超导磁共振制冷系统维护管理探讨

刘劭坤 孙宏立 田秀峰

在超导磁共振设备中, 要使磁体线圈在超导状态下运行,需要高度真空的低温容器；为保证超导环境的存在, 必须有一套运行良好、工作性能稳定的冷却系统；液氦是维持磁体超导状态所用的制冷剂, 价格昂贵, 良好的冷却系统能大大降低液氦的挥发, 减少超导磁共振运行成本［1］。因此在日常工作当中, 做好超导磁共振制冷系统的维护, 具有更重要意义。本院分别于2006年和2010年购进三台超导磁共振, 现就制冷系统维护管理方面进行如下回顾总结。

1 材料与方法

1.1 材料 超导磁共振三台, Philips Inter 1.5T, Achieva 3.0T,西门子Magneton Trio Tim3.0T各1台。超导磁共振仪的磁场是在超导环境中给超导线圈通电流而产生的［2］。超导材料的工作温度为4.2 K(-268.8℃)。磁体虽然采用了多重真空绝热结构, 但是由于结构支撑及磁体材料等多种因素, 热传导不能完全被阻止, 所以液氦会以蒸发的形式带出导入的热量, 从而保证超导线圈4.2 K的工作温度。为尽可能减少液氦蒸发,在容纳超导线圈的容器外又设置了20 K和77 K冷屏, 并为磁共振配备了提供降温的制冷系统。超导型磁共振仪的制冷系统由四部分组成：液氦冷屏、冷头、氦压缩机和水冷机组［3］。

1.2 管理方法

1.2.1 科学管理 科室成立维护管理小组, 成员3～4名, 由技师长担任组长, 主管技师任副组长, 有责任心的技师承担组员, 制定完善的维护管理流程及规章制度并实施到位。

1.2.2 重点培训 培训分理论与实践两个阶段, 首先科室技师长制定切实可行的培训计划, 就制冷系统维护的重要性、制冷系统的结构、组成、制冷原理及维护的重点及细节等理论知识做分阶段授课, 并针对性地理论考核, 要求人人掌握领会；在此基础上, 再由受过专业培训的主管技师实体演示,采取互动式多次演习, 强调人人过关。

1.2.3 重点维护 随着磁共振技术的提高, 梯度功率不断增大, 梯度系统也由风冷散热方式改为水冷来提高冷却效率、降低噪音, 水冷系统良好运行是磁共振正常工作的重要保障。水冷机组、氦压缩机和冷头不停地运行, 为冷屏持续提供冷量, 保证超导线圈4.2 K的低温工作环境, 以维持磁共振仪的超导磁场［4］。作为一种消耗品, 冷头的使用寿命一般只有18000 h(约2年)［5］, 达到使用年限应更换, 有利于提高冷头使用寿命, 超期使用会使填料松漏, 严重时有可能将活塞卡死在缸套中, 造成冷头彻底报废, 也可能导致磁体失超；氦压缩机输出的低温高压氦气必须及时滤除混入的润滑油；吸附器的好坏对冷头工作影响很大, 应及时更换吸附器内的活性炭；水冷机组在日常使用中发生故障较多, 保持循环管道的完好, 防止冷冻液流失和循环管路中进气, 提高循环水的洁净度, 同时做好水泵维护。

1.2.4 日常维护 每台设备配一本运行记录簿, 记录每日的各种技术参数, 由当班技师负责。磁体间温湿度、液氦容量、氦压缩机压力、氦压机水冷温度、梯度水冷温度等参数的正常值范围标识在仪表附近, 发现异常及时处理或上报。液氦压力设定为4 psi(1 psi=6.89476 kPa), 记录时若压力超出(3.8～4.2 psi)范围则表明故障, 发现后及时排查解决；液氦容量应>60%, 50%是极限值, 鉴于目前液氦供应紧张的情况,要提前预定, 避免因液氦量过低引起失超；如遇意外停电,待来电后要及时打开氦压缩机(多数氦压缩机不能自动恢复)每月清洗水冷机的室外机组, 避免因落叶等杂物堵塞导致制冷效率降低。

1.2.5 加强监管 每台设备指定一名主管技师负责, 监督检查每日运行记录登记和设备正确操作；科室维护管理小组应加强监督, 定期检查各设备运行状况, 及时发现问题, 及时督促负责人认真做好维护, 以排除隐患。

2 结果

本院2006、2010年分别引进1.5T超导磁共振和两台3.0T超导磁共振, 7年多来制冷系统从未出现意外故障, 明显降低超导磁共振的故障率, 有力保障大型设备的正常运转。

3 小结

做好超导磁共振制冷系统日常维护管理, 明显降低超导磁共振的故障率, 提高了开机率, 为医院节省大量开支, 值得临床借鉴应用。

［1］侯刚.1.5T超导磁共振制冷系统的工作原理及日常维护.医疗装备, 2012, 25(2):56-58.

［2］杨博.超导磁共振设备的安全维护与保养.中国医疗设备,2011, 26(3):126.

［3］顾亚军.浅谈医院医疗设备的维护保养与巡修检修管理.中国实用医药, 2014, 9(6):261-262.

［4］王辉林, 黄昌永, 马彪, 等.超导核磁共振水冷系统的工作原理及维护保养.中国医疗设备, 2012 (01):25.

［5］李晓强.超导磁共振低温制冷系统的原理及维护.中国医学装备, 2009, 6(4):49-50.