超導磁共振制冷系統維護管理探討

劉劭坤 孫宏立 田秀峰

在超導磁共振設備中, 要使磁體線圈在超導狀態下運行,需要高度真空的低溫容器；為保證超導環境的存在, 必須有一套運行良好、工作性能穩定的冷卻系統；液氦是維持磁體超導狀態所用的制冷劑, 價格昂貴, 良好的冷卻系統能大大降低液氦的揮發, 減少超導磁共振運行成本［1］。因此在日常工作當中, 做好超導磁共振制冷系統的維護, 具有更重要意義。本院分別于2006年和2010年購進三臺超導磁共振, 現就制冷系統維護管理方面進行如下回顧總結。

1 材料與方法

1.1 材料 超導磁共振三臺, Philips Inter 1.5T, Achieva 3.0T,西門子Magneton Trio Tim3.0T各1臺。超導磁共振儀的磁場是在超導環境中給超導線圈通電流而產生的［2］。超導材料的工作溫度為4.2 K(-268.8℃)。磁體雖然采用了多重真空絕熱結構, 但是由于結構支撐及磁體材料等多種因素, 熱傳導不能完全被阻止, 所以液氦會以蒸發的形式帶出導入的熱量, 從而保證超導線圈4.2 K的工作溫度。為盡可能減少液氦蒸發,在容納超導線圈的容器外又設置了20 K和77 K冷屏, 并為磁共振配備了提供降溫的制冷系統。超導型磁共振儀的制冷系統由四部分組成：液氦冷屏、冷頭、氦壓縮機和水冷機組［3］。

1.2 管理方法

1.2.1 科學管理 科室成立維護管理小組, 成員3～4名, 由技師長擔任組長, 主管技師任副組長, 有責任心的技師承擔組員, 制定完善的維護管理流程及規章制度并實施到位。

1.2.2 重點培訓 培訓分理論與實踐兩個階段, 首先科室技師長制定切實可行的培訓計劃, 就制冷系統維護的重要性、制冷系統的結構、組成、制冷原理及維護的重點及細節等理論知識做分階段授課, 并針對性地理論考核, 要求人人掌握領會；在此基礎上, 再由受過專業培訓的主管技師實體演示,采取互動式多次演習, 強調人人過關。

1.2.3 重點維護 隨著磁共振技術的提高, 梯度功率不斷增大, 梯度系統也由風冷散熱方式改為水冷來提高冷卻效率、降低噪音, 水冷系統良好運行是磁共振正常工作的重要保障。水冷機組、氦壓縮機和冷頭不停地運行, 為冷屏持續提供冷量, 保證超導線圈4.2 K的低溫工作環境, 以維持磁共振儀的超導磁場［4］。作為一種消耗品, 冷頭的使用壽命一般只有18000 h(約2年)［5］, 達到使用年限應更換, 有利于提高冷頭使用壽命, 超期使用會使填料松漏, 嚴重時有可能將活塞卡死在缸套中, 造成冷頭徹底報廢, 也可能導致磁體失超；氦壓縮機輸出的低溫高壓氦氣必須及時濾除混入的潤滑油；吸附器的好壞對冷頭工作影響很大, 應及時更換吸附器內的活性炭；水冷機組在日常使用中發生故障較多, 保持循環管道的完好, 防止冷凍液流失和循環管路中進氣, 提高循環水的潔凈度, 同時做好水泵維護。

1.2.4 日常維護 每臺設備配一本運行記錄簿, 記錄每日的各種技術參數, 由當班技師負責。磁體間溫濕度、液氦容量、氦壓縮機壓力、氦壓機水冷溫度、梯度水冷溫度等參數的正常值范圍標識在儀表附近, 發現異常及時處理或上報。液氦壓力設定為4 psi(1 psi=6.89476 kPa), 記錄時若壓力超出(3.8～4.2 psi)范圍則表明故障, 發現后及時排查解決；液氦容量應>60%, 50%是極限值, 鑒于目前液氦供應緊張的情況,要提前預定, 避免因液氦量過低引起失超；如遇意外停電,待來電后要及時打開氦壓縮機(多數氦壓縮機不能自動恢復)每月清洗水冷機的室外機組, 避免因落葉等雜物堵塞導致制冷效率降低。

1.2.5 加強監管 每臺設備指定一名主管技師負責, 監督檢查每日運行記錄登記和設備正確操作；科室維護管理小組應加強監督, 定期檢查各設備運行狀況, 及時發現問題, 及時督促負責人認真做好維護, 以排除隱患。

2 結果

本院2006、2010年分別引進1.5T超導磁共振和兩臺3.0T超導磁共振, 7年多來制冷系統從未出現意外故障, 明顯降低超導磁共振的故障率, 有力保障大型設備的正常運轉。

3 小結

做好超導磁共振制冷系統日常維護管理, 明顯降低超導磁共振的故障率, 提高了開機率, 為醫院節省大量開支, 值得臨床借鑒應用。

［1］侯剛.1.5T超導磁共振制冷系統的工作原理及日常維護.醫療裝備, 2012, 25(2):56-58.

［2］楊博.超導磁共振設備的安全維護與保養.中國醫療設備,2011, 26(3):126.

［3］顧亞軍.淺談醫院醫療設備的維護保養與巡修檢修管理.中國實用醫藥, 2014, 9(6):261-262.

［4］王輝林, 黃昌永, 馬彪, 等.超導核磁共振水冷系統的工作原理及維護保養.中國醫療設備, 2012 (01):25.

［5］李曉強.超導磁共振低溫制冷系統的原理及維護.中國醫學裝備, 2009, 6(4):49-50.