Philips Multiva 1.5T MR 故障分析与维修3 例

仲建生，刘 蕾，夏云成

（如皋市人民医院医学装备科，江苏 如皋 226500）

0 引言

Philips Multiiva 1.5T MR 是Philips 公司推出的一款高端超导型磁共振系统，具备真正的16 通道技术，是Philips 1.5T 场强的主力MR 之一，该设备有效地满足了需要进行MR 检查的患者需求。笔者一直从事该设备的维修保养工作，现将其中3 例故障现象及维修思路进行归纳、总结，以期为医工人员维修同类故障提供参考。

1 Philips Multiva 1.5T MR 工作原理

MR 设备的基本原理是将人体置于特殊的磁场中，用射频（radio frequency，RF）脉冲激发人体内氢原子核，引起氢原子核共振，并吸收能量。在停止RF脉冲后，氢原子核按特定频率发出信号，将吸收的能量释放出来，被RF 线圈接收，经计算机处理后获得图像[1]。MR 设备通常由磁体、梯度系统、RF 系统、图像重建处理系统、水冷系统等部分组成[2-3]，现对本文中涉及的RF 系统、控制/数据采集系统（control/data acquisition system，CDAS）进行简要介绍。

RF 系统由RF 线圈、RF 发射器和接收器组成。RF 系统产生的RF 信号经过RF 放大器放大后，通过RF 发射线圈发射电磁波，对患者被扫描的组织进行激励，再由RF 接收线圈接收人体组织中的MR信号，并传输至RF 放大器进行放大处理，之后送至CDAS[4]。CDAS 是MR 设备的中心控制系统，负责产生时钟信号、控制扫描序列的各个环节并协调运行，如RF 的发射时序、梯度的配合施加时序等，同时完成信号采集、数据处理工作。Philips Multiva 1.5T MR的结构框图如图1 所示。

图1 Philips Multiva 1.5T MR 结构框图

2 故障维修案例

2.1 RF 系统故障

2.1.1 故障现象

扫描途中报错“Cannot determine resonance frequency，no signal at all”（不能确认共振频率，没有信号），更换其他线圈测试仍报错，机器停机，无法使用。

2.1.2 分析与排除

根据以上报错信息，分析故障应该发生在RF 信号的发射、接收、放大部分[5]。检查RF 系统，在设备间观察RF 放大器指示灯正常，Operate 和high 指示灯亮绿色，7 个RF 模块上均有一绿色指示灯亮。使用Philips 公司提供的用户名、密码登录Service 模式启动Service 工具进行测试，RF-AMP general test、RFAMP PMU test body coil、Max KW calibration Body coil、CDAS and PFEI self test、Tx att calibration、RX att calibration 均通过，做Pickup coil tripl.cal.Body coil 时报错停止。查询相关资料并咨询Philips 公司技术支持工程师后运行Installation—System Level Procedures—F0 determination 测试（如图2 所示），提示找到F0 中心频率，测试结果：Status__Frequency Found; Search frequency[Hz]：63883329。点击“STOP”后出现测试结果的页面，显示测试通过。再次进行前述未通过的Pickup coil tripl.cal.Body coil 测试，途中有报错提示，但选择忽略后结果显示该测试通过。保存测试结果后退出Service 模式，取下扫描床上所有线圈，在扫描协议中选择Q-body 线圈，扫描水模正常。本次的故障原因是中心频率F0 漂移，重做测试找到中心频率后机器恢复正常[6]。

图2 Service 模式F0 调试界面

2.1.3 小结

本次故障最终是在Philips 公司技术支持工程师的指点下解决的，通过这次故障的维修过程可以看出设备生产厂家所提供的各种维修实用工具的作用。该故障并没有任何硬件的损坏，仅是由环境温、湿度的变化或者机器长期使用导致F0 中心频率漂移造成的。故障发生后，曾有第三方维修商判断为RF 放大器故障，需要整体更换RF 放大器且价格较高，最终借助原厂工程师的技术支持，在未更换任何配件的情况下修复了故障。因此，院方工程师在日常工作中需要与原厂工程师保持良好的沟通，并多向他们请教Service 模式下各种维修工具的使用方法及作用。

2.2 线圈故障

该设备线圈有2 种：一种是在扫描孔内的体线圈，通常只发射RF 信号；另一种是头颅、腹部、腰椎等表面线圈，负责接收经过人体激发后的RF 信号，在日常使用中故障率较高。

2.2.1 故障现象

扫描头颅、腹部、脊椎、子宫时经常中断，有时一个序列扫描即将结束时中断，有时甚至不能扫描。

2.2.2 分析与排除

几个线圈均扫描中断，因此分析上述故障应该是所有线圈的公共部分出现故障导致，例如线圈插头与机架左侧的A、B 线圈插座接触不好或线圈插座至机架内信号放大部分的传输电缆故障。扫描中断时查看报错信息，显示“MALFNOTOP：TotalSpine-16 at PFEI/ODU A reports errors，please reconnect。Incomplete data allowed reconstruction of some but not of all images. Reconstruction is attempting to continue with incomplete data...Coil A Failure，coil disconnected？”。用无水乙醇清洁扫描时频繁报错的线圈插头后故障依旧，然后检查机架左侧A、B 线圈插座，看到其内有很多污垢，用电子清洁剂清洁后稍有改善，但扫描时仍有中断，提示线圈未插好。测量A、B 线圈插座第3 排1、2 引脚（识别线圈ID）的-5 V 电压正常，判断应为A、B 线圈插座至机架内发射、接收切换单元（TR-SWITCH）的信号传输电缆故障[7]，整体更换2个插座及电缆后扫描水模并做各项测试，结果显示正常[8]。更换插座后扫描腹部时偶尔报错“UNK：Error detected at PFEI/ODU B，（Re）connect top-part and（re）connect adapter connections”。检查腹部线圈，发现插头内有一排插针松动，经询问得知该线圈插头曾被操作技师插歪。拆开插头外壳用AB 胶将该排插针固定后故障排除[9]。

2.2.3 小结

通过本次维修可以看出，表面线圈负责接收数据，是MR 设备中对图像质量影响较大的部件之一。因此，使用表面线圈时要轻拿轻放，避免磕碰，线缆部分不能过分弯折，在将线圈插头插入机架插座时一定要对准后垂直插入，避免插偏。为了防止发生类似故障，除提醒操作技师使用时注意外，还在所有表面线圈的插头内加装了3 个定位销。

2.3 CDAS 故障

2.3.1 故障现象

扫描途中报错“Real Time Control Error；Spectrometer initializing...”，报错后无法扫描。关机后可以正常使用但故障仍偶发，且随着时间推移故障发生的频率逐渐增加。

2.3.2 分析与排除

根据以上报错信息，分析故障出在CDAS 的可能性较大。MR 主控制计算机在刚开机时会提示“Spectrometer initializing...”（谱仪初始化），但扫描途中出现该信息则意味着CDAS 出现故障。根据日常维修经验分析，该故障产生的原因通常有以下几种：CDAS 内的SBC 板（扫描控制板）或电源板频繁重启、CLK（时钟）板不稳定或者重建计算机的软件在启动时未能从主机下载完成[8]。因为故障偶发，所以只能通过替换法来确定具体故障部位。首先，故障出现时查看CDAS 最右侧电源板未发现异常，输出指示灯均为绿色常亮，故排除电源板故障。然后，依次更换SBC 板、CLK 板后故障仍存在，当更换电源板左侧RX板（接收板）后故障消失。CDAS 内共有4 块完全相同的RX 板，分析发生故障的那块RX 板可能靠近电源板，温度较高，从而导致某个芯片热稳定性不佳或者芯片有虚焊现象。

2.3.3 小结

从上述故障的维修过程可以看出，CDAS 的故障有时是渐进式的，这种故障的维修时效不像彻底停机的故障那样迫切，但因其具有隐蔽性，有时反而更加难以处理。因为机器大部分时间工作正常，所以对该类故障的排除除了要求医工人员对机器的原理及组成有较好的掌握，还需要有一定的配件储备或者来源，以便通过更换整块电路板的方法来快速有效地排除故障、修复机器。

3 结语

通过上述3 例故障的维修过程可知MR 设备在日常工作时稳定性较高，其故障通常出现在线圈的接插件处以及RF 系统、梯度系统，所以在日常工作中需要提醒操作技师在更换线圈时应对准定位销再插拔。作为一名工程技术人员平时要加强对MR 设备的预防性维护、保养，按照要求做好设备的质量控制工作，并积极协助专业工程师定期对设备进行全面保养及各项参数的校准，从而避免上述F0 中心频率漂移故障的发生，保证检查结果的准确性、有效性[10]。另外，日常保养时要重视水冷系统的预防性维护工作，根据季节特点定期对水冷系统进行清洁维护[11]，防止水冷系统故障导致机器停机。