GE HDxt 1.5T磁共振梯度線圈更換

錢德軍唐從森

GE HDxt 1.5T磁共振梯度線圈更換

錢德軍①唐從森①

梯度系統是磁共振最重要的硬件之一，是由梯度線圈、梯度放大器、數模轉換器、梯度控制器以及梯度冷卻裝置等構成。梯度線圈是整個梯度系統的核心，每一掃描序列中梯度信號通過梯度控制器傳遞給梯度放大器后產生特殊波形的脈沖電流信號給梯度線圈，從而生成掃描序列所需的梯度磁場。因梯度線圈電流較大，處于常導工作狀態，所以需專用的冷卻裝置進行冷卻。

梯度線圈由X軸、Y軸、Z軸3個線圈構成。梯度線圈是特殊繞制的線圈，通電后線圈頭側部分產生的磁場與主磁場方向一致，因此磁場相互疊加，而線圈足側部分產生的磁場與主磁場方向相反或相同，因此磁場相互疊加，梯度線圈的中心磁場強度保持不變。其主要功能：進行MRI信號的空間定位編碼；產生MR回波(梯度回波)；施加擴散加權梯度場；進行流動補償；進行流動液體的流速相位編碼。梯度線圈的主要性能指標包括梯度場強和切換率，決定磁共振掃描的快慢[1]。

1 故障案例

1.1 故障現象及判斷

機器停止掃描報“The X axis current distorsion”錯誤。初步判斷為X軸梯度放大線圈故障，關閉系統切斷PDU電源后約10 min，將X軸放大器與Y軸放大器對調(GE磁共振X、Y、Z三個放大器模塊相同可以互換)，互換時應注意將GP3與相應放大器模塊的連接線一并同時對應互換。互換后重新開機，掃描機器仍然報“The X axis current distorsion”，表明原X軸梯度放大器正常。關機進一步檢查，用萬用表歐姆檔分別測量梯度柜X、Y、Z三梯度放大器輸出端電阻，發現X輸出端電阻為兆歐極，而Y、Z為導通狀態。分析為兆歐極電阻為放大器的輸出端內阻，斷開一根X梯度線，進一步測量為開路，確認為X方向梯度線圈斷裂。

1.2 梯度線圈的更換

GE磁共振梯度線圈位置位于磁體和RF線圈之間(如圖1所示)，其外層用環氧樹脂密封，質量約為1000 kg。出廠時各部位已安裝好，呈整體結構。現場更換時因超導磁體已“注入”電流立磁，需用專業無磁工具方能更換梯度線圈。

圖1 磁共振橫截面示意圖

(1)損壞件拆除。拆除梯度線圈分為兩步：掃描床體磁體內部分、磁體前后部分部件拆除；RF體線圈與梯度線圈的拆除。①主要拆除磁體后側架子(REAR PEDESTAL，REAR PEDESTAL)與機身連接上方的掃描床體和下方RF發射與接受線。同時需拆除通風管與磁體內照明光纖，最后小心移開REAR PEDESTA；②使用GE公司拆裝梯度線圈的專業工具，先拆除RF體線圈兩側的DD線和頭體RF發射連接線，并從掃描洞內移開體線圈，將損壞線圈移至專用運輸車上[2]。

(2)新配件安裝。與拆卸過程相反：①安裝好新的梯度線圈子，安裝RF體線圈與床體；②安裝好REAR PEDESTAL部分，按照安裝手冊仔細連接好電路。在拆除與安裝過程中一定要使用無磁工具操作，切忌使用“鐵質”工具，特別是靠近磁體操作時尤為注意，確保人員與設備的安全。

2 系統調試

(1)梯度場在強切換時會在掃描區產生微小的交變磁場，從而在人體內產生渦流效應。因此更換后梯度線圈必須做“Eddy Current Calibration”以重新校正渦流效應補償參數。

(2)梯度磁場另一個功能是為主磁場提供勻場功能。更換新的梯度線圈后，其空間位置和原梯度線圈必然有一些細小的變化，所以新的梯度線圈必須運行系統“High Order Shim”給予重新勻場。

(3)因新的梯度線圈不可能與原線圈子安裝位置完全重合，故掃描區坐標也需重新校正[3-4]。

3 小結

(1)梯度線圈開路可參照的維修經驗和實用理論較少，但梯度線圈作為磁共振中的核心部件，出現類似故障的概率很低，且更換價格昂貴。作為醫學工程技術人員在日常的維護保養中一定要注意梯度線圈冷卻系統是否工作正常，冷卻液是否有突然下降現象[5]。

(2)梯度線圈是用環氧樹脂密封絕緣并固定，線圈內交變電流使其主磁場中受洛倫茲力的作用，從而產生機械振動，較大幅度的振動有可能導致線圈斷裂，這一機械振動也是磁共振掃噪音的振源。梯度線圈表面無法觀察內部線圈環繞結構，有條件可以用工業X光探傷機，尋找內部線圈斷裂位置，剖開環氧樹脂焊接后重新密封，則有可能修理好損壞的梯度線圈，為醫院節約維修費用。

[1]楊正漢,馮逢,王宵英.磁共振成像技術指南[M].北京:人民軍醫出版社,2007:7-10.

[2]柯勇強.GE Signa Excite 1.5T雙梯度核磁共振兩例故障分析[J].醫療裝備,2008,21(10):62.

[3]石明國.醫學影像設備學[M].北京:高等教育出版社,2006:377-392.

[4]孫世介,胡麗春,李維真.GE SIGNA 0.5T磁共振數據采集故障和處理三例[J].放射學實踐,2002,17(5):411.

[5]趙喜平.磁共振成像[M].北京:科學出版社,2004: 123-307.

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.11.049

1672-8270(2014)11-0131-02

R197.39

B

錢德軍,男,(1974- ),碩士，高級工程師。江蘇省建湖縣人民醫院醫學工程部，從事醫療設備的維護與管理工作。

2014-03-03

①江蘇省建湖縣人民醫院醫學工程部 江蘇 建湖 224700