程監(jiān)控RMMU等；② 射頻，包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（Data Acquisition System，DAS）、射頻放大器、前端射頻接口、線圈、線圈插座等；③ 梯度，包括梯度放大器、梯度線圈和高階勻場等；④ 磁體和水冷，包括磁體、水冷機、壓縮機和冷頭等；⑤ 計算機系統(tǒng)，包括主機和重建器等；⑥ 掃描床；⑦ 其它附件，例如床墊、綁帶、防護耳機等。

以上7大類已經(jīng)覆蓋了所有更換的備件，上述3臺設(shè)備3年內(nèi)所有更換的備件歸類后每一大類的數(shù)量如圖1所示。

圖1 磁共振更換備件分類統(tǒng)計

由圖1可以直觀地看到，3臺磁共振在兩年內(nèi)發(fā)生故障最多的是射頻系統(tǒng)，其次是水冷系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)和掃描床。尤其是在2017年，Verio和Ingenia的射頻系統(tǒng)故障占了整機故障的近2/3。水冷系統(tǒng)和主機系統(tǒng)等的故障率相對低一些。我們針對各個頻繁發(fā)生故障的子系統(tǒng)進行了故障分析，并提出相應(yīng)的對策。

2 故障分析及維護對策

2.1 射頻系統(tǒng)的主要故障分析和維護對策

2.1.1 故障分析

Verio和兩臺Ingenia在兩年內(nèi)的總故障數(shù)較為穩(wěn)定，3臺設(shè)備更換備件最多的都在射頻系統(tǒng)，射頻系統(tǒng)是磁共振設(shè)備的核心，其中譜儀[3]、射頻放大器[4]和線圈[5-6]的不斷研發(fā)和改進是決定整個磁共振成像質(zhì)量的關(guān)鍵，產(chǎn)生射頻系統(tǒng)的通路和原理如圖2所示。

圖2 射頻子系統(tǒng)框圖

DAS的發(fā)射部分向射頻放大器發(fā)出指令，放大器發(fā)射出特定方向、帶寬和持續(xù)時間的射頻脈沖，通過體線圈發(fā)射到人體，由選定的表面線圈接收從人體組織得到的共振信號，表面線圈將信號以模擬或數(shù)字的形式返回到DAS，然后傳輸?shù)街亟ㄏ到y(tǒng)進行重建。

射頻系統(tǒng)中常見故障有射頻放大器故障、射頻發(fā)生器損壞、射頻最大功率發(fā)生漂移、射頻電子管損壞、線圈閉合不嚴、線圈接觸不良或受損等，其中線圈的故障最為頻繁[7-9]。其中更換數(shù)量較多的是膝關(guān)節(jié)線圈、頭線圈和乳腺線圈，此外線圈插座部分也容易發(fā)生故障，需要經(jīng)常清潔，不然會在掃描過程中報錯。由于該類設(shè)備主要用于頭顱和腹部掃描，因此這兩個線圈的使用量極大，而且由于不斷插拔更換線圈，造成線圈插頭的針極其容易變形與折斷，造成系統(tǒng)無法識別線圈，不能進行掃描。同時，反復(fù)的插拔也造成系統(tǒng)插座損壞，導(dǎo)致接觸不良。將Verio和Ingenia的線圈插座口在掃描床上，這一各大廠家所一致采用的設(shè)計使更換線圈更為方便，但是線圈接口容易受到污染，需要經(jīng)常清理才能保證掃描正常進行。

2.1.2 維護對策

在實際使用過程中發(fā)現(xiàn)Verio的線圈插座里面經(jīng)常存留有大量的造影劑，線圈插座極其容易被造影劑等所污染，尤其是在增強掃描時，流出的造影劑會順著掃描床的凹槽流入插座，甚至有時候會有造影劑直接滴入插座，阻斷射頻信號通路。針對這個問題，必須經(jīng)常提醒使用人員在打造影劑的時候注意保護插座，一旦發(fā)現(xiàn)有造影劑殘留即及時清理，避免造影劑流入床面板上的線圈插座。同時，從2018年開始維護人員開始定期對Verio和Ingenia的插座進行清理，大大降低了因線圈插座污染引起的故障，最終使2018年Verio的射頻故障率與2017年相比有明顯下降。

針對個別線圈使用量極大，反復(fù)插拔線圈造成線圈插頭損壞的現(xiàn)象，臨床工程師不僅對線圈（包括接口針有無松動，線圈上下部分是否能夠完全閉合等）進行定期檢查，同時對醫(yī)技人員也進行了培訓(xùn)，指導(dǎo)其正確連接線圈，注意保護線圈插頭。實際上，第一臺Ingenia在2018年的射頻線圈故障率較2017年下降。作為光纖磁共振的數(shù)字化線圈，如果能通過日常維護降低數(shù)字化線圈的故障率，就可以節(jié)省大量的維修成本。

2.2 水冷系統(tǒng)的主要故障分析和維護對策

2.2.1 故障分析

磁共振設(shè)備水冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。

圖3 水冷系統(tǒng)框圖

3臺磁共振設(shè)備在2017年度均發(fā)生了1～2次水系統(tǒng)的故障導(dǎo)致的設(shè)備停機，而且大部分的水冷系統(tǒng)故障集中在6～9月夏季。由于夏季室外溫度非常高，室外水冷機發(fā)生故障的風(fēng)險也相對較高，這其中有2次是因為夏季室外水冷的壓縮機排風(fēng)口通風(fēng)不暢造成回風(fēng)溫度過高室外機停機，而且室內(nèi)二級水冷故障及壓縮機停止工作、磁共振停機、冷頭停止工作、液氦揮發(fā)。此外，還有個別故障的原因在于室內(nèi)水冷機的控制電源故障和循環(huán)冷卻液的泄漏。雖然水冷系統(tǒng)的故障頻率遠低于射頻系統(tǒng)的故障頻率，然而一旦發(fā)生水循環(huán)故障就必然會造成設(shè)備停機。

2.2.2 維護對策

對于水冷系統(tǒng)，日常使用時要留意梯度線圈和梯度放大器的兩組水冷循環(huán)的液面，一旦低于最低液面需要立即加裝冷卻液，在春夏更替的時間段，氣溫的不斷升高導(dǎo)致水的溫度大于規(guī)定溫度，要查看壓縮機兩組氟利昂的低壓值[10]，添加氟利昂之后如果水的溫度依然很高，則要檢查水循環(huán)的量是否符合預(yù)期的標(biāo)準[11-12]。尤其需要注意夏天，由于室外機故障造成室內(nèi)二級水冷故障及壓縮機停止工作的情況增多，壓縮機無法正常運行所帶來的后果是冷頭的不工作、液氦揮發(fā)[13]。因此，提前規(guī)劃室外機的保養(yǎng)時間，做好第三方室外水冷機的保養(yǎng)工作十分重要[14]。在分析2017年的水冷系統(tǒng)故障之后，我們在2018年5月份夏季到來之前對每一臺磁共振進行了室外機的保養(yǎng)，檢查壓縮機的運行狀態(tài)，及時清理了壓縮機、更換了濾網(wǎng)和風(fēng)扇，有效避免了該臺設(shè)備停機（2018年夏季，1臺Ingenia沒有發(fā)生水冷故障，另1臺Ingenia操作面板發(fā)生故障，未影響到設(shè)備的運行）。

2.3 計算機和掃描床的主要故障分析和維護對策

2.3.1 故障分析

計算機系統(tǒng)的故障主要集中在重建計算機。3臺設(shè)備在兩年內(nèi)都發(fā)生過重建計算機故障，Verio是在序列掃描完后重建圖像過程中出錯，而Ingenia是在開機等待階段重建計算機與主機連接不上，通常重啟重建計算機能夠解決問題。

本次研究過程中掃描床部分更換的備件包括主機與床之間的光纖，床的控制盒、限位開關(guān)等。主控臺通過光纖與掃描床的控制單元連接，由床的控制單元來控制編碼器，進行床的上下移動與進出。掃描床及其與外界的連接結(jié)構(gòu)框圖如圖4所示。

圖4 掃描床框圖

在本研究中，出現(xiàn)了主機與床之間的光纖被老鼠咬斷、主機與床失去通訊、Ingenia床的控制盒電子元器件損壞、Verio床的限位開關(guān)卡死等故障現(xiàn)象，導(dǎo)致床無法上下移動。而掃描床發(fā)生故障會直接導(dǎo)致整個設(shè)備停機。

2.3.2 維護對策

對于主計算機和重建計算機，實行每周主機關(guān)機一次的策略，同時每個月清理系統(tǒng)里冗余的日志文件、每周檢查主機與重建計算機之間的通訊。

磁共振主機與掃描床等均通過光纖相連接，而這些光纖走天花板上的線架穿過了設(shè)備機房或磁體間，使用人員須保證環(huán)境的相對整潔，防止光纖被拉斷或者老鼠等咬斷。同時定期對床進行清理，保養(yǎng)的時候注意給床涂潤滑油，以及檢查床的限位開關(guān)是否正常工作。

3 總結(jié)

本文分析了我院3臺磁共振設(shè)備近兩年維修過程中根據(jù)故障更換配件的問題，對備件進行了歸類分析，射頻系統(tǒng)尤其是其中的線圈-插頭-插座部位是各個機型發(fā)生故障率最高地部件位置，結(jié)合設(shè)備本身的設(shè)計和使用操作的習(xí)慣，總結(jié)了故障原因提出設(shè)備維護策略。希望可以為醫(yī)技人員和設(shè)備管理人員提供參考。除此之外，我們在日常維護、檢修過程中要形成一定的規(guī)范[15]，注意相關(guān)經(jīng)驗的總結(jié)和積累，不斷提升自身的專業(yè)素養(yǎng)[16]，對設(shè)備進行全方面、更優(yōu)質(zhì)的維護和維修。

隨著光纖磁共振的普及，Ingenia CX、Prisma等高檔機型投入使用，各大生產(chǎn)廠家在設(shè)備研發(fā)方面必然會不斷做出改進，性能更強圖像質(zhì)量更好，運行也更穩(wěn)定。作為醫(yī)工人員，我們有必要監(jiān)控并了解設(shè)備故障及需要常更換的備件，結(jié)合日常使用的情況總結(jié)可能造成故障甚至停機的原因，及時防患于未然。