磁共振成像系統(tǒng)失超故障的分析與處理

劉 宸

（濟(jì)南市章丘區(qū)中醫(yī)醫(yī)院，山東濟(jì)南 250200）

0 引言

以1.5T 磁共振成像系統(tǒng)為例，該設(shè)備主要由磁體、射頻場線圈、梯度場線圈、中控系統(tǒng)以及成像系統(tǒng)等模塊組成，是現(xiàn)階段醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中較為先進(jìn)的影像診斷設(shè)備。該設(shè)備出現(xiàn)失超故障的主要原因是因內(nèi)部超導(dǎo)磁體環(huán)境被破壞，導(dǎo)致設(shè)備無法維持原有的超導(dǎo)環(huán)境，設(shè)備出現(xiàn)白煙和氣體泄漏聲音是出現(xiàn)該故障的明顯表征，而該故障信號出現(xiàn)的原因在于設(shè)備內(nèi)部電流轉(zhuǎn)化成熱能并使液氦泄漏蒸發(fā)。一旦出現(xiàn)失超現(xiàn)象即證明需要對該設(shè)備進(jìn)行全面的除冰、勵磁、勻場和加液氦等一系列調(diào)試處理過程，若處理不當(dāng)導(dǎo)致設(shè)備完全損壞時，則醫(yī)院需要承擔(dān)數(shù)百萬元的經(jīng)濟(jì)損失。因此，需要對該設(shè)備出現(xiàn)失超問題的原因進(jìn)行徹底分析，以減少維修時間過長和維修處理不當(dāng)帶來的經(jīng)濟(jì)損失。

1 失超故障

以某二甲醫(yī)院的1.5T 磁共振成像系統(tǒng)設(shè)備的失超故障為例。了解該醫(yī)院的醫(yī)療器械工程師的故障記錄后得知，該設(shè)備的失超故障是在一次正常檢查工作中出現(xiàn)的，當(dāng)時該設(shè)備正對患者進(jìn)行腦垂體平掃加增強(qiáng)，當(dāng)平掃環(huán)節(jié)結(jié)束之后準(zhǔn)備打造影劑時，磁體室管理護(hù)士聽到設(shè)備發(fā)出氣體泄漏的聲音，并及時將該問題告知操作室內(nèi)的技師，于是技師便進(jìn)入磁體室將患者推出至等候室，此過程中磁體室與操作室之間的環(huán)境是連通的，但患者、護(hù)士和技師等人均未出現(xiàn)不適感，氣體泄漏聲音在持續(xù)約3 min 后逐漸消失[1]。此時設(shè)備的液氦液面顯示設(shè)備液氦存儲只有15%，經(jīng)過幾分鐘的觀察顯示液氦存儲只剩7%。2020 年7 月12 日，磁共振成像系統(tǒng)設(shè)備失超前的各項(xiàng)主要數(shù)據(jù)如表1 所示，其中1 psi 等于6.896 kPa。

表1 磁共振成像系統(tǒng)設(shè)備檢查數(shù)據(jù)

2 故障風(fēng)險(xiǎn)

2.1 失超故障帶來的直接風(fēng)險(xiǎn)

磁共振成像系統(tǒng)一旦出現(xiàn)失超問題便會導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。當(dāng)該設(shè)備出現(xiàn)失超問題后便會短時間內(nèi)蒸發(fā)大量液氦，以飛利浦1.5TAchieva 磁共振設(shè)備為例[2]，當(dāng)設(shè)備內(nèi)部液氦散失達(dá)到10%以下時，需要重新加裝約2000 L 的液氦到設(shè)備中。以上海某公司生產(chǎn)的液氦為例，一罐500 L、純度＞99.999%的液氦價(jià)格約為20 萬元，由此可推算出一次失超問題后單純液氦補(bǔ)充就需要80 萬元，再加上其他檢修工作如檢測、除冰、勵磁、勻場以及元器件更換等一系列專業(yè)操作產(chǎn)生的全部費(fèi)用約為100 萬元[3]。除此之外，一次失超問題的檢修處理通常需要20 d，假設(shè)一個二甲醫(yī)院每天需要通過該設(shè)備對300 例病患進(jìn)行檢查，則表明在該設(shè)備檢修期間有近500 名病患需要通過其他方式進(jìn)行治療，對病患而言晚一天接受治療便會增加一份風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的概率[4]。另外，如果上述檢修環(huán)節(jié)出現(xiàn)一點(diǎn)疏漏導(dǎo)致設(shè)備在之后不久的運(yùn)行中再次出現(xiàn)失超問題，則醫(yī)院將面臨成倍的經(jīng)濟(jì)損失。

2.2 事故原因分析

對上述磁共振成像系統(tǒng)失超問題進(jìn)行研究后得知，出現(xiàn)失超問題的主要原因是磁共振成像系統(tǒng)水冷機(jī)發(fā)生故障，而設(shè)備的維保公司未能在最佳補(bǔ)修時間內(nèi)給予有效的維修，并且在對設(shè)備進(jìn)行維修時因切換自來水冷卻環(huán)節(jié)中出現(xiàn)操作失誤的問題，造成設(shè)備下水冷機(jī)室內(nèi)的水管破裂并引發(fā)噴水，從而導(dǎo)致磁共振成像系統(tǒng)出現(xiàn)失超事故。由該事故能夠直接證實(shí)以下3 個問題。

（1）醫(yī)院對高精醫(yī)療設(shè)備存在過度的“重視”，即因?yàn)樵O(shè)備的精密和貴重導(dǎo)致不會對設(shè)備進(jìn)行定期的維修檢測，進(jìn)而導(dǎo)致小故障逐漸演變成大事故。

（2）專業(yè)設(shè)備檢修人員的技術(shù)與責(zé)任心存在缺失現(xiàn)象。例如，該事故案例中如果檢修人員重視每一步維修操作，則會避免設(shè)備下水冷機(jī)室內(nèi)的水管破裂，就不會引起設(shè)備的失超故障。

（3）設(shè)備更換的材料存在一定的質(zhì)量差距，經(jīng)事故的全方位調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，磁共振成像系統(tǒng)下的水冷機(jī)室水管厚度與原裝相差近1/3，導(dǎo)致PVC 水管不能承受瞬時水錘效應(yīng)帶來的壓力而造成的破裂[5]，磁共振成像設(shè)備的水冷機(jī)故障點(diǎn)位置如圖1 所示。

圖1 冷凍水泵水管故障點(diǎn)

2.3 處理措施規(guī)劃

（1）需要對磁共振成像系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)部的水源模塊進(jìn)行隔離處理。該處理過程可利用隔板將天花板至地板進(jìn)行隔離，并對設(shè)備內(nèi)部的冷卻水箱、水泵以及水管等部分進(jìn)行二次隔斷，同時為方便觀察需要在各設(shè)備模塊下開設(shè)小窗口，以方便對設(shè)備之后的維護(hù)操作與流量、壓力等參數(shù)觀察提供視角。

（2）時刻做好維修參數(shù)的記錄。該部分主要覆蓋設(shè)備的日常工作與檢修階段，要求設(shè)備管理人員對設(shè)備進(jìn)行定期的參數(shù)記錄，并以季度或年為單位對所有參數(shù)進(jìn)行對比研究，以分析出設(shè)備是否存在某些模塊的安全隱患，對可能出現(xiàn)故障的設(shè)備進(jìn)行故障等級的規(guī)劃，以此設(shè)定相應(yīng)的檢查方案，保障設(shè)備時刻運(yùn)行在安全范圍區(qū)間內(nèi)。

（3）做好磁共振成像系統(tǒng)失超故障后的應(yīng)急管理預(yù)案。失超問題一旦發(fā)生便無法避免，因此需要對事后的補(bǔ)救處理措施進(jìn)行設(shè)計(jì)，以降低失超問題給醫(yī)院與醫(yī)患帶來的影響。該部分可以通過應(yīng)急設(shè)備給予解決，即通過預(yù)留在醫(yī)院內(nèi)部的設(shè)備更換零件、液氦氣體以及充裝設(shè)備等實(shí)現(xiàn)對失超問題后的應(yīng)急處理，同時在第一時間聯(lián)系供貨商對所需物品進(jìn)行補(bǔ)給。

（4）還需要對應(yīng)進(jìn)行檢查的病患進(jìn)行重新排號，即安排其通過其他設(shè)備進(jìn)行檢查，以保證急診患者順利就醫(yī)。

3 故障處理

3.1 緊急處理

在發(fā)現(xiàn)失超現(xiàn)象的第一時間，需要緊急撤離正在進(jìn)行檢測的患者與工作人員，并暫時對磁體室及直接連通的房間進(jìn)行封閉隔離。同時通知醫(yī)療器械工程師，對接科室以及安保人員等進(jìn)行事故處理。若設(shè)備周邊存在積水，則需要對其進(jìn)行斷電處理，防止出現(xiàn)更大的醫(yī)療事故。

3.2 前期處理過程

（1）前期檢查應(yīng)當(dāng)按照從上至下、從外至內(nèi)的順序進(jìn)行排查，這樣能夠在短時間內(nèi)鎖定失超問題出現(xiàn)的根本原因。同時，需要排出設(shè)備水冷系統(tǒng)內(nèi)的水，并吸附、清理噴灑至其他元器件上的水。然后利用專業(yè)木塞封堵液氦存儲管道、避免液氦繼續(xù)流出，以該方式維持搶修環(huán)境的氦氣含量同時還可以實(shí)現(xiàn)保護(hù)設(shè)備磁體的目的。

（2）進(jìn)一步清理設(shè)備內(nèi)的積水，可用吸水巾進(jìn)行主要積水的吸附，并利用大功率吹風(fēng)機(jī)對整個設(shè)備進(jìn)行鼓吹，直至徹底吹干設(shè)備內(nèi)部殘留的積水。在明確失超問題原因之后，需要排查冷水機(jī)整個循環(huán)系統(tǒng)，更換不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的材料，如設(shè)備下的石墨爆破膜（圖2）。

圖2 石墨爆破膜

3.3 后期處理

將更換下來的冷水機(jī)相關(guān)部件送至工程師處進(jìn)行排查診斷，分析出磁共振成像系統(tǒng)下冷水機(jī)是否存在失超之外的其他故障，此時更換整個冷水機(jī)下主板、損壞元器件、水管、水泵等并進(jìn)行設(shè)備的試運(yùn)行，以檢測設(shè)備內(nèi)部是否存在未清理干凈的冰塊。如果存在冰塊則磁共振成像系統(tǒng)會繼續(xù)產(chǎn)生大量白色煙霧，此時需要對設(shè)備進(jìn)行液氦補(bǔ)充防止因液氦流失導(dǎo)致磁體失磁。通過不斷的運(yùn)行檢測將設(shè)備內(nèi)部的冰塊完全清理干凈，試運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)為補(bǔ)充液氦能夠保持不斷，且試運(yùn)行下各功能模塊能夠正常運(yùn)行且沒有白色煙霧出現(xiàn)。此時需要對磁體進(jìn)行觀察，檢查磁體在未工作狀態(tài)下是否緩慢出現(xiàn)表面凝霜的現(xiàn)象，如果不存在則證明搶修處理工作完成、設(shè)備可以繼續(xù)投入工作，如果仍存在一定量的表面凝霜現(xiàn)象則需要工程師將設(shè)備上部的磁體塔頭打開，用低溫?cái)z像頭拍攝磁體表面凝霜現(xiàn)象，并將照片發(fā)送給設(shè)備廠商對該現(xiàn)象進(jìn)行評估，并以生產(chǎn)廠商給出的整修結(jié)果反饋進(jìn)行設(shè)備維護(hù)，以降低磁共振成像系統(tǒng)在短時間內(nèi)再次出現(xiàn)失超現(xiàn)象。

上述操作完成之后可對磁共振成像系統(tǒng)進(jìn)行一次勵磁檢測。因?yàn)槭СF(xiàn)象可能會導(dǎo)致磁共振成像系統(tǒng)失去一定的磁性，而該部分磁性不會被正常設(shè)備運(yùn)行所監(jiān)測到，因此需要由廠家工程師運(yùn)用勵磁電源等工具對設(shè)備磁性進(jìn)行檢測。該檢測期間可能還會出現(xiàn)液氦泄漏，因此仍需要對檢修環(huán)節(jié)進(jìn)行隔離、防止人員進(jìn)入。磁性檢測需要在設(shè)備充滿液氦的環(huán)境下進(jìn)行，即保障設(shè)備的失超故障不會影響到磁體勵磁的檢測。如果未發(fā)現(xiàn)失磁現(xiàn)象，則磁共振成像系統(tǒng)可以投入正常使用，否則需要更換整個超導(dǎo)磁體，以保證整個設(shè)備的正常功能。

4 結(jié)束語

通過實(shí)際案例故障分析可知，磁共振成像系統(tǒng)失超問題主要是因?yàn)榇朋w內(nèi)部超導(dǎo)環(huán)境被破壞，設(shè)備內(nèi)部儲在線圈里的大電流經(jīng)過高電阻區(qū)域時迅速轉(zhuǎn)化成熱量，導(dǎo)致維持設(shè)備超導(dǎo)環(huán)境的液氦大量蒸發(fā)。本文通過對磁共振成像系統(tǒng)失超問題的實(shí)際案例分析，得出以下結(jié)論：

（1）機(jī)器設(shè)備不進(jìn)行維護(hù)是一定會出現(xiàn)故障的，因此需要做好磁共振成像系統(tǒng)的定期檢查工作。

（2）醫(yī)療器械檢修人員應(yīng)當(dāng)重視對設(shè)備的檢修工作，在檢修處理之前做好設(shè)備參數(shù)的記錄，以避免出現(xiàn)如上述案例中本可以避免的類似問題。

（3）需將病患生命安全放在第一位設(shè)計(jì)應(yīng)急處理方案，最大限度降低故障處理時間，降低病患等待時間與醫(yī)院的經(jīng)濟(jì)損失。

希望本文的研究分析，能夠?yàn)橄嚓P(guān)單位或人員提供參考。