磁共振設(shè)備預(yù)防性維護策略研究

安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院 醫(yī)學(xué)工程部，安徽 合肥 230022

引言

磁共振成像是20世紀(jì)80年代初應(yīng)用于臨床的醫(yī)學(xué)影像診斷技術(shù)，它具有無電離輻射性、無骨性偽影、能多方向和多參數(shù)成像、對軟組織具有高度的分辨能力及無需使用對比劑即可顯示血管結(jié)構(gòu)等獨特的優(yōu)點。磁共振成像作為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)重要的檢查手段，在綜合醫(yī)院已得到廣泛的普及應(yīng)用。磁共振設(shè)備是高科技發(fā)展的結(jié)晶，主要由主磁體系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)、梯度系統(tǒng)、計算機及圖像重建系統(tǒng)、相關(guān)輔助設(shè)施等組成，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，系統(tǒng)龐大，相應(yīng)故障較多[1-3]。故障出現(xiàn)時，要求維護人員對設(shè)備常見故障問題有一定的了解并具備及時判斷解決問題的能力。因此，了解磁共振設(shè)備常見故障對相關(guān)工程師而言十分必要。此外，由于磁共振相對CT等檢查手段的檢查時間長，對設(shè)備運行的要求更高。為減少患者等待檢查的時間，提高診斷效率，減少磁共振設(shè)備的維修次數(shù)，保障磁共振設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)顯得尤為重要。醫(yī)療設(shè)備的預(yù)防性維護是對醫(yī)療設(shè)備進行的一系列科學(xué)維護工作，包括設(shè)備的日常性能測試、清潔保養(yǎng)等，從而保障醫(yī)療設(shè)備的安全高效運行[4-7]。

本文主要通過查閱相關(guān)文獻，分析我院現(xiàn)有的4臺磁共振設(shè)備在2016年至2018年3年期間的維修報告記錄，將磁共振設(shè)備常見的故障類型予以歸納分類。在故障分析的結(jié)果上，我院對磁共振設(shè)備開展了預(yù)防性維護工作，預(yù)防性維護工作的開展降低了磁共振設(shè)備的保修次數(shù)，為醫(yī)院節(jié)約了大量的人力物力。本文旨在通過工作的發(fā)表使相關(guān)設(shè)備工作人員了解磁共振設(shè)備的常見故障，重視對磁共振設(shè)備的預(yù)防性維護工作。

1 材料與方法

1.1 研究對象

我院自1998年引進第一臺1.5 T磁共振成像設(shè)備以來，已有21年磁共振設(shè)備的使用和維護經(jīng)驗。我院現(xiàn)擁有2臺3.0 T磁共振成像設(shè)備，2臺1.5 T磁共振成像設(shè)備，且設(shè)備均運行正常。我院磁共振設(shè)備相關(guān)信息及其使用的基本情況如表1所示。

1.2 方法

1.2.1 故障統(tǒng)計

通過調(diào)取我院磁共振設(shè)備的維修報告記錄，對我院磁共振設(shè)備維修次數(shù)進行統(tǒng)計，通過查閱相關(guān)文獻，對發(fā)生的故障類型按照磁共振設(shè)備的構(gòu)成歸納分類。因最近1臺磁共振設(shè)備裝機時間為2016年，因此數(shù)據(jù)統(tǒng)計的時間統(tǒng)一在2016—2018年時間段。

表1 我院磁共振設(shè)備基本情況

根據(jù)表1統(tǒng)計數(shù)據(jù)，按磁共振設(shè)備的故障次數(shù)與故障類型在總次數(shù)中所占百分比，以及故障導(dǎo)致的停機時間與其在總時間中所占百分比進行加和統(tǒng)計，并對故障主次進行主次等級區(qū)分。統(tǒng)計結(jié)果如表2所示，在統(tǒng)計時間段內(nèi)，我院磁共振設(shè)備出現(xiàn)故障共205次，故障次數(shù)占比中，故障占比較高的為射頻系統(tǒng)，梯度系統(tǒng)及重建和計算機系統(tǒng)故障。然而在停機時間的統(tǒng)計中，停機總時間占比最高的為其他附屬設(shè)備的故障，其次為梯度系統(tǒng)故障。在單次維修中停機時間最長的為主磁場系統(tǒng)故障，單次維修停機時長達48 h，其次為附屬設(shè)備故障，單次維修時長為12 h。圖1直觀的給出了故障及停機時間占比。此外，從圖1中可以看出綜合故障次數(shù)及停機時長占比，占比由高到低的排序依次為梯度系統(tǒng)、附屬設(shè)備系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)、重建及計算機系統(tǒng)和主磁體系統(tǒng)。因此在日常維護的過程中，相關(guān)設(shè)備管理及維修人員更應(yīng)重點關(guān)注梯度系統(tǒng)，附屬設(shè)備系統(tǒng)等占比高的系統(tǒng)維護和保養(yǎng)。

表2 故障類型及發(fā)生次數(shù)

調(diào)取2019年度我院磁共振設(shè)備的維修記錄，與2016—2018年間維修次數(shù)數(shù)據(jù)作圖進行對比，分析采取預(yù)防性維護后取得的相關(guān)效果。

圖1 故障及停機時間占比圖

1.2.2 故障原因及對策

應(yīng)磁共振設(shè)備的故障，分析故障發(fā)生原因，相應(yīng)的提出預(yù)防性維護方案。磁共振設(shè)備各系統(tǒng)常見故障、故障主要發(fā)生原因如表3所示，詳細闡述如下。

（1）主磁體系統(tǒng)。主磁體系統(tǒng)是磁共振成像設(shè)備的重要構(gòu)成部分,決定著整套裝置的圖像質(zhì)量和工作效率[8-10]。常見的故障包括冷頭故障、液氦泄露、失超等。由于主磁體系統(tǒng)的維修成本高，造成的停機時間長，對主磁體系統(tǒng)的預(yù)防性維護十分重要。預(yù)防性維護的手段包括對主磁體系統(tǒng)進行24 h不間斷的監(jiān)控，對液氦水平、磁體壓力、溫濕度等環(huán)境監(jiān)測，通過預(yù)判維修，遠程設(shè)備診斷等方式提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，減少故障率的發(fā)生。

（2） 射頻系統(tǒng)。射頻系統(tǒng)組成部分包括譜儀柜、RF線圈、射頻功率放大器等，其主要作用在于發(fā)射和接收RF脈沖和磁共振信號[11]。射頻系統(tǒng)是磁共振成像設(shè)備產(chǎn)生故障最多的系統(tǒng)之一，一般判斷準(zhǔn)確后更換某一個原件或電路板即可解決問題。射頻功率放大器是射頻系統(tǒng)的重要部件，價格昂貴，標(biāo)定使用壽命通常為8640～12960 h，預(yù)防性維護的手段包括可以采取不掃描時，通過計算機控制使射頻系統(tǒng)進入到standby off狀態(tài)，盡可能的減少其使小時數(shù)，以延長使用壽命，降低運行成本。

（3）射頻線圈。所有磁共振掃描檢查都要用射頻線圈完成，常用的線圈按其結(jié)構(gòu)形態(tài)區(qū)分可大致分為剛性線圈和柔性線圈。剛性線圈的結(jié)構(gòu)固定,又有牢固的外殼進行保護，一般情況下，如無人為破壞，基本硬件不會損壞，但是接口連接處經(jīng)常會發(fā)生短路等情況。而柔性線圈由于容易局部受力而導(dǎo)致變形，線圈內(nèi)部銅帶斷裂等損壞，使用壽命較短。在病人較多的醫(yī)院，通常柔性線圈的使用壽命僅在一年左右就要進行更換[12]。預(yù)防性維護的手段包括對線圈的維護定時清潔、經(jīng)常檢查接口等，能夠有限的延長線圈的壽命。

表3 磁共振設(shè)備各系統(tǒng)故障、原因及維護對策

（4）梯度系統(tǒng)。梯度系統(tǒng)由梯度電源、梯度放大器、梯度切換、梯度線圈等組成，是磁共振成像設(shè)備的核心部件之一。我院磁共振維修記錄顯示，梯度系統(tǒng)是磁共振成像設(shè)備故障率最高的部件，常見的故障集中在梯度放大器和梯度電源，其特點是故障率高，維修簡單，維修時間較短，而梯度線圈的故障率低，但更換價格昂貴。預(yù)防性維護的手段包括，對設(shè)備的日常檢查和監(jiān)控，經(jīng)常檢查梯度線圈的冷卻系統(tǒng)是否工作正常以及冷卻液是否有異常下降的情況。

（5）圖像重建及計算機系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)的故障是磁共振成像設(shè)備常規(guī)掃描中出現(xiàn)較為頻繁的故障之一，因內(nèi)存、刻錄、卡頓、閃屏、系統(tǒng)報錯等原因出現(xiàn)的維修次數(shù)較多，通常利用遠程手段能夠得到解決。重建及計算機系統(tǒng)的故障往往具有一定的關(guān)聯(lián)性，通常也能夠通過遠程手段得到解決，除此之外，對磁共振設(shè)備各部分硬件系統(tǒng)的檢測，定期測量圖像固定區(qū)域的信噪比、分辨率等，并對獲得的數(shù)據(jù)進行記錄及分析，也是為保證磁共振圖像質(zhì)量真實、準(zhǔn)確的重要方法之一[13]。預(yù)防性維護的手段包括要充分利用現(xiàn)代科技手段，遠程診斷、視頻等方式，遠程服務(wù)進行解決，降低溝通成本的同時，大大節(jié)約了時間成本。

（6）附屬設(shè)備的故障。我院磁共振維修記錄顯示，水循環(huán)冷卻系統(tǒng)是附屬設(shè)備的頻發(fā)故障點。水循環(huán)冷卻系統(tǒng)在磁共振系統(tǒng)中有2個主要作用：一是對梯度線圈及梯度放大器進行冷卻；二是對液氦壓縮機進行冷卻[14-15]。冷水機組一般包括水循環(huán)系統(tǒng)、制冷劑循環(huán)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個部分。對液氦壓縮機的冷卻要求為水冷系統(tǒng)24 h連續(xù)運行，因此水冷系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性的要求很高[16]。預(yù)防性維護的手段包括定期清潔冷水機組進水口和出水口的過濾網(wǎng)以及氦壓縮機的水循環(huán)系統(tǒng)的過濾網(wǎng)，定期清除風(fēng)扇和冷凝器上的灰塵及其他雜物等。

2 結(jié)果與討論

根據(jù)上述分析結(jié)果，不同類型的故障發(fā)生的頻率不同，其中梯度系統(tǒng)和射頻系統(tǒng)是故障率最高的兩個系統(tǒng)，而其他附屬設(shè)備的故障和主磁體系統(tǒng)雖然故障率相對較低，但是每次故障導(dǎo)致的停機時間卻很長，因此在日常檢查和維護中不同類型的故障檢查、維護頻率也應(yīng)加以區(qū)分。對于故障率高的系統(tǒng)，相關(guān)工作人員半個月巡檢和維護一次，對于主磁體系統(tǒng)則一個月巡檢、維護一次。

根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析所得維護方案，2019年我院設(shè)備維修及使用相關(guān)部門聯(lián)合廠家工程師定期對磁共振設(shè)備進行巡查，預(yù)判維修及網(wǎng)上診斷維修、維護。維護方案實施三個季度后，獲取的維修數(shù)據(jù)與通過調(diào)閱2016—2018年前三季度我院磁共振設(shè)備的保養(yǎng)次數(shù)、故障次數(shù)、遠程維修及現(xiàn)場維修次數(shù)進行對比分析，對預(yù)防性維護工作的實施進行了效果評估，評估結(jié)果如圖2所示。數(shù)據(jù)顯示我院磁共振設(shè)備保養(yǎng)次數(shù)呈逐年遞增趨勢，故障次數(shù)則與保養(yǎng)次數(shù)呈負相關(guān)關(guān)系。眾所周知，隨著機器使用年限增加，故障率會逐年增加，因此相對于2016年維修次數(shù)45次，2019年維修次數(shù)增加至47次，但由于預(yù)防性維護手段的使用和保養(yǎng)次數(shù)的增加，同比2018年和2017年的維修記錄，故障率處于穩(wěn)定且略有下降的狀態(tài)。同時值得注意的是，在所有維修中，遠程維修次數(shù)呈現(xiàn)遞增態(tài)勢，這一趨勢有利于維修成本的節(jié)省和維修時間的縮短。圖2數(shù)據(jù)有效說明預(yù)防性維護手段的實施為醫(yī)院節(jié)約了維修費用，節(jié)省了人力和物力，提高了磁共振設(shè)備的運行效率。

圖2 2016—2019年1～3季度維護及維修次數(shù)統(tǒng)計圖

3 結(jié)論

本文通過我院實際工作經(jīng)驗中數(shù)據(jù)的分析、歸納和總結(jié)及相關(guān)文獻工作的調(diào)研，將磁共振設(shè)備的常見故障按主要組成系統(tǒng)進行了歸納，并分析了系統(tǒng)故障產(chǎn)生的主要原因。在分析相應(yīng)原因的基礎(chǔ)上提出了磁共振設(shè)備的預(yù)防性維護建議。根據(jù)提出的維護性建議，2019年我院通過設(shè)備科專人工程師-廠家工程師-科室操作人員三部門聯(lián)動的形式，由相關(guān)人員定期對磁共振設(shè)備進行巡查，預(yù)判維修及網(wǎng)上診斷維修、維護。2019年前三季度的維修數(shù)據(jù)分析顯示，相對于2016—2018年前三季度，預(yù)防性維護的實施顯著降低了磁共振設(shè)備的維修率，提高了設(shè)備運行的效率，同時為醫(yī)院節(jié)省了大量的人力物力。本文旨在通過文章的發(fā)表，為相關(guān)設(shè)備的預(yù)防性維護工作的開展提供相關(guān)借鑒。