1.5 T核磁共振成像系統(tǒng)失超故障處理及整改總結(jié)

李桂明，王永勝，肖翔，朱建波

廣州市番禺區(qū)中心醫(yī)院 設(shè)備科，廣州市，511400

0 引言

磁共振成像系統(tǒng)主要由超導(dǎo)磁體、計(jì)算機(jī)、冷卻系統(tǒng)、自控系統(tǒng)、射頻系統(tǒng)以及梯度電源組成。失超是指超導(dǎo)磁體由于某種原因使得磁體內(nèi)部超導(dǎo)條件被破壞，儲(chǔ)存在線圈里面的大電流，在形成電阻的地方迅速轉(zhuǎn)化成熱量，并使磁體里面的液氦大量蒸發(fā)的過程。從發(fā)生失超到修復(fù)故障約需消耗近三千升液氦，故障維修過程的液氦配件及技術(shù)人工成本，以及失超造成的較長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)下的運(yùn)營(yíng)收益中斷，將對(duì)醫(yī)療機(jī)構(gòu)造成巨大損失?，F(xiàn)分享一例磁共振成像系統(tǒng)失超故障及處理案例如下。

1 故障現(xiàn)象

醫(yī)院一臺(tái)某品牌1.5 T Avanto磁共振成像系統(tǒng)于2019年5月15日下午15：30發(fā)生失超故障，設(shè)備當(dāng)時(shí)正準(zhǔn)備進(jìn)行掃描，突然傳出“砰”的聲響，掃描間內(nèi)出現(xiàn)白色煙霧；失超管處噴出大量的液氦，持續(xù)5 min。并在隔天出現(xiàn)第二次噴發(fā)白色煙霧。

2 故障處理

2.1 緊急處理

（1）緊急撤離患者，同時(shí)要求所有人員立即離開磁體間[1]，并安排其他等候者到安全區(qū)域。

（2）科室主任通知院領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)職能科室，隨后醫(yī)學(xué)工程人員、安保人員、電工等保障人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。安保人員立即對(duì)事故現(xiàn)場(chǎng)（機(jī)房、失超管附近的門窗）進(jìn)行圍蔽處理，控制人員進(jìn)入，避免噴發(fā)的超低溫液氦凍傷附近人群。與此同時(shí)，醫(yī)學(xué)工程人員檢查現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，進(jìn)一步排除安全隱患。

（3）檢查過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)備間的天花板和設(shè)備機(jī)柜上有積水，考慮有可能引發(fā)短路，故先斷電處理。

2.2 前期處理過程

（1）檢查發(fā)現(xiàn)天花板背面沒有水，說明水的來源不是天花板上方，而是地面水管。檢查冷卻水的管路，發(fā)現(xiàn)冷卻水泵出水口位置的PVC水管膨脹很大，并且有裂縫。冷凍水泵水管故障點(diǎn)，如圖1所示。由此判斷此處破裂后因水泵壓力大而引發(fā)噴水，水噴到設(shè)備控制電柜，導(dǎo)致失超開關(guān)短路。另外，在檢查的同時(shí)進(jìn)行設(shè)備機(jī)柜表面積水的清理。

圖1 冷凍水泵水管故障點(diǎn)Fig.1 Failure points of chilled water pump water pipe

（2）廠家工程師到場(chǎng)檢修。首先，使用堵頭封堵失超管機(jī)器端的金屬膜破裂，避免液氦進(jìn)一步丟失，以及防止空氣進(jìn)入磁體，從而保護(hù)磁體[2]；其次，進(jìn)一步清理、吹干機(jī)柜內(nèi)部各模塊的積水，期間在設(shè)備間放置2臺(tái)大功率風(fēng)扇，加快吹干機(jī)柜內(nèi)部的積水。次日，對(duì)機(jī)柜的各模塊零件進(jìn)行逐一拆卸進(jìn)行檢查，使用熱吹風(fēng)吹干后，恢復(fù)液氦壓縮機(jī)和冷頭的供電[3]，查看液氦水平為31%。（3）對(duì)冷水機(jī)進(jìn)行排查。排查主機(jī)故障的原因，水管其它接縫處是否存在裂縫。

2.3 后期處理

（1）經(jīng)冷水機(jī)廠家工程師排查診斷，失超前曾發(fā)生冷水機(jī)故障，當(dāng)時(shí)設(shè)備報(bào)A211（代表高壓保護(hù)）、A006（水溫超過30度報(bào)錯(cuò)）[4]；通過更換主板、水泵水管、重新包保溫以及進(jìn)行測(cè)試后正常運(yùn)行。

（2）17日18：30失超管再次噴出大量的白色煙霧，液氦汽化通過失超管排到室外[5]。工程師再次檢查液氦水平，得到數(shù)據(jù)為7%，但升壓過程數(shù)據(jù)始終不變，懷疑液氦水平有可能為0，顯示7%有可能是探頭被冰塊堵塞。此時(shí)，磁體急需充裝部分液氦，維持磁體的低溫狀態(tài)。通過多渠道，確定由醫(yī)院的醫(yī)療設(shè)備整體維保公司聯(lián)系液氮供應(yīng)商運(yùn)送500 L液氦到醫(yī)院進(jìn)行充裝，隨后經(jīng)過除冰、加液氮等操作，使液氦水平上升至27%，暫保證磁體安全。

（3）磁體靜置觀察，檢查磁體失超管、磁體表面是否凝霜，未發(fā)現(xiàn)異常情況。

（4）廠家工程師通過打開磁體塔頭，采用低溫?cái)z像頭拍攝磁體采集相關(guān)照片，然后把照片發(fā)給英國磁體研發(fā)中心分析評(píng)估。結(jié)果反饋為磁體內(nèi)有冰，其風(fēng)險(xiǎn)為設(shè)備勵(lì)磁、勻場(chǎng)、使用過程中，冰塊可能隨時(shí)撞擊線圈再次引發(fā)失超，結(jié)合其它醫(yī)院遇到的情況，建議對(duì)磁體做熱循環(huán)。

（5）醫(yī)院經(jīng)反復(fù)溝通廠家，獲取了兩套方案：方案一，繼續(xù)補(bǔ)充液氦。進(jìn)行塔頭除冰-充裝液氦-勵(lì)磁-勻場(chǎng)-校準(zhǔn)[6]，需時(shí)4 d；方案二：磁體熱循環(huán)，因?yàn)樯婕暗焦ぞ叩倪\(yùn)送等因素，時(shí)間最快需要45 d。醫(yī)院經(jīng)綜合評(píng)估磁體現(xiàn)狀、液氦水平、壓力、過往國內(nèi)外失超出情況、再次失超概率等因素，結(jié)合自身實(shí)際情況，最終選擇采用方案一。

（6）開展勵(lì)磁。首先，由廠家工程師調(diào)運(yùn)勵(lì)磁電源等工具和1 000 ML液氦到醫(yī)院。期間，考慮勵(lì)磁過程中，可能引發(fā)再次失超，故再次對(duì)失超管鄰近科室進(jìn)行張貼安全警標(biāo)示和安全宣傳。隨后，廠家工程師依次進(jìn)行更換配件（失超管金屬膜）及D15通訊板，打開磁體外殼查漏，失超開關(guān)測(cè)試，塔頭除冰，加液氦等操作。待液氮充裝后，對(duì)磁體進(jìn)行靜置觀察，在未發(fā)現(xiàn)其它異常的前提下進(jìn)行勵(lì)磁[7]。最后，在完成勵(lì)磁的情況下，測(cè)試發(fā)現(xiàn)需要進(jìn)行勻場(chǎng)并執(zhí)行相應(yīng)操作（如果磁場(chǎng)均勻性沒問題，可不進(jìn)行該操作，而通過機(jī)器測(cè)試即可）。

3 總結(jié)及經(jīng)驗(yàn)討論

3.1 損失巨大

首先，造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大。失超后，要重新充裝約2 000 L液氦，市場(chǎng)單價(jià)約300元/L，即總費(fèi)用約60萬元；失超后要進(jìn)行檢測(cè)、除冰、勵(lì)磁、勻場(chǎng)等一系列專業(yè)操作，期間產(chǎn)生的配件及技術(shù)服務(wù)費(fèi)用合計(jì)約100萬元。其次，對(duì)醫(yī)院業(yè)務(wù)的正常運(yùn)行也造成相當(dāng)大的影響。整個(gè)維修過程約為15 d，平均每天的檢查量約為130例，即約有2 000例病人需通過其他途徑接受診療服務(wù)，增加了病人在時(shí)間及精力消耗上的負(fù)擔(dān)。此外，由于沒有進(jìn)行熱循環(huán)的處理方案，磁體內(nèi)部并未徹底除冰，設(shè)備仍有再次失超并產(chǎn)生各種損失的風(fēng)險(xiǎn)[8]。

3.2 事故原因及反映的問題

經(jīng)研究，當(dāng)水冷機(jī)發(fā)生故障，維保公司未能及時(shí)有效地排除故障，并且切換自來水冷卻時(shí)操作不到位，導(dǎo)致水冷機(jī)室內(nèi)水泵水管破裂，引發(fā)噴水導(dǎo)致失超開關(guān)短路，最終造成失超事故。事故說明第三方醫(yī)療設(shè)備整體維保單位在大型醫(yī)用設(shè)備維保方面的專業(yè)能力有所欠缺，出現(xiàn)故障后的處理及做法欠缺專業(yè)性，未能及時(shí)有效地把重大事故遏止在萌芽階段。另外，在零配件質(zhì)量方面較難保證，維修中曾計(jì)劃使用厚度較原廠相比差了一半的PVC水管，其能承受的壓力不足，存在很大風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 整改措施

（1）磁共振成像系統(tǒng)設(shè)備間水源部分進(jìn)行圍蔽隔斷處理。為避免再次發(fā)生此類事件，采用隔板從天花板至地上把冷卻水箱、水泵、水管部分進(jìn)行圍蔽隔斷，同時(shí)在隔離板中開設(shè)小門，方便操作以及觀察流量、壓力等。

（2）規(guī)范化一級(jí)維護(hù)，要求每日記錄設(shè)備運(yùn)行關(guān)鍵數(shù)據(jù)，其內(nèi)容包含液氦剩余量、設(shè)備磁體間溫濕度、氦壓機(jī)壓力值以及核磁水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)出壓力值[9]（見表1）。另外，調(diào)整醫(yī)療設(shè)備整體維保公司每日巡視的內(nèi)容，防范故障的發(fā)生，要求詳細(xì)記錄每次報(bào)警或故障處置信息，并且定期巡視和清理水冷機(jī)精密空調(diào)室外機(jī)[10]，相關(guān)記錄由科室管理人員質(zhì)控。

表1 MRI設(shè)備參數(shù)登記表Tab.1 MRI equipment parameter registration form

（3）加強(qiáng)對(duì)科室使用人員以及醫(yī)療設(shè)備整體維保公司人員的自來水循環(huán)的操作培訓(xùn)。當(dāng)水冷機(jī)故障時(shí)，需要切換自來水循環(huán)冷卻，首先關(guān)閉給水冷機(jī)供水的水泵供電，關(guān)閉連接水冷水機(jī)和水箱之間的管道閥門。關(guān)閉1號(hào)和2號(hào)閥門，打開3號(hào)和4號(hào)閥門，其他的閥門狀態(tài)保持不變，即可啟動(dòng)自來水循環(huán)給液氦壓縮機(jī)和梯度線圈降溫（如圖2所示）[11]。

圖2 自來水循環(huán)閥門狀態(tài)示意圖Fig.2 State diagram of tap water circulating valve

（4）實(shí)行機(jī)房的實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過在機(jī)房安裝攝像頭，使技術(shù)人員能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控到整個(gè)機(jī)房的現(xiàn)場(chǎng)情況，當(dāng)有意外事件發(fā)生時(shí)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

（5）加強(qiáng)科室宣教。若發(fā)生失超，檢查室會(huì)出現(xiàn)“砰”的響聲，并且磁體上方會(huì)出現(xiàn)白色煙霧，同時(shí)失超管處持續(xù)噴出煙霧?？剖覒?yīng)制定失超的應(yīng)急處置措施流程并全員知曉，同時(shí)做好“液氦可引起凍傷，本身無直接毒性，但可能造成窒息；氦氣為惰性氣體，無色無味無嗅氣體，屬于不燃?xì)怏w，該物質(zhì)對(duì)環(huán)境無危害[12]；氦氣在普通大氣壓下無毒，濃度超標(biāo)（50%以上）對(duì)人體有害”等常規(guī)認(rèn)知的宣教。

（6）磁共振成像系統(tǒng)出現(xiàn)失超情況時(shí)，需及時(shí)與液氮供貨商聯(lián)系，對(duì)接確定到貨時(shí)間、可供給量、充裝工具、充裝人員等問題，以及商務(wù)流程的問題，且液氦完成罐體的充裝后，需要靜置24 h后才能運(yùn)送[13]。而此期間，磁體的情況比較難掌控，因此要提前做好上述各項(xiàng)工作，盡快完成上述各環(huán)節(jié)的工作，以便更好地銜接維修。

3.4 磁共振成像系統(tǒng)及機(jī)房建設(shè)、維修注意事項(xiàng)

（1）由于涉及到高壓的水管道，因此在設(shè)備機(jī)房裝修設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能實(shí)現(xiàn)水、電氣元件柜隔離。

（2）機(jī)房設(shè)備進(jìn)水后電氣設(shè)備的搶修辦法。進(jìn)水的控制柜、設(shè)備盡快通風(fēng)干燥，并在吹干的過程中，要對(duì)周邊的電路板做好保護(hù)措施，以免吹出的水四處飛濺。設(shè)備重新投入運(yùn)行前，應(yīng)全面拆解、擦拭，使用熱風(fēng)吹烘，確保絕緣值達(dá)標(biāo)后方能投入運(yùn)行。電路上存在水氣可能導(dǎo)致嚴(yán)重后果，因此必須認(rèn)真細(xì)致開展干燥工作。

（3）失超管要設(shè)計(jì)合理。失超管是超導(dǎo)磁體不何缺少的一部分，它匯集了磁體的所有氣體揮發(fā)管口，一旦失超，磁體內(nèi)近2 000 L液氦全部揮發(fā)成氦氣（每升液氦可氣化為1.25 m3氦氣）將從失超管噴出[14]，如果不能將其恰當(dāng)?shù)嘏懦鰭呙栝g，將會(huì)對(duì)病人造成極大的傷害。故失超管要盡可能直通向安全的室外，并且失超管室外出口需防止雨水、老鼠等異物進(jìn)入。失超管出口需比房頂高出0.9 m，墻出口的失超管出口需比地面高出3.66 m。失超管室外出口長(zhǎng)6.1 m，寬4.6 m的范圍內(nèi)需設(shè)置為限制區(qū)域，設(shè)置警示牌限制人員進(jìn)入，且不能有空調(diào)進(jìn)風(fēng)口[15]。如果失超管設(shè)計(jì)尺寸不足、輔助路徑不合理、甚至堵塞，磁體內(nèi)部壓力快速增高而被損壞的可能性將增大。