1.5 T核磁共振成像系统失超故障处理及整改总结

李桂明，王永胜，肖翔，朱建波

广州市番禺区中心医院 设备科，广州市，511400

0 引言

磁共振成像系统主要由超导磁体、计算机、冷却系统、自控系统、射频系统以及梯度电源组成。失超是指超导磁体由于某种原因使得磁体内部超导条件被破坏，储存在线圈里面的大电流，在形成电阻的地方迅速转化成热量，并使磁体里面的液氦大量蒸发的过程。从发生失超到修复故障约需消耗近三千升液氦，故障维修过程的液氦配件及技术人工成本，以及失超造成的较长时间停机下的运营收益中断，将对医疗机构造成巨大损失。现分享一例磁共振成像系统失超故障及处理案例如下。

1 故障现象

医院一台某品牌1.5 T Avanto磁共振成像系统于2019年5月15日下午15：30发生失超故障，设备当时正准备进行扫描，突然传出“砰”的声响，扫描间内出现白色烟雾；失超管处喷出大量的液氦，持续5 min。并在隔天出现第二次喷发白色烟雾。

2 故障处理

2.1 紧急处理

（1）紧急撤离患者，同时要求所有人员立即离开磁体间[1]，并安排其他等候者到安全区域。

（2）科室主任通知院领导及相关职能科室，随后医学工程人员、安保人员、电工等保障人员到达现场。安保人员立即对事故现场（机房、失超管附近的门窗）进行围蔽处理，控制人员进入，避免喷发的超低温液氦冻伤附近人群。与此同时，医学工程人员检查现场环境，进一步排除安全隐患。

（3）检查过程中发现设备间的天花板和设备机柜上有积水，考虑有可能引发短路，故先断电处理。

2.2 前期处理过程

（1）检查发现天花板背面没有水，说明水的来源不是天花板上方，而是地面水管。检查冷却水的管路，发现冷却水泵出水口位置的PVC水管膨胀很大，并且有裂缝。冷冻水泵水管故障点，如图1所示。由此判断此处破裂后因水泵压力大而引发喷水，水喷到设备控制电柜，导致失超开关短路。另外，在检查的同时进行设备机柜表面积水的清理。

图1 冷冻水泵水管故障点Fig.1 Failure points of chilled water pump water pipe

（2）厂家工程师到场检修。首先，使用堵头封堵失超管机器端的金属膜破裂，避免液氦进一步丢失，以及防止空气进入磁体，从而保护磁体[2]；其次，进一步清理、吹干机柜内部各模块的积水，期间在设备间放置2台大功率风扇，加快吹干机柜内部的积水。次日，对机柜的各模块零件进行逐一拆卸进行检查，使用热吹风吹干后，恢复液氦压缩机和冷头的供电[3]，查看液氦水平为31%。（3）对冷水机进行排查。排查主机故障的原因，水管其它接缝处是否存在裂缝。

2.3 后期处理

（1）经冷水机厂家工程师排查诊断，失超前曾发生冷水机故障，当时设备报A211（代表高压保护）、A006（水温超过30度报错）[4]；通过更换主板、水泵水管、重新包保温以及进行测试后正常运行。

（2）17日18：30失超管再次喷出大量的白色烟雾，液氦汽化通过失超管排到室外[5]。工程师再次检查液氦水平，得到数据为7%，但升压过程数据始终不变，怀疑液氦水平有可能为0，显示7%有可能是探头被冰块堵塞。此时，磁体急需充装部分液氦，维持磁体的低温状态。通过多渠道，确定由医院的医疗设备整体维保公司联系液氮供应商运送500 L液氦到医院进行充装，随后经过除冰、加液氮等操作，使液氦水平上升至27%，暂保证磁体安全。

（3）磁体静置观察，检查磁体失超管、磁体表面是否凝霜，未发现异常情况。

（4）厂家工程师通过打开磁体塔头，采用低温摄像头拍摄磁体采集相关照片，然后把照片发给英国磁体研发中心分析评估。结果反馈为磁体内有冰，其风险为设备励磁、匀场、使用过程中，冰块可能随时撞击线圈再次引发失超，结合其它医院遇到的情况，建议对磁体做热循环。

（5）医院经反复沟通厂家，获取了两套方案：方案一，继续补充液氦。进行塔头除冰-充装液氦-励磁-匀场-校准[6]，需时4 d；方案二：磁体热循环，因为涉及到工具的运送等因素，时间最快需要45 d。医院经综合评估磁体现状、液氦水平、压力、过往国内外失超出情况、再次失超概率等因素，结合自身实际情况，最终选择采用方案一。

（6）开展励磁。首先，由厂家工程师调运励磁电源等工具和1 000 ML液氦到医院。期间，考虑励磁过程中，可能引发再次失超，故再次对失超管邻近科室进行张贴安全警标示和安全宣传。随后，厂家工程师依次进行更换配件（失超管金属膜）及D15通讯板，打开磁体外壳查漏，失超开关测试，塔头除冰，加液氦等操作。待液氮充装后，对磁体进行静置观察，在未发现其它异常的前提下进行励磁[7]。最后，在完成励磁的情况下，测试发现需要进行匀场并执行相应操作（如果磁场均匀性没问题，可不进行该操作，而通过机器测试即可）。

3 总结及经验讨论

3.1 损失巨大

首先，造成的经济损失巨大。失超后，要重新充装约2 000 L液氦，市场单价约300元/L，即总费用约60万元；失超后要进行检测、除冰、励磁、匀场等一系列专业操作，期间产生的配件及技术服务费用合计约100万元。其次，对医院业务的正常运行也造成相当大的影响。整个维修过程约为15 d，平均每天的检查量约为130例，即约有2 000例病人需通过其他途径接受诊疗服务，增加了病人在时间及精力消耗上的负担。此外，由于没有进行热循环的处理方案，磁体内部并未彻底除冰，设备仍有再次失超并产生各种损失的风险[8]。

3.2 事故原因及反映的问题

经研究，当水冷机发生故障，维保公司未能及时有效地排除故障，并且切换自来水冷却时操作不到位，导致水冷机室内水泵水管破裂，引发喷水导致失超开关短路，最终造成失超事故。事故说明第三方医疗设备整体维保单位在大型医用设备维保方面的专业能力有所欠缺，出现故障后的处理及做法欠缺专业性，未能及时有效地把重大事故遏止在萌芽阶段。另外，在零配件质量方面较难保证，维修中曾计划使用厚度较原厂相比差了一半的PVC水管，其能承受的压力不足，存在很大风险。

3.3 整改措施

（1）磁共振成像系统设备间水源部分进行围蔽隔断处理。为避免再次发生此类事件，采用隔板从天花板至地上把冷却水箱、水泵、水管部分进行围蔽隔断，同时在隔离板中开设小门，方便操作以及观察流量、压力等。

（2）规范化一级维护，要求每日记录设备运行关键数据，其内容包含液氦剩余量、设备磁体间温湿度、氦压机压力值以及核磁水循环系统进出压力值[9]（见表1）。另外，调整医疗设备整体维保公司每日巡视的内容，防范故障的发生，要求详细记录每次报警或故障处置信息，并且定期巡视和清理水冷机精密空调室外机[10]，相关记录由科室管理人员质控。

表1 MRI设备参数登记表Tab.1 MRI equipment parameter registration form

（3）加强对科室使用人员以及医疗设备整体维保公司人员的自来水循环的操作培训。当水冷机故障时，需要切换自来水循环冷却，首先关闭给水冷机供水的水泵供电，关闭连接水冷水机和水箱之间的管道阀门。关闭1号和2号阀门，打开3号和4号阀门，其他的阀门状态保持不变，即可启动自来水循环给液氦压缩机和梯度线圈降温（如图2所示）[11]。

图2 自来水循环阀门状态示意图Fig.2 State diagram of tap water circulating valve

（4）实行机房的实时监控。通过在机房安装摄像头，使技术人员能够实时监控到整个机房的现场情况，当有意外事件发生时，能及时发现问题、解决问题。

（5）加强科室宣教。若发生失超，检查室会出现“砰”的响声，并且磁体上方会出现白色烟雾，同时失超管处持续喷出烟雾。科室应制定失超的应急处置措施流程并全员知晓，同时做好“液氦可引起冻伤，本身无直接毒性，但可能造成窒息；氦气为惰性气体，无色无味无嗅气体，属于不燃气体，该物质对环境无危害[12]；氦气在普通大气压下无毒，浓度超标（50%以上）对人体有害”等常规认知的宣教。

（6）磁共振成像系统出现失超情况时，需及时与液氮供货商联系，对接确定到货时间、可供给量、充装工具、充装人员等问题，以及商务流程的问题，且液氦完成罐体的充装后，需要静置24 h后才能运送[13]。而此期间，磁体的情况比较难掌控，因此要提前做好上述各项工作，尽快完成上述各环节的工作，以便更好地衔接维修。

3.4 磁共振成像系统及机房建设、维修注意事项

（1）由于涉及到高压的水管道，因此在设备机房装修设计时，应尽可能实现水、电气元件柜隔离。

（2）机房设备进水后电气设备的抢修办法。进水的控制柜、设备尽快通风干燥，并在吹干的过程中，要对周边的电路板做好保护措施，以免吹出的水四处飞溅。设备重新投入运行前，应全面拆解、擦拭，使用热风吹烘，确保绝缘值达标后方能投入运行。电路上存在水气可能导致严重后果，因此必须认真细致开展干燥工作。

（3）失超管要设计合理。失超管是超导磁体不何缺少的一部分，它汇集了磁体的所有气体挥发管口，一旦失超，磁体内近2 000 L液氦全部挥发成氦气（每升液氦可气化为1.25 m3氦气）将从失超管喷出[14]，如果不能将其恰当地排出扫描间，将会对病人造成极大的伤害。故失超管要尽可能直通向安全的室外，并且失超管室外出口需防止雨水、老鼠等异物进入。失超管出口需比房顶高出0.9 m，墙出口的失超管出口需比地面高出3.66 m。失超管室外出口长6.1 m，宽4.6 m的范围内需设置为限制区域，设置警示牌限制人员进入，且不能有空调进风口[15]。如果失超管设计尺寸不足、辅助路径不合理、甚至堵塞，磁体内部压力快速增高而被损坏的可能性将增大。