GE Signa HDxt 1.5T 磁共振成像儀冷卻系統故障維修

張常青

濟南市中西醫結合醫院 （山東濟南 271100）

磁共振成像儀是常見的醫療設備，可為疾病診斷提供客觀的影像學依據。磁共振成像儀利用體內氫原子核在外加磁場的作用下運動而進行成像[1]。有研究證實，與數字X 線攝影、計算機X線攝影相比，磁共振成像圖像更為清晰，軟組織成像的圖像對比度更高，而且該檢查方法無需使用對比劑，也無輻射危害，安全性良好[2]。目前，磁共振成像主要應用于頭頸部、中樞神經系統、臟器病變的診斷，在腦梗死、惡性腫瘤診斷中的應用效果更佳[3]。

我院于2014 年引進美國GE 公司Signa HDxt 1.5T 磁共振儀。該儀器具有掃描時間短、成像速度快、掃描范圍大、圖像清晰、可同時行全身多部位檢查等優點。Signa HDxt 1.5T 磁共振儀的磁場線圈工作時依靠液氦作用保持超導狀態[4]。在正常情況下，要求磁體液面≥60%，保持液氦壓力3.9～4.1 psi（1 psi=6.89 kPa）。若液氦壓力＜3.9 psi，則設備會發送信號至磁體，磁體加熱液氦使其壓力升高，當壓力達到4.1 psi 時，再發送信號停止加熱[5]。而在異常情況下，當液氦壓力＞4.1 psi，且升高至5.0 psi 時，磁體會逐漸釋放氦氣以降壓，但如果液氦壓力無法降低則會出現失超，可能造成人員傷亡[6]。因此，加強Signa HDxt 1.5T 磁共振儀冷卻系統的維護管理，保障其正常運行至關重要。現介紹該系統的工作原理及常見故障案例，以期為同行提供參考。

1 工作原理

GE Signa HDxt 1.5T 磁共振儀冷卻系統主要由氦壓縮機、水冷機、液氦冷屏、和冷頭4 部分組成。氦壓縮機的作用是為冷頭提供低溫高壓氦氣。水冷機的功能類似空調系統，作用是為氦壓縮機提供冷卻水，促使氦壓縮機內的高壓氦氣冷卻，還可經循環水帶出氦壓縮機內的熱量，使氦壓縮機降溫[7]。液氦冷屏包括20、70 K 兩級冷屏，作用是在液氦與外界環境間設置隔溫層，避免液氦揮發。冷頭實質是1 個二級膨脹機，與氦壓縮機形成閉路氦氣循環，可使氦壓縮機產生高純度氦氣時產生的熱量散失，并可通過兩級缸套斷面的銦墊圈將冷量傳輸至液氦冷屏，完成吸入高壓、低溫氦氣與排出低壓、高溫氦氣的過程，進而使超導線圈維持在極低溫度[8]。冷卻系統在氦壓縮機、水冷機、冷頭的共同作用下持續為磁共振儀提供冷量，減少液氦消耗，確保強磁場長期存在[9]。

2 故障案例

2.1 故障一

2.1.1 故障現象

設備在工作時報警：水溫過高。30 min 后冷頭亦停止工作。

2.1.2 故障分析

經分析，導致該故障的原因可能為：（1）機器誤報警，若冷卻系統的溫度傳感器出現故障，可能會引起誤報；（2）水冷機室外機組有較多灰塵雜物，導致制冷效果下降。

2.1.3 故障維修

首先，重新啟動儀器，但報警仍存在。其次，檢查是否為冷卻系統溫度傳感器出現故障：手動將冷水機中循環管路的閥門切換至自來水散熱模式，自來水通過熱交換器使氦壓縮機產生的熱量隨循環水排出，關閉循環水泵、氦壓縮機，2 ～3 min后打開循環水泵的電源，待循環水泵工作后啟動氦壓縮機，經上述步驟處理后發現冷水機儀表板仍報警，排除溫度傳感器工作異常。最后，排查水冷及室外機組運行情況：檢查室外機組的過流保護開關，發現其處于保護狀態，于是手動切換清除該狀態，并清除報警，重新啟動磁共振儀，發現水溫從45 ℃降至10 ～13 ℃（儀器設定的范圍），提示水冷機室外機過流保護而致故障；進一步檢查核磁室外散熱板發現其表面覆蓋較多灰塵，去除灰塵，并切換回冷水機散熱模式，打開儀器，運行正常，故障排除。

2.2 故障二

2.2.1 故障現象

冷卻系統管路壓力過低，水冷機缺乏制冷劑（氟利昂）。

2.2.2 故障分析

水冷機中氟利昂添加不足的原因可能為：（1）外界環境溫度不斷升高，水循環過濾器受阻，導致氦壓縮機兩側氟利昂的壓力降低；（2）冷卻系統管路中可能出現漏氟。

2.2.3 故障維修

翻閱設備維護手冊，發現在1 個月前檢查冷卻系統時顯示水冷機中氟利昂的含量正常，但目前卻報警顯示氟利昂不足。首先，考慮為水循環過濾器受阻，拆卸過濾器并清洗干凈，重新安裝后發現報警未消失；其次，使用肥皂水對水冷機管路進行檢漏，發現管路折彎處有1 處微小的泄漏疑點；然后，聯系廠家售后，確定管路上存在1 處漏點。進行點焊處理，再抽真空，重新補充10～15 kg 氟利昂，調整管路壓力，重新開機，冷卻系統正常工作，故障排除。

2.3 故障三

2.3.1 故障現象

水冷機儀表板上的溫度顯示為30 ℃，水冷機持續運行，不能停機，但發現實際水溫低于0 ℃，且輸出管道外被冰塊包裹。

2.3.2 故障分析

該故障的原因可能為冷水機室外機組出水溫控監測器異常，致使水冷機不間斷制冷。

2.3.3 故障維修更換室外機組出水溫控監測器后重新啟動儀器，故障排除。

2.4 故障四

2.4.1 故障現象

液氦壓力升高（超過4.2 psi），且持續緩慢升高，每日升高0.003 psi，液氦濃度未發生改變，冷頭仍處于運行狀態。

2.4.2 故障分析

氦壓縮機、冷頭之間組成閉路的氦氣循環，通過與絕熱柔性壓力管相連接使冷卻系統內充滿高純度的氦氣[10]。此故障中液氦濃度未發生改變，但冷頭持續工作，考慮可能的原因為：（1）氦壓縮機壓縮氦氣后，氦氣內攜帶的油霧發生固化堵塞蓄冷器，影響冷頭工作；（2）冷頭老化，影響液氦揮發，導致壓力緩慢升高。

2.4.3 故障維修

嘗試更換活塞或吸附器，故障未排除。翻閱維護記錄本發現該設備的冷頭已使用3 年多，但廠家規定的工作壽命一般為2～3 年，故考慮此次故障由冷頭老化引起。更換原廠冷頭，先將磁體泄壓以排放部分液氦后再更換冷頭，重新啟動儀器，故障排除。

3 檢修原則

設備科工作人員不僅應具備專業的理論知識和豐富的維修經驗，還應持嚴謹的工作態度。檢修前，工作人員需認真查閱操作說明書及相關資料，充分掌握儀器工作原理、操作步驟、電路原理等；應全面分析故障現象，制訂科學的檢修計劃，且需在檢修結束后進行校驗；若需更換配件，應聯系廠家采購，并要求廠家出具供貨證明。所有檢修設備的工作人員均要求持證上崗。

4 小結

冷卻系統是GE Signa HDxt 1.5T 磁共振儀的重要組成部分。設備科工作人員應充分了解冷卻系統的結構及工作原理，總結歸納常見故障原因及排查方法，同時還需定期檢修、保養，每日記錄儀器運行情況，以及早發現和處理故障，使冷卻系統處于良好、穩定的工作狀態，保障儀器的超導環境，減少液氦揮發，降低運行成本。