探析冷却系统导致磁共振故障及维修路径

曾 宏，那连涛

（大庆市油田总医院招标采购办 黑龙江 大庆 163000）

就医用核磁共振成像系统（MRI）而言，属现阶段极具先进性和科学性的医用数字化成像设备，在具体运用过程中，经磁场射频脉冲，促使患者体内分布的氢核震动，进而对射频信号显示，发挥诊断效果。冷却系统为磁共振重要构成，若该系统出现故障，可造成磁共振停止扫描，本次研究就冷却系统引发的磁共振故障问题及维修路径展开探讨。

1 冷却系统在核磁共振中的组成以及工作方式

1.1 组成特点

目前，以磁共振来说，以三级联冷设计为主流，包括水冷、氦冷、冷头；冷头的作用原理，即利用传输到的液氮在氦压机的帮助下，根据热力学第二定律，通过磁体线圈的超导制冷，将热力沿磁体线圈外的冷屏障散热。水冷系统不同于其他装置，作用原理包括（1）能够有效的处理磁体线圈降温产生的热能而发挥降温作用；（2）在运行过程中，梯度线圈产生的热能有效的传输而发挥降温作用。

1.2 具体工作流程中冷却系统的作用

1.2.1冷头冷却 需3个闭环循环实现，并经热交换器实现连接。在运行期间，氦压机、冷头均表现为24h持续不间断工作的状态，以将磁体线圈在冷却过程中生成的热量导出。相应热交换器将流经冷水循环系统的由氦循环系统生成的热量有效导出，进而发挥对氦压机进行冷却的效果，促使其降低液氦的进一步挥发。氟利昂循环系统经热交换器1，导出冷水循环系统所生成的热量，并经冷凝器，促使热量向室外导出，最终发挥水冷系统冷却的作用[1]。

1.2.2梯度线圈冷却 在具体运行期间，需经3个闭环循环实现，并经热交换器完成连接事宜。梯度线圈在具体的工作期间，纯水循环系统可将产生的热能导出。纯水循环系统生成的热量经热交换器3由冷水循环系统导出，改善纯水系统的冷却效能。氟利昂循环系统将冷水循环系统所产生的热量经热效换器1导出，并经冷凝器向室外做进一步的导出处理。

2 冷却系统在日常运行期间常见故障与相应维修技巧

实践中发现，冷却系统设备报警诱导因素包括：（1）循环水缺乏：因核磁在完成装机事宜前，于水循环管道内，有未作排空处理的气泡存在，持续运行一定时期后，易出现循环水缺乏的问题，进而在一定程度上促使管道内分布的水压呈明显降低显示，诱导水循环系统水泵出现停机的情况[2]；（2）灰尘杂物影响：部分水冷机室外机组表现为灰尘杂物堆积的现象，未及时有效予以清理，进而明显影响到水冷机制冷效果，促使冷头运行停止；（3）室内温湿度不适宜引发电路故障：在极短的时间范围内，室内的温度波动较大、范围较广，在磁体以及机柜的内部电板上，会形成一层凝露，从而使故障明显增加。而室内湿度也需在合理的范围内进行控制，以35%～80%为宜，若湿度长期维持在较高的情况，可增加部分部件发生锈蚀的风险，而若室内湿度维持在较低水平，可引发静电积累，在积累至一定程度，且同时具适宜于放电的环境和条件时，可增加部分电路被静电高压浪涌或击穿的风险，进而引发严重的故障现象；（4）短暂停电，造成冷头在启动时出现失败；（5）氦气缺乏：就冷头与氦气机之间的联系而言，是通过对呈密闭状态的循环管道内分布的高纯度氦气完成热交换，在冷头和氦压机循环氦气压力不足以支撑状态下，冷头制冷效率大幅度降低，磁体液氦损耗显著增大，故需对氦气压力值进行详细的记录以及观察，压力值一旦表现为约16～17bar时，需对高纯度氦气进行补充。

3 常见故障举例及解决策略

3.1 故障案例1

（1）机型：所选用的机型具体为佳能atlas-x1.5T磁共振；（2）故障特征：通过对磁共振运行情况进行观察，在磁体间，缺乏规律的2Hz具“噗嗤”征象的提示冷头在运行的声音，即表明冷头正常运行出现异常，由此产生的不良影响为，磁体腔分布的液氦压力表现为持续增高的状态，开始缓慢对制冷机液氦进行消耗，甚至出现失超的情况[3]；（3）故障原因分析及排除方法：依据所表现出的故障特征，对引发故障的原因进行分析，具体包括：冷水机故障；氦压缩机故障；冷头自身故障。为对冷头自身有无问题进行确定，可打开压缩机上装设的主电源开关，对开关关闭予以驱动，由冷头对开关打开驱动，表明冷头运行正常，将冷头自身存在的故障因素排除。对氦气压缩机进行检查，温度传感器、保险丝、输入三相电源380V均显示无异，初步将氦压缩机自身存在问题的情况排除。将氦压缩机重新开启，压缩机呈运行状态，Supply压力经观测示为2.1Mpa，此外，Return压力为0.5MPa，在有效运行一定时段后，出现停止现象，另外，Over temperature指标灯呈亮起状态，用手对压缩机进水管进行触摸，温度呈略偏高显示，进一步对水温传感器正常予以了证实，冷水机有可能存在较大故障，进而对冷水机进行检查，报错为由冷水机的压缩机装置高压报警。后经较细致的查看，检出冷水机冷凝器翅片脏，引发散热效果不佳，对冷凝器作有效的清洗后，故障得以排除，在后续工作中，冷头运行恢复正常[4]。

3.2 故障案例2

（1）机型：所选用的机型具体为GE HDxt 1.5T磁共振；（2）故障特征：水冷机出现报警现象，经观察，管路压力表现为降低状态，氟利昂缺乏；（3）故障原因分析及排除方法：查阅相关的维修保养手册，在30天前，对氟利昂进行检查，并未见明显异常。顺管路用肥皂水做一遍涂抹，检出微小砂眼。与厂商售后联络后，经双方确认，如果有1个漏点。释放一定的制冷剂，做双面点焊，对点焊的密闭性，排出空气，取10～15g左右的制冷剂补充，调整高低压力，试开机，再次确认点焊的密闭性，风机、压缩机、启停声音恢复正常则表明故障排除[5-7]。

3.3 故障案例3

（1）机型：所选用的机型具体为西门子Avanto 1.5T磁共振；（2）故障特征：水循环系统缺水诱导的水泵停机；（3）排查故障原因：当水循环不足是，设备出现报警提示，严格排查各部分，若水质显示较差，在三级过滤网中，排在首位的滤芯已呈黑褐色，二级滤芯也有褐色改变，按堵塞进行审定。关机并将水排空，更换新的滤芯，再重新给水，完成重新启动动作后，提示循环水存在不足的情况，打开排气阀，至有水流出。做关机处理，继续做上水动作，成功将故障排除[8-9]。

4 日常维修路径

每日对设备在运行期间的关键数据进行记录，包括核磁水循环系统进出压力值、含液氦剩余量、氦压机压力值、设备间磁体间温湿度等。详细记载各时间段出现的故障以及报警时的信息[10]。当出现相应的故障以及在报警后，记录发生故障的前后征象、排除方式、特点，并绘制图形，经图像分析得出结论，以做后面发生故障的参考依据。需定期对水冷机以及其他室外的机组部分进行巡查以及清理污垢，以确保散热鳍片无严重堵塞。若堵塞大于20%时，用水流或者压缩空气清理，保持良好的散热功能，避免停机以及预警，严重者，可致冷头停机。