GE Signa HDxt 1.5T 磁共振成像仪冷却系统故障维修

张常青

济南市中西医结合医院 （山东济南 271100）

磁共振成像仪是常见的医疗设备，可为疾病诊断提供客观的影像学依据。磁共振成像仪利用体内氢原子核在外加磁场的作用下运动而进行成像[1]。有研究证实，与数字X 线摄影、计算机X线摄影相比，磁共振成像图像更为清晰，软组织成像的图像对比度更高，而且该检查方法无需使用对比剂，也无辐射危害，安全性良好[2]。目前，磁共振成像主要应用于头颈部、中枢神经系统、脏器病变的诊断，在脑梗死、恶性肿瘤诊断中的应用效果更佳[3]。

我院于2014 年引进美国GE 公司Signa HDxt 1.5T 磁共振仪。该仪器具有扫描时间短、成像速度快、扫描范围大、图像清晰、可同时行全身多部位检查等优点。Signa HDxt 1.5T 磁共振仪的磁场线圈工作时依靠液氦作用保持超导状态[4]。在正常情况下，要求磁体液面≥60%，保持液氦压力3.9～4.1 psi（1 psi=6.89 kPa）。若液氦压力＜3.9 psi，则设备会发送信号至磁体，磁体加热液氦使其压力升高，当压力达到4.1 psi 时，再发送信号停止加热[5]。而在异常情况下，当液氦压力＞4.1 psi，且升高至5.0 psi 时，磁体会逐渐释放氦气以降压，但如果液氦压力无法降低则会出现失超，可能造成人员伤亡[6]。因此，加强Signa HDxt 1.5T 磁共振仪冷却系统的维护管理，保障其正常运行至关重要。现介绍该系统的工作原理及常见故障案例，以期为同行提供参考。

1 工作原理

GE Signa HDxt 1.5T 磁共振仪冷却系统主要由氦压缩机、水冷机、液氦冷屏、和冷头4 部分组成。氦压缩机的作用是为冷头提供低温高压氦气。水冷机的功能类似空调系统，作用是为氦压缩机提供冷却水，促使氦压缩机内的高压氦气冷却，还可经循环水带出氦压缩机内的热量，使氦压缩机降温[7]。液氦冷屏包括20、70 K 两级冷屏，作用是在液氦与外界环境间设置隔温层，避免液氦挥发。冷头实质是1 个二级膨胀机，与氦压缩机形成闭路氦气循环，可使氦压缩机产生高纯度氦气时产生的热量散失，并可通过两级缸套断面的铟垫圈将冷量传输至液氦冷屏，完成吸入高压、低温氦气与排出低压、高温氦气的过程，进而使超导线圈维持在极低温度[8]。冷却系统在氦压缩机、水冷机、冷头的共同作用下持续为磁共振仪提供冷量，减少液氦消耗，确保强磁场长期存在[9]。

2 故障案例

2.1 故障一

2.1.1 故障现象

设备在工作时报警：水温过高。30 min 后冷头亦停止工作。

2.1.2 故障分析

经分析，导致该故障的原因可能为：（1）机器误报警，若冷却系统的温度传感器出现故障，可能会引起误报；（2）水冷机室外机组有较多灰尘杂物，导致制冷效果下降。

2.1.3 故障维修

首先，重新启动仪器，但报警仍存在。其次，检查是否为冷却系统温度传感器出现故障：手动将冷水机中循环管路的阀门切换至自来水散热模式，自来水通过热交换器使氦压缩机产生的热量随循环水排出，关闭循环水泵、氦压缩机，2 ～3 min后打开循环水泵的电源，待循环水泵工作后启动氦压缩机，经上述步骤处理后发现冷水机仪表板仍报警，排除温度传感器工作异常。最后，排查水冷及室外机组运行情况：检查室外机组的过流保护开关，发现其处于保护状态，于是手动切换清除该状态，并清除报警，重新启动磁共振仪，发现水温从45 ℃降至10 ～13 ℃（仪器设定的范围），提示水冷机室外机过流保护而致故障；进一步检查核磁室外散热板发现其表面覆盖较多灰尘，去除灰尘，并切换回冷水机散热模式，打开仪器，运行正常，故障排除。

2.2 故障二

2.2.1 故障现象

冷却系统管路压力过低，水冷机缺乏制冷剂（氟利昂）。

2.2.2 故障分析

水冷机中氟利昂添加不足的原因可能为：（1）外界环境温度不断升高，水循环过滤器受阻，导致氦压缩机两侧氟利昂的压力降低；（2）冷却系统管路中可能出现漏氟。

2.2.3 故障维修

翻阅设备维护手册，发现在1 个月前检查冷却系统时显示水冷机中氟利昂的含量正常，但目前却报警显示氟利昂不足。首先，考虑为水循环过滤器受阻，拆卸过滤器并清洗干净，重新安装后发现报警未消失；其次，使用肥皂水对水冷机管路进行检漏，发现管路折弯处有1 处微小的泄漏疑点；然后，联系厂家售后，确定管路上存在1 处漏点。进行点焊处理，再抽真空，重新补充10～15 kg 氟利昂，调整管路压力，重新开机，冷却系统正常工作，故障排除。

2.3 故障三

2.3.1 故障现象

水冷机仪表板上的温度显示为30 ℃，水冷机持续运行，不能停机，但发现实际水温低于0 ℃，且输出管道外被冰块包裹。

2.3.2 故障分析

该故障的原因可能为冷水机室外机组出水温控监测器异常，致使水冷机不间断制冷。

2.3.3 故障维修更换室外机组出水温控监测器后重新启动仪器，故障排除。

2.4 故障四

2.4.1 故障现象

液氦压力升高（超过4.2 psi），且持续缓慢升高，每日升高0.003 psi，液氦浓度未发生改变，冷头仍处于运行状态。

2.4.2 故障分析

氦压缩机、冷头之间组成闭路的氦气循环，通过与绝热柔性压力管相连接使冷却系统内充满高纯度的氦气[10]。此故障中液氦浓度未发生改变，但冷头持续工作，考虑可能的原因为：（1）氦压缩机压缩氦气后，氦气内携带的油雾发生固化堵塞蓄冷器，影响冷头工作；（2）冷头老化，影响液氦挥发，导致压力缓慢升高。

2.4.3 故障维修

尝试更换活塞或吸附器，故障未排除。翻阅维护记录本发现该设备的冷头已使用3 年多，但厂家规定的工作寿命一般为2～3 年，故考虑此次故障由冷头老化引起。更换原厂冷头，先将磁体泄压以排放部分液氦后再更换冷头，重新启动仪器，故障排除。

3 检修原则

设备科工作人员不仅应具备专业的理论知识和丰富的维修经验，还应持严谨的工作态度。检修前，工作人员需认真查阅操作说明书及相关资料，充分掌握仪器工作原理、操作步骤、电路原理等；应全面分析故障现象，制订科学的检修计划，且需在检修结束后进行校验；若需更换配件，应联系厂家采购，并要求厂家出具供货证明。所有检修设备的工作人员均要求持证上岗。

4 小结

冷却系统是GE Signa HDxt 1.5T 磁共振仪的重要组成部分。设备科工作人员应充分了解冷却系统的结构及工作原理，总结归纳常见故障原因及排查方法，同时还需定期检修、保养，每日记录仪器运行情况，以及早发现和处理故障，使冷却系统处于良好、稳定的工作状态，保障仪器的超导环境，减少液氦挥发，降低运行成本。