核磁共振原理與典型故障分析及維修研究

趙松濤

（大慶龍南醫(yī)院，黑龍江大慶，163453）

0 前言

在當(dāng)前的醫(yī)療領(lǐng)域，核磁共振是一種常用的醫(yī)學(xué)診斷手段，應(yīng)用十分普遍，能夠幫助醫(yī)生對(duì)患者的病情進(jìn)行更精準(zhǔn)的判斷，特別是腫瘤、心臟病及腦血管疾病這些在早期不易被察覺(jué)的病癥，能夠做到及時(shí)察覺(jué)并確診。因此，在具體運(yùn)用核磁共振時(shí)，工作人員必須掌握科學(xué)的方法，并進(jìn)行規(guī)范的操作。但當(dāng)前在具體運(yùn)用核磁共振做分析時(shí)，可能會(huì)遭遇設(shè)備故障，一旦出現(xiàn)儀器故障，輕則會(huì)影響到核磁共振診斷的準(zhǔn)確性，重則會(huì)造成儀器設(shè)備的損壞，甚至還會(huì)發(fā)生安全事故。因此，出于設(shè)備安全利用的考慮，加強(qiáng)對(duì)儀器設(shè)備的檢測(cè)，及時(shí)維修出現(xiàn)的故障做，保證設(shè)備的長(zhǎng)期性使用就具有十分重要現(xiàn)實(shí)意義。

1 核磁共振原理分析

在醫(yī)院診療過(guò)程中，要想更好地利用核磁共振輔助醫(yī)療檢查診斷，避免出現(xiàn)運(yùn)行故障，作為儀器操作人員，首先必須全面了解核磁共振的原理。

核磁共振主要是由原子核的自旋運(yùn)動(dòng)引起的。原子核是帶有正電荷的粒子，不能自旋的核沒(méi)有磁矩，而能自旋的核則帶有循環(huán)的電流，會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，形成磁矩（μ）。其計(jì)算公式為：μ ＝γP。式中的P 是角動(dòng)量矩，γ 則是磁旋比，是自旋核的磁矩和角動(dòng)量矩之間的比值，當(dāng)自旋核初一磁場(chǎng)中時(shí)，除了進(jìn)行自旋以外，還會(huì)圍繞著磁場(chǎng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。而磁共振成像（MRI) 就是利用該原理，將人體置于特殊的磁場(chǎng)當(dāng)中，然后工作人員利用無(wú)線電射頻脈沖，激發(fā)被檢查人體內(nèi)的氫原子核，引起氫原子核的共振，并吸收脈沖能量。在停止射頻脈沖后，人體內(nèi)的氫原子核會(huì)按照特定的頻率發(fā)出射電信號(hào)，同時(shí)釋放吸收的能量，這些就會(huì)被體外的接收器所收錄下來(lái)，然后經(jīng)電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的處理而獲得圖像。就目前核磁共振具體的利用情況來(lái)看，其提供的信息量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出“CT”等其他的醫(yī)學(xué)影像成像技術(shù)，在疾病的診斷中具有更大的優(yōu)越性。而且，核磁共振成像是一種磁場(chǎng)成像，在檢查的過(guò)程中沒(méi)有任何放射性，對(duì)人體沒(méi)有危害，是一種非常安全的檢查手段。

2 核磁共振典型故障及維修策略

當(dāng)前，在醫(yī)療機(jī)構(gòu)運(yùn)用核磁共振儀器進(jìn)行具體醫(yī)療檢查時(shí)，偶爾會(huì)遇到各種各樣的儀器故障，這些故障問(wèn)題的出現(xiàn)，不僅嚴(yán)重影響到了設(shè)備具體利用的效果，同時(shí)也威脅到了人員的安全。因此，對(duì)核磁共振設(shè)備出現(xiàn)的典型故障進(jìn)行分析，讓工作人員了解這些典型故障發(fā)生的原因及具體的解決策略，具有十分重要的意義和價(jià)值。就目前而言，核磁共振設(shè)備常見(jiàn)的典型故障主要包括如下六種。

2.1 網(wǎng)絡(luò)故障

在醫(yī)療機(jī)構(gòu)具體運(yùn)用核磁共振儀器設(shè)備時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到網(wǎng)絡(luò)故障問(wèn)題，這也是當(dāng)前核磁共振設(shè)備比較典型的一類(lèi)故障，因此，分析這種故障發(fā)生的原因，并探討有效的解決維修措施具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。就筆者目前掌握的各種資料來(lái)分析，當(dāng)醫(yī)療機(jī)構(gòu)中的核磁共振設(shè)備發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)，該設(shè)備很大可能會(huì)出現(xiàn)死機(jī)的現(xiàn)象，無(wú)法實(shí)現(xiàn)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而屏幕上也會(huì)提出有網(wǎng)絡(luò)沖突。究其原因，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)這種情況最大的可能就是該醫(yī)療機(jī)構(gòu)內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)與核磁共振設(shè)備網(wǎng)絡(luò)主機(jī)的IP 地址存在著明顯的沖突，從而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)故障問(wèn)題的發(fā)生。因此，當(dāng)發(fā)生這一問(wèn)題時(shí)，工作人員應(yīng)及時(shí)調(diào)整主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)IP 地址，這樣就能及時(shí)排除故障，確保設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)了。

2.2 床的進(jìn)出故障

在醫(yī)療機(jī)構(gòu)核磁共振設(shè)備具體應(yīng)用的過(guò)程中，還會(huì)經(jīng)常遇到床的進(jìn)出故障問(wèn)題，這也是一種比較普遍的故障問(wèn)題。根據(jù)筆者的調(diào)查，床的進(jìn)出故障問(wèn)題，主要有四種表現(xiàn)形式：第一，床在進(jìn)出時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的噪音；第二，床無(wú)法正常進(jìn)出，即床無(wú)法進(jìn)入到艙位；第三，床進(jìn)入后對(duì)人體進(jìn)行的掃描不全面，這種掃描不全面是指在具體掃描的過(guò)程中，可以正常掃描到患者的膝關(guān)節(jié)以及腰椎等部位，但無(wú)法掃描到患者的頭部區(qū)域；第四，在掃描時(shí)出現(xiàn)IMAGE故障，即在掃描的過(guò)程中不能顯示圖像，重啟后問(wèn)題仍然存在。針對(duì)第一種故障問(wèn)題，最大的可能性就是床的位置設(shè)置過(guò)高，即床位比正常值要高出一部分，因此導(dǎo)致在進(jìn)出時(shí)，床位因?yàn)榇嬖谥叩瓦\(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致噪聲的出現(xiàn)。針對(duì)這一問(wèn)題，工作人員可以通過(guò)機(jī)械調(diào)整的方式，或者是手動(dòng)調(diào)整的方法，將床的位置降下來(lái)，處于正常值的范圍內(nèi)即可；針對(duì)床不能正常進(jìn)出的故障，最大的可能就是引導(dǎo)床進(jìn)行水平運(yùn)動(dòng)的皮帶部位出現(xiàn)一定的破損，湖綜合室出現(xiàn)皮帶脫落的問(wèn)題，共組喲人牙UN 可進(jìn)行細(xì)致的檢查，如果皮帶脫落，將其重新上緊即可，如果是皮帶破損導(dǎo)致的床無(wú)法正常進(jìn)出，將破損的皮帶進(jìn)行更換即可解決故障問(wèn)題；針對(duì)掃描不完全的故障問(wèn)題，工作人員需要細(xì)致檢查頭線圈是否出現(xiàn)問(wèn)題，如果是頭線圈出現(xiàn)故障，可進(jìn)行零部件的更換。如果更換零部件后依然存在故障問(wèn)題，工作人員需要細(xì)致檢查PLAG4，如果發(fā)現(xiàn)其中一腳PINPLIODE的電壓沒(méi)有變化（-2-30v），可以通過(guò)交換X1 和X2，確定哪一部位出現(xiàn)了故障問(wèn)題，然后對(duì)出現(xiàn)故障的位置進(jìn)行更換處理，即可解決故障問(wèn)題；針對(duì)IMAGE 在掃描時(shí)不能顯示圖像的故障問(wèn)題，如果重啟后問(wèn)題仍然存在，工作人員需要要重新安裝IMAGE。

2.3 掃描圖像畫(huà)面的信噪比較差

在當(dāng)前醫(yī)療機(jī)構(gòu)核磁共振成像中，還存在著圖像信噪比較差的故障。在實(shí)際生活中，圖像的信噪比時(shí)衡量該圖像質(zhì)量好壞重要的指標(biāo)，用來(lái)表示解壓縮的客觀保真度準(zhǔn)則。當(dāng)前部分醫(yī)療機(jī)構(gòu)的核磁共振掃描圖像，在機(jī)器成像圖中，有時(shí)候會(huì)分布不均勻，其中一側(cè)幾乎黑得什么都看不到，而另一側(cè)的畫(huà)面則一切正常。針對(duì)這一故障問(wèn)題，檢驗(yàn)維修工作人員需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行逐一的排查，把PF 所有的測(cè)試項(xiàng)目都做一遍，一項(xiàng)一項(xiàng)把相關(guān)的零部件進(jìn)行替換，然后重啟機(jī)器，如果重啟后仍然如此，則應(yīng)繼續(xù)替換。如果重啟后設(shè)備掃描的圖像恢復(fù)了正常，則說(shuō)明故障零件已經(jīng)被排除了。

在實(shí)際維修工作中，針對(duì)這一故障問(wèn)題，檢驗(yàn)維修工作人員主要的思路就是逐一進(jìn)行測(cè)試，逐漸縮小故障發(fā)生的范圍，但運(yùn)用這一方法，需要檢驗(yàn)維修人員扎實(shí)掌握設(shè)備工作的原理，這樣才能在最短的時(shí)間內(nèi)找出發(fā)生故障的位置，及時(shí)進(jìn)行維修，從而解決故障問(wèn)題。

2.4 掃描出來(lái)的圖像出現(xiàn)斜條偽影

障還包括掃描出來(lái)的圖像存在著斜條偽影的故障。一旦在實(shí)際運(yùn)用中遇到這種故障問(wèn)題，工作人員首先應(yīng)觀察系統(tǒng)是否給出錯(cuò)誤報(bào)警提示，如果沒(méi)有給出這樣的提示，且對(duì)設(shè)備進(jìn)行重啟后，仍然存在著這種現(xiàn)象，應(yīng)讓檢驗(yàn)維修人員進(jìn)行不同線圈的更換，并細(xì)致檢查線圈的接口位置是否完全接好，這也是在更換線圈時(shí)最容易忽略的小細(xì)節(jié)，而這一最容易忽略的小細(xì)節(jié)也是導(dǎo)致斜條偽影出現(xiàn)的主要原因之一。如果更換線圈，并確保線圈接口就是線圈接口完全接好，檢驗(yàn)維修人員應(yīng)細(xì)致檢查旁邊的各個(gè)輔助設(shè)備是否存有異常的狀態(tài)，比如靜態(tài)壓力是否在正常的范圍之內(nèi)？磁體間的溫度和濕度是否在合理的范圍之內(nèi)，如果均沒(méi)有問(wèn)題，則說(shuō)明故障發(fā)生點(diǎn)不在輔助設(shè)備上。這時(shí)候，檢查維修人員應(yīng)細(xì)致檢查核磁體所在房間的環(huán)境，例如燈光是否正好打在被掃描的物體上，從而導(dǎo)致偽影故障的出現(xiàn)，然后進(jìn)行電燈泡的更換，然后繼續(xù)進(jìn)行掃描操作，看其是否還存在重影故障。此外，檢驗(yàn)維修人員還應(yīng)細(xì)致檢查屋內(nèi)是否存在著其他交流電的存在，如果發(fā)現(xiàn)存在著其他的干擾物，應(yīng)及時(shí)移走，這樣也能保證掃描圖像的正常。

2.5 水冷機(jī)組故障問(wèn)題

在醫(yī)療機(jī)構(gòu)核磁共振設(shè)備具體的利用中，還經(jīng)常會(huì)遇到水冷機(jī)組的故障問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，遇到水冷機(jī)組的故障問(wèn)題主要表現(xiàn)為兩種情況：第一種情況是在春夏季節(jié)交換時(shí)，隨著溫度的升高，導(dǎo)致水溫也隨之升高，而當(dāng)水溫超過(guò)20℃時(shí)，水冷機(jī)組壓縮機(jī)中的氟利昂低壓會(huì)出現(xiàn)偏低的情況，即使增加氟利昂，但水溫仍然較高；第二種情況是壓縮機(jī)高壓保護(hù)開(kāi)關(guān)出現(xiàn)故障問(wèn)題。在機(jī)組出現(xiàn)故障時(shí)，工作人員即使重新啟動(dòng)機(jī)組，但壓縮機(jī)高壓部門(mén)仍呈現(xiàn)不斷上升的情況，而且保護(hù)開(kāi)關(guān)會(huì)在遇到壓力時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)。針對(duì)第一種情況，導(dǎo)致其出現(xiàn)的根本原因在于水循環(huán)的水量不夠，通過(guò)檢查水箱，工作人員就會(huì)發(fā)現(xiàn)其中存有大量的冰，所以，要想解決這一故障問(wèn)題，需要對(duì)相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行拆卸和清洗處理。針對(duì)第二種情況，導(dǎo)致故障發(fā)生最大的原因可能是壓縮機(jī)高壓部分的風(fēng)機(jī)沒(méi)有正常工作。因此，工作人員需要細(xì)心對(duì)高壓部分壓縮機(jī)線路的連接進(jìn)行檢查，如果線路沒(méi)有問(wèn)題，則應(yīng)該及時(shí)更換風(fēng)機(jī)，這樣就能有效解決故障問(wèn)題。

2.6 核磁共振機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)故障

核磁共振設(shè)備是一種科技含量極高的儀器，十分精密，對(duì)于溫濕度的要求都極為嚴(yán)格，如果機(jī)房空調(diào)系統(tǒng)在溫濕度調(diào)節(jié)方面存在著問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致核磁共振設(shè)備出現(xiàn)不必要的故障。例如：GE 的Signa1.5T 核磁共振儀，當(dāng)磁體房?jī)?nèi)的溫度高于21℃時(shí)，該設(shè)備就會(huì)出現(xiàn)罷工的現(xiàn)象，而房間內(nèi)的溫度變化往往不易被察覺(jué)，一旦溫度過(guò)高，散熱不好，核磁共振設(shè)備就容易出現(xiàn)運(yùn)行故障。此外，溫度過(guò)低也容易導(dǎo)致核磁共振設(shè)備中的半導(dǎo)體材料出現(xiàn)問(wèn)題。因?yàn)楹舜殴舱裨O(shè)備中有較大一部分半導(dǎo)體材料在低溫時(shí)，性能不穩(wěn)定，反應(yīng)會(huì)逐漸遲鈍。因此，在機(jī)房中必須配備溫度報(bào)警器，當(dāng)溫度超出正常范圍值時(shí)，就可以通過(guò)發(fā)出尖銳的報(bào)警聲，以引起工作人員的注意，及時(shí)調(diào)整溫度，有效避免不必要損失的出現(xiàn)。而濕度問(wèn)題也是影響核磁共振設(shè)備正常運(yùn)行的重要因素，特別是我國(guó)的南方地區(qū)，潮濕現(xiàn)象十分明顯，如果在施工時(shí)沒(méi)有進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，在梅雨季節(jié)時(shí)，就可鞥因?yàn)闄C(jī)房防潮措施不合理，或者不到位，從而導(dǎo)致機(jī)器出現(xiàn)運(yùn)行故障。

3 加強(qiáng)核磁共振設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)的策略分析

3.1 實(shí)行“三定”管理制度

要想加強(qiáng)核磁共振設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，相關(guān)醫(yī)療機(jī)構(gòu)首先應(yīng)實(shí)行“三定”管理制度。所謂的“三定”管理制度，就是對(duì)MRI設(shè)備實(shí)行“定機(jī)”、“定人”和“定崗”的管理制度，即對(duì)于醫(yī)院MRI 設(shè)備的使用，設(shè)置專(zhuān)門(mén)的操作人員，而且是必須通過(guò)專(zhuān)業(yè)的考核，擁有該設(shè)備操作資格證的人員才能進(jìn)行實(shí)際的操作。

3.2 加強(qiáng)機(jī)房設(shè)備的管理

針對(duì)醫(yī)療機(jī)構(gòu)的MRI 系統(tǒng)，在用電設(shè)置方面，應(yīng)使用專(zhuān)線專(zhuān)用的變壓器，同時(shí)配置穩(wěn)壓電源與不間斷電源，并且還要時(shí)刻關(guān)注使用配電機(jī)箱上各種指示燈工作的狀況以及報(bào)警裝置，定時(shí)檢查射頻、譜儀以及梯度部分電源箱的電流接頭是否出現(xiàn)松動(dòng)的現(xiàn)象，并細(xì)致檢查線路板卡口是否因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間開(kāi)機(jī)運(yùn)行或關(guān)機(jī)以及受到溫度和濕度的影響而出現(xiàn)松動(dòng)的現(xiàn)象。只有切實(shí)加強(qiáng)機(jī)房設(shè)備的管理，才能確保MRI 系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3 保持MRI 運(yùn)行環(huán)境的穩(wěn)定

在醫(yī)療機(jī)構(gòu)完成MRI 設(shè)備的安裝和調(diào)試工作后，在機(jī)房周?chē)?5m 的范圍內(nèi)，不能做出任何一丁點(diǎn)兒的改變，否則都會(huì)直接影響到機(jī)房中磁場(chǎng)的均勻度。因此，相關(guān)醫(yī)療機(jī)構(gòu)在完成安裝和調(diào)試工作后，在核磁機(jī)房的周?chē)荒苓M(jìn)件新建停車(chē)場(chǎng)等具有較強(qiáng)鐵磁性建筑環(huán)境，也不能在其周?chē)?5m 范圍內(nèi)增設(shè)輸電線以及高頻變壓器等能夠產(chǎn)生大功率電磁輻射的設(shè)備，從而保證MRI 運(yùn)行環(huán)境的穩(wěn)定。

3.4 制定完善的設(shè)備使用與維修保養(yǎng)制度

在相關(guān)醫(yī)療機(jī)構(gòu)中，為了降低MRI 設(shè)備運(yùn)行的成本，提高設(shè)備工作的效率，還必須制定完善的適用于維修保養(yǎng)制度，以提升核磁共振成像儀運(yùn)行及管理的水平。此外，相關(guān)醫(yī)療機(jī)構(gòu)還要積極借助現(xiàn)代信息技術(shù)手段，建設(shè)醫(yī)院內(nèi)部的信息交流平臺(tái)，以加強(qiáng)核磁共振設(shè)備使用人員、保養(yǎng)人員及維修人員之間信息的交流反饋，同時(shí)將維修和保養(yǎng)的記錄實(shí)現(xiàn)信息共享，從而提升設(shè)備維修保養(yǎng)的效率，確保設(shè)備的正常、穩(wěn)定運(yùn)行。

3.5 加強(qiáng)對(duì)維修保養(yǎng)人員的培訓(xùn)

在醫(yī)療機(jī)構(gòu)中，要想加強(qiáng)核磁共振設(shè)備維修保養(yǎng)的質(zhì)量，還必須加強(qiáng)對(duì)維修保養(yǎng)人員進(jìn)行必要的培訓(xùn)教育，促使保養(yǎng)在經(jīng)過(guò)教育培訓(xùn)后，能夠掌握設(shè)備保養(yǎng)的技術(shù)，能夠在實(shí)際工作中能夠根據(jù)相關(guān)工作條例，規(guī)范地對(duì)設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)。而對(duì)于維修人員，則可以通過(guò)教育培訓(xùn)，讓他們了解涉筆可能遇到的各種故障問(wèn)題及維修的方法。通過(guò)這樣加強(qiáng)教育培訓(xùn)的方式，提升相關(guān)維修保養(yǎng)工作人員的綜合素質(zhì)，從而確保核磁共振設(shè)備的正常、穩(wěn)定運(yùn)行，有效避免故障問(wèn)題的發(fā)生。