GE Signa HDe 1.5 T MR故障維修案例分析

李文超，孫小磊

1. 南京市溧水區人民醫院 設備科，江蘇 南京 211200；2. 南京醫科大學第一附屬醫院 臨床醫學工程處，江蘇 南京 210029

引言

隨著磁共振成像技術的不斷進步與發展，越來越多的臨床診斷需求通過磁共振檢查就可滿足，磁共振檢查具有安全、無輻射、精確等優點[1]，越來越多的患者選擇該檢查。GE Signa HDe 1.5 T 磁共振（Magnetic Resonance，MR）是我院磁共振檢查項目的主力機器，在軟組織、神經系統成像方面優勢明顯，可以進行無損傷成像和代謝、功能性成像，可創建軸位、矢狀位、冠狀位等任意方位圖像，圖像對比度高[2]。此外，在不使用造影劑的情況下，可高清晰地進行心臟、血管和腦脊髓成像，同時消除患者在接受靜脈造影劑和插管時所承受的疼痛與風險等，臨床用途廣泛，在診斷中發揮著巨大作用[3]。

目前，我院現有的磁共振設備數量已無法滿足日益增長的檢查量，患者量大、檢查任務重，一旦機器發生故障將嚴重影響患者的正常檢查以及科室的日常工作，因此保障設備的穩定運行至關重要。使用過程中，該機器常出現通信故障、計算機故障、表面線圈故障、水冷系統故障、冷頭故障等故障[4]。針對這些故障絕大多數醫院通常選擇原廠維修，而原廠的維修方法較為單一且成本昂貴，一旦遇到配件損壞的情況，無法做到精細化維修且找到配件損壞的具體單元，只能選擇整體更換配件，性價比較低，不利于科室、醫院的長久發展[5]。作為臨床工程師，通過對該設備的結構組成、工作原理、常見故障等不斷學習和積累，不斷進行深入地維修實踐，通過規范正確的自主維修方式有效解決設備在使用過程中發生的常見故障和疑難故障，例如以極低的維修成本快速修復梯度水冷機（花費幾百元）和數據庫故障等，最大限度地降低了設備的維護成本，保障了臨床檢查的有序開展，大大提高了科室的工作效率。

1 設備基本信息及原理

Signa HDe 1.5 T MR是GE公司推出的一款高端超導磁共振，融合了永磁和超導磁共振的優勢，實現了功能強、速度快、成本低和舒適性的完美結合。作為一款經典機型，目前廣泛被各家醫院所使用，機器性能較為穩定。其主要由主磁體、掃描床、梯度系統（包括梯度電源、梯度放大器、梯度線圈）、射頻系統（包括射頻發射系統和射頻接收系統）、計算機系統（包括控制計算機和圖像重建處理計算機）、水冷系統（包括冷頭和梯度水冷系統）及其他輔助部分（供電系統等）組成（圖1）[6]。其基本工作原理為主磁體產生強磁場，人體進入磁體內，體內的氫原子核在磁場中產生磁化，射頻系統發射射頻信號，磁化后的氫原子核在射頻的激發下，產生磁共振現象，通過射頻線圈接收磁共振信號并在梯度系統的作用下進行空間編碼，經過信號處理和重建后最終展示人體結構[7]。此外，在工作過程中設備梯度系統、主磁體等會產生大量的熱量，一旦過熱將會導致停機，這就需要水冷系統進行散熱以保持穩定。磁共振設備結構組成、工作原理較為復雜，一旦發生故障需要進行科學系統地分析，才能快速有效地解決故障。現將我院GE Signa HDe 1.5 T MR在使用過程中遇到的梯度水冷機和數據庫故障維修案例進行總結和分析，并提出有效地解決方案，以供同行參考。

圖1 系統結構框圖

2 故障一

2.1 故障現象

掃描過程中突然中斷，主機報溫度過高錯誤。

2.2 故障分析及解決方案

根據故障現象并查看報錯代碼，初步判斷故障是由于梯度系統溫度過高導致。于是進行分析與排除。

（1） 重啟機器。機器負荷重會導致梯度系統溫度過高[8]，于是關機等待5～10 min后重啟機器，故障依舊。

（2）檢查梯度柜。檢查柜體頂部、梯度放大器、梯度電源部分的散熱風扇轉速及風量皆正常，并清潔梯度柜從上至下的三處濾網，裝回后開機故障依舊。

（3）檢查梯度水冷機。此臺MR梯度系統由梯度電源、梯度放大器、梯度線圈等組成，是MR系統的核心部件之一[9]。梯度在掃描過程中X、Y、Z三個方向的梯度線圈切換工作進行空間編碼定位，梯度線圈工作時的功率在幾十千瓦，工作過程中會產生大量的熱量，需通過梯度水冷機產生的冷卻水通過熱交換將熱量帶走[10]。檢查水冷機發現溫度顯示為84 F（F為華氏溫度單位，約為28.9℃），遠遠超過正常工作時的溫度65 F（約為18.3℃）（圖2），于是懷疑梯度水冷機故障。

圖2 梯度水冷機異常（a）與正常（b）時的溫度

（4）檢查梯度水冷機。打開水冷機頂蓋，檢查水箱內水量充足，但進、出水管內沒有冷卻水流通。確定故障原因為水泵壞，但聽到水泵本身工作聲音正常，故繼續拆解維修，將水泵部分單獨拆下。拆除要點：水泵本身較重，且進水管及出水管均為硬管，拆除時需一人抱起水泵，另一人拆水管時邊擰水管邊搖拽水管，周邊箱體金屬邊比較鋒銳，易傷手，拆除時需注意戴好手套（圖3）。接電源測試水泵工作正常，發現水泵與渦輪接頭處的聯動接頭斷裂（圖4）。致使水泵能正常工作但無法傳動至渦輪。

圖3 梯度水冷機內部水泵及水管連接

圖4 水泵與渦輪接頭結構及聯動接頭

（5）應急處理。因我院MR患者檢查量大，該機器不能長時間停機，故決定將梯度水冷機的進出水管分別接自來水和下水道。利用自來水直接給梯度降溫[11]（因為故障發生在冬季，此時自來水的溫度約為18～20℃，可以滿足梯度冷卻需求），跳過梯度水冷機，既保證機器不停機，又能為維修泵頭爭取時間，大大提高了維修效率。

（6）維修泵頭。檢查故障處轉接頭，該接頭是一特氟龍材質接口，斷裂處受力無法修復，于是通帶著壞的接頭到外面代加工特氟龍材料品的工廠，依照接頭原樣加工了三個一模一樣的接頭，使用一個，兩個做備用（圖5）。

圖5 加工的聯動接頭新舊配件對比

（7）故障解決。該水泵為220 V交流電機，將加工好的轉接頭裝上水泵和泵頭，接220 V電壓單獨試機，水泵和泵頭工作正常，銜接處無異響。再把組裝好的水泵放進水冷機內，水管處恢復原狀，開機試機，梯度水冷機能正常工作，且機器不報警，故障解決。機器使用至今未出現過此類故障，充分說明加工的轉接頭工作穩定可靠。

3 故障二

3.1 故障現象

掃描過程中報硬盤剩余空間不足錯，無法加載應用程序，不能正常掃描。

3.2 故障分析及解決方案

根據故障現象并查看報錯代碼，進行分析與排除。

（1）重啟應用。懷疑是后臺運行程序占用了大量的物理內存，于是斷電關機拔插清潔主機內存條并裝回，等待5～10 min后重啟機器，開機正常啟動且不報錯，但在加載掃描程序時再次出現報錯，故障依舊。

（2）查看空間使用量。在操作界面的左上角可查看到Disk 98% full的進度條，說明空間98%已滿，即剩余空間僅為2%。同時在command（命令）界面輸入df-h字符命令[12]，可查看各硬盤空間使用情況的詳細信息，發現數據盤已滿，故懷疑故障是數據盤空間過滿導致。

（3）應急處理。將之前已處理過的病人數據刪除釋放硬盤空間，當數據刪除到左上角顯示Disk 95% full時之前的病人數據無法刪除，但可以正常掃描，掃描幾個病人后空間不足，再次出現報錯，故障依舊。因為本地病人數據無法正常刪除且空間無法正常釋放，因此懷疑數據庫故障。

（4）清理重建數據庫。重啟應用后在登錄界面更改用戶模式，進入root模式（登錄名：root，密碼：operator，這一模式無需使用維修秘鑰即可登錄）清理重建數據庫，在應用程序列表Utilities里選擇點擊DBReset Image/Error DB后出現Reset Image Database和Reset Error Message兩個選項（圖6），選擇運行Reset Image Database選項后自動開始清理重建數據庫。此過程界面一直處于數據庫重建清理過程，任何操作都不能執行，否則會導致失敗，大約等待40 min后提示完成。然后退出root模式，重新進入用戶模式（登錄名：sdc，密碼：adw2.0）后在操作界面的左上角可查看到Disk 6% full，剩余空間變為94%，空間釋放成功。多次試機掃描正常，報錯消失，設備運行至今未發生類似故障[13]。

圖6 清理重建數據庫界面

4 討論

針對梯度水冷機故障的維修，向廠家咨詢得知該梯度水冷機中的轉接頭無法單獨更換，只能整機更換梯度水冷柜，報價近二十多萬元，配件昂貴。而此次通過自主維修加工轉接頭花費僅幾百元，耗時僅1 d。此外，配件加工的方式也是多樣的，除了上述代加工的方式，同樣可以利用如SolidWork、CAD等畫圖工具繪制成圖后，通過3D打印的創新方式進行加工等[14]，成本在合理范圍之內。針對數據庫這類軟故障，臨床工程師應當熟悉設備軟件系統的特點及不同模式下所具備的權限與功能，可以解決大部分的軟故障（例如系統安裝、網絡故障、數據庫故障、參數的備份與還原等）。目前，大部分廠家將維修設置了權限[15]，需要通過原廠的維修密鑰方能進行深入維修，這就使得大部分工程師陷入了維修困境。作為臨床工程師，熟悉掌握設備各部件的結構組成、工作原理、設備運行的具體流程，積累了豐富的維修經驗后，會發現并不是所有的維修都需要廠家工程師的維修密鑰，絕大多數情況下的維修是不需要維修密鑰就可完成的（例如各單元的電源模塊、散熱風扇、檢查床運動的驅動電機、表面線圈[16]等硬件故障以及絕大部分的軟件故障等）。熟知這一情況后，可避免因維修權限受限而陷入被動，從而掌握維修主動權，不僅可以大大降低人工成本（一般廠家工程師上門服務費約為1～3萬元/次），同時也可以兼顧效率，全面提高工程師自身的技術水平。

5 總結

我院GE Signa HDe 1.5 T MR裝機至今已超五年，隨著患者量的日益增多，設備的使用率將不斷提高，機器的故障率也將增高，將日常各類故障維修進行總結分析，形成有效的維修管理方式，不僅可以提高科室的工作效率，節約成本，而且可以指導預防性維護，對降低設備的故障率具有重大意義。此外，有效保障MR此類大型影像設備的穩定運行，將全面提高我院的醫療服務質量和綜合競爭力，保障臨床檢查工作有序穩定的運行，讓患者享受到更加便捷、高效的服務，增加我院的社會、經濟效益，促進醫院的快速發展。