Siemens Skyra 3.0 T磁共振儀故障排除二例

劉旭紅，張乾營，王偉

Siemens Skyra 3.0 T磁共振儀故障排除二例

劉旭紅，張乾營，王偉

西門子Skyra 3.0 T磁共振是新型超導型磁共振儀，其中包括射頻、數據重建、梯度、冷水機等等諸多系統，各個系統的正常運作，才能確保設備的正常掃描。由于技師基礎故障辨識度不夠或者保養不當，由冷水機和射頻系統故障導致磁共振被迫停機的事件時有發生。以二例Siemens Skyra 3.0 T新型磁共振故障為例，描述現象，分析故障原因，淺談維修方法，總結經驗供同行參考。作為設備的操作者，提高設備保養程度，降低故障率，是一位MRI技師應該具備的技能。

診斷設備；維修；磁共振成像

接受日期：2016-05-20

劉旭紅, 張乾營, 王偉. Siemens Skyra 3.0 T磁共振儀故障排除二例. 磁共振成像, 2016, 7(7): 524-526.

NMR是指物質磁性和磁場相關的共振現象，在外磁場的作用下，某些繞主磁場進動的自旋質子(包括人體中的氫質子)在短暫的射頻電波作用下，進動角增大，當射頻電波停止后，那些質子又會逐漸恢復到原來的狀態，并同時釋放與激勵波頻率相同的射頻信號，這一物理現象被稱為核磁共振[1]。

與其他成像設備相比，M R I的特殊之處在于無輻射，提供信息量大，對于M R I技師來說，提高設備的完好率，降低使用成本，積極的維護保養設備，減少其故障率，變得尤為重要[2]。

在實際工作中對其維修與保養，都要掌握一定的磁共振理論知識，并對機器工作原理有所了解。先就以下二個故障現象，淺談相關系統的工作原理及維護。

1 故障一

1.1 故障現象

患者掃描序列正在進行時，序列突然中斷，不予掃描，計算機系統界面任務欄系統管理(System Manager)里的外圍卡(Periphery)提示初級水溫(Primary Water Temperature) 23.7 ℃。計算機系統重啟，大約5 m in后，中斷序列可完成掃描；更換患者后，定位序列不給掃描，系統大關機，即關閉計算機系統、對話筒及機房機架電源，重新開機，計算機仍不能掃描。

1.2 故障分析

冷水系統(Cooling system)是先將內外循環水降到一定溫度，然后由這些水進入MR交換機中吸熱，最后這些熱量再進入水冷機中進行降溫，后再進入磁共振設備，冷卻水不停的循環降溫的過程。當溫度傳感器接收冷卻壓縮機散熱結構內的循環水溫度時，開始啟動制冷，這樣氦壓縮機能保持在一個正常、穩定的溫度范圍內，磁共振機才能得到正常工作。冷水系統制冷環節必須要做到定期檢測壓力、清洗冷凝器和散熱片并檢查機器周圍的干凈度，以防雜物遺留。還需檢查系統內的水的壓力，要定期清洗過濾器，否則氦壓縮機容易產生污垢，導致散熱不良[3]。

根據計算機系統提示與故障現象，首先考慮射頻，外水冷系統等因素造成，故對設備間相關部件進行檢測。檢測結果：射頻系統無報錯現象，外水冷溫度顯示23.7 ℃ (正常Primary Water Temperature是10 ℃左右)，警示燈出現。根據水冷機的報警燈閃爍，液氦壓縮機停止工作兩個現象，結合冷水系統的工作原理，檢查連接制冷系統的壓縮機，發現壓縮機銅管破裂，氟利昂泄露，制冷停止，水循環不暢，導致外水冷的溫度無法下降。根據計算機系統的兩個報錯信息，有兩個重要的提示，一是接收到的MR信號太低；二是發射小信號的參考幅值無法確定。初級冷卻系統是超導型核磁共振正常運行的重要保障，而冷水機是磁共振冷卻系統的重要部件[4]。

1.3 故障排除

根據制冷系統的工作原理可以知道，磁共振氦壓縮機通過升壓提高氦氣的溫度，高溫氦氣與內水冷的冷卻水交換能量，從而降低氦氣的溫度；內外水冷系統的水一直循環，從而將氦氣的溫度逐級降低。經測試檢查，確定是壓縮機故障。第一步，用壓力表測制冷劑儲氣罐壓力，發現壓力低于正常值，說明制冷劑泄漏。第二步，涂抹肥皂水查找漏氣點，焊接好銅管，補充氟利昂。冷水系統恢復制冷工作，Primary Water Temperature降至10 ℃以下，磁共振設備恢復正常掃描。

2 故障二

2.1 故障現象

掃描過程中頻繁出現序列突然中斷，計算機系統重啟，很少可以完成掃描，射頻系統、梯度系統、數據重建系統以及計算機系統關機重啟，大部分可完成掃描。計算機系統提示：射頻安全出錯，硬件出錯，振幅器自動測試失敗，掃描儀無法工作。

計算機系統彈出提示：RF Safety Watchdog error. Hardware error the Power Absorption Limiter selftest failed. Scanner is not ready for measurement. TxK 2304 unit warning: CH0: PID_IM_SAT_PID. Retry measurement.

計算機系統Message text提示：The resonance frequency has not been determ ined. The application measurement is prohibited. Please invalidate all adjustments in the manual adjustment platform and perform a frequency adjustment.

Transm itter ad justment did not converge. The transm itter reference amplitude could not be determ ined. Adjustment measurement was aborted. Please retry, reboot syngo MR. If the problem still persists, please use the manual adjustment platform for further analysis.

Adjustment did not converge. Received MR signal was too low. Please check patient positioning, coil selection, and adjustment volume.

根據我科購買的線圈種類，測試現有的線圈使用情況，發現安裝在床內的Tim技術中的脊柱Spine 32通道線圈均可使用；頭頸Head/Neck 20通道線圈僅線圈的下半部分單元HE3、HE4、NE2 (安裝在檢查床內)正常，上半部分單元HE1、HE2、NE1失效；余腹部Body 18通道相控陣線圈，雙下肢Peripheral Angio 36通道線圈，膝關節TxRx knee 15通道線圈，上肢關節Flex Small/ Large4通道線圈均不能使用。

2.2 故障分析

此設備的射頻系統是安裝在磁體里面，主要由譜儀柜、射頻功率放大器及RF線圈組成[5]。射頻系統(RF system)是用來發射射頻磁場，激發被檢物的磁化強度，從而產生磁共振，于此同時，接收被檢物產生磁共振后發射出來的信號，進行放大、混頻、模數轉換等等處理，將得到數字化原始數據進行圖像重建的作用[6]。它要根據操作員掃描序列的設定，發射各種不同反轉角的射頻強度，并接收掃描范圍內氫質子的共振信號。它包含兩塊，即發射射頻磁場和接收射頻信號。前者由發射線圈和發射通道組成。后者由接收線圈和接收通道組成。

道要讓體內的成像分子受射頻激發而產生弛豫現象，必須要有足夠的射頻能量(RF Pulse)發送到發射線圈(Body Coil)，這個過程包含了射頻小信號的發生器、射頻功率放大器、射頻發射線圈，任何一部分出問題，都會導致MRI信號接收不到。典型情況是射頻放大器的小信號完全丟失或者幅值不夠，都會導致射頻功率放大器的輸出功率不足。根據計算機系統的兩個報錯信息，有兩個重要的提示，一是接收到的MR信號太低；二是發射小信號的參考幅值無法確定。結合第二條系統提示，可以考慮射頻的小信號輸出有問題。

2.3 故障排除

首先，做射頻測試，測試序列給射頻小信號發生器一定幅值的輸出，在射頻的多個部件的測試點采樣到各個部件的輸出功率，得出各個測試點的測試結果。其次，做射頻曲線校正，校正序列會讓射頻功率放大器根據輸入信號調整相應的輸出功率，直至射頻放大器得到最大輸出功率，在3.0 T系統里最大輸出功率為28 kW。

通過以上兩步互相驗證發現，射頻的其中一個部件射頻回路有故障，相應的測試點顯示功率不足，從而得知該部件的射頻小信號輸出故障。由于現代新型的發射線圈由高功率的射頻功率放大器供能，所發射的脈沖強度很大[7-8]。射頻小信號的發生器幅值不夠將導致激發相控陣線圈、TxRx收發兩用線圈的能量不足[9]，無法激活整個通道，以致腹部Body18通道相控陣線圈、雙下肢Peripheral Angio 36通道線圈、膝關節TxRx knee 15通道線圈、上肢關節Flex Small/Large4通道線圈、頭頸Head/Neck 20通道線圈上半部分單元HE1，HE2，NE1無法使用。

更換射頻柜中射頻小信號輸出的故障電路板，所有線圈通道正常使用。

3 總結

磁共振成像儀的故障可大可小，綜上兩個系統故障，直接導致磁共振儀的成像無法繼續。各級外水冷的故障，影響著磁共振儀的內水冷系統，內水冷直接影響磁體液氦的制冷工作，工作中容易忽視外水冷的故障，若強制檢查，將導致液氦急劇下降，失超是最可怕的后果，耗資耗時又耗力。因此，了解設備硬件正常工作狀態與基礎硬件故障情況，是一名MRI技師應該具備的技能[1]。

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陳浩, 黃加順, 李玉瓊, 等. 西門子Verio 3.0 T磁共振射頻系統故障及維修. 中國醫學裝備, 2014, 29(7): 149.

Analysis on faults of Siemens Skyra 3.0 T MRI system: report of 2 case

LIU Xu-hong, ZHANG Qian-ying, WANG Wei

Department of Radiology, the 180th Hospital of People’s Liberation Army, Quanzhou, Fujian Province, 362000, China

28 Jan 2016, Accepted 20 May 2016

Siemens Sky ra 3.0 T magnetic resonance (MR) is a new type superconducting MRI machine. It has many system including radio frequency system (RF). data reconstruction. Gradient. Cold-water machine, and so on. In order to ensure the equipment normal scan, each system must be functioning properly. The coldwater machine and RF system malfunction caused by lack of Machine based fault cognitive know ledge or Improper maintenance of machine, which may result in MR was forced to stop working. With two cases of Siemens Skyra 3.0 T MR failure as an example, describe the phenomenon, analyse the cause of the problem, discuss the maintenance method, sum up experience for the peer. As the equipment operator, to improve equipment maintenance level and reduce the failure rate are the skills an MRI technician should be have.

Diagnostic equipment; Maintenance; Magnetic resonance imaging

中國人民解放軍第180醫院醫學影像科，泉州 362000

2016-01-28

R445.2

A

10.12015/issn.1674-8034.2016.07.009