Siemens Skyra 3.0T磁共振仪故障排除二例.pdf

524 磁共振成像 2016年第7卷第7期 chin j magn reson imaging, 2016, vol 7, no 7 经验交流 | experience exchange 摘要 西门子skyra 3.0 t磁共振是新型超导型磁共振仪，其中包括射频、数据 重建、梯度、冷水机等等诸多系统，各个系统的正常运作，才能确保设备的正 常扫描。由于技师基础故障辨识度不够或者保养不当，由冷水机和射频系统故 障导致磁共振被迫停机的事件时有发生。以二例siemens skyra 3.0 t新型磁共振 故障为例，描述现象，分析故障原因，浅谈维修方法，总结经验供同行参考。 作为设备的操作者，提高设备保养程度，降低故障率，是一位mri技师应该具 备的技能。 关键词 诊断设备； 维修； 磁共振成像 analysis on faults of siemens skyra 3.0 t mri system: report of 2 case liu xu-hong, zhang qian-ying, wang wei department of radiology, the 180th hospital of peoples liberation army, quanzhou, fujian province, 362000, china received 28 jan 2016, accepted 20 may 2016 abstract siemens skyra 3.0 t magnetic resonance (mr) is a new type superconducting mri machine. it has many system including radio frequency system (rf). data reconstruction. gradient. cold-water machine, and so on. in order to ensure the equipment normal scan, each system must be functioning properly. the cold- water machine and rf system malfunction caused by lack of machine based fault cognitive knowledge or improper maintenance of machine, which may result in mr was forced to stop working. with two cases of siemens skyra 3.0 t mr failure as an example, describe the phenomenon, analyse the cause of the problem, discuss the maintenance method, sum up experience for the peer. as the equipment operator, to improve equipment maintenance level and reduce the failure rate are the skills an mri technician should be have. key words diagnostic equipment; maintenance; magnetic resonance imaging 作者单位： 中国人民解放军第180医院医学影像 科，泉州 362000 收稿日期：2016-01-28 接受日期：2016-05-20 中图分类号：r445.2 文献标识码：a doi:10.12015/issn.1674-8034.2016.07.009 刘旭红, 张乾营, 王伟. siemens skyra 3.0 t磁共振仪故障排除二例. 磁共振 成像, 2016, 7(7): 524-526. siemens skyra 3.0 t磁共振仪故障排除二例 刘旭红，张乾营，王伟 nmr是指物质磁性和磁场相关的共振现象， 在外磁场的作用下，某些绕主磁场进动的自旋质 子(包括人体中的氢质子)在短暂的射频电波作用 下，进动角增大，当射频电波停止后，那些质子 又会逐渐恢复到原来的状态，并同时释放与激励 波频率相同的射频信号，这一物理现象被称为核 磁共振1。 与其他成像设备相比，mri的特殊之处 在于无辐射，提供信息量大，对于mri技师 来说，提高设备的完好率，降低使用成本， 积极的维护保养设备，减少其故障率，变得尤为 重要2。 在实际工作中对其维修与保养，都要掌握一 定的磁共振理论知识，并对机器工作原理有所了 解。先就以下二个故障现象，浅谈相关系统的工 作原理及维护。 1 故障一 1.1 故障现象 患者扫描序列正在进行时，序列突然中断， 不予扫描，计算机系统界面任务栏系统管理 (system manager)里的外围卡(periphery)提示初级 水温(primary water temperature) 23.7 。计算机 系统重启，大约5 min后，中断序列可完成扫描； 更换患者后，定位序列不给扫描，系统大关机， 即关闭计算机系统、对话筒及机房机架电源，重 新开机，计算机仍不能扫描。 1.2 故障分析 冷水系统(cooling system)是先将内外循环水 降到一定温度，然后由这些水进入mr交换机中吸 热，最后这些热量再进入水冷机中进行降温，后 再进入磁共振设备，冷却水不停的循环降温的过 程。当温度传感器接收冷却压缩机散热结构内的 525 磁共振成像 2016年第7卷第7期 chin j magn reson imaging, 2016, vol 7, no 7经验交流 | experience exchanges 循环水温度时，开始启动制冷，这样氦压缩机能 保持在一个正常、稳定的温度范围内，磁共振机 才能得到正常工作。冷水系统制冷环节必须要做 到定期检测压力、清洗冷凝器和散热片并检查机 器周围的干净度，以防杂物遗留。还需检查系统 内的水的压力，要定期清洗过滤器，否则氦压缩 机容易产生污垢，导致散热不良3。 根据计算机系统提示与故障现象，首先考虑 射频，外水冷系统等因素造成，故对设备间相关 部件进行检测。检测结果：射频系统无报错现 象，外水冷温度显示23.7 (正常primary water temperature是10 左右)，警示灯出现。根据水 冷机的报警灯闪烁，液氦压缩机停止工作两个现 象，结合冷水系统的工作原理，检查连接制冷系 统的压缩机，发现压缩机铜管破裂，氟利昂泄 露，制冷停止，水循环不畅，导致外水冷的温度 无法下降。根据计算机系统的两个报错信息，有 两个重要的提示，一是接收到的mr信号太低；二 是发射小信号的参考幅值无法确定。初级冷却系 统是超导型核磁共振正常运行的重要保障，而冷 水机是磁共振冷却系统的重要部件4。 1.3 故障排除 根据制冷系统的工作原理可以知道，磁共振 氦压缩机通过升压提高氦气的温度，高温氦气 与内水冷的冷却水交换能量，从而降低氦气的 温度；内外水冷系统的水一直循环，从而将氦气 的温度逐级降低。经测试检查，确定是压缩机故 障。第一步，用压力表测制冷剂储气罐压力， 发现压力低于正常值，说明制冷剂泄漏。第二 步，涂抹肥皂水查找漏气点，焊接好铜管，补充 氟利昂。冷水系统恢复制冷工作，primary water temperature降至10 以下，磁共振设备恢复正常 扫描。 2 故障二 2.1 故障现象 扫描过程中频繁出现序列突然中断，计算机 系统重启，很少可以完成扫描，射频系统、梯度 系统、数据重建系统以及计算机系统关机重启， 大部分可完成扫描。计算机系统提示：射频安全 出错，硬件出错，振幅器自动测试失败，扫描仪 无法工作。 计算机系统弹出提示：rf safety watchdog error. hardware error the power absorption limiter selftest failed. scanner is not ready for measurement. txk2304 unit warning: ch0: pid_im_sat_pid. retry measurement. 计算机系统message text提示：the resonance frequency has not been determined. the application measurement is prohibited. please invalidate all adjustments in the manual adjustment platform and perform a frequency adjustment. transmitter adjustment did not converge. the transmitter reference amplitude could not be determined. adjustment measurement was aborted. please retry, reboot syngo mr. if the problem still persists, please use the manual adjustment platform for further analysis. adjustment did not converge. received mr signal was too low. please check patient positioning, coil selection, and adjustment volume. 根据我科购买的线圈种类，测试现有的线 圈使用情况，发现安装在床内的tim技术中的脊 柱spine 32通道线圈均可使用；头颈head/neck 20通道线圈仅线圈的下半部分单元he3、he4、 ne2 (安装在检查床内)正常，上半部分单元he1、 he2、ne1失效；余腹部body 18通道相控阵线 圈，双下肢peripheral angio 36通道线圈，膝关 节txrx knee 15通道线圈，上肢关节flex small/ large4通道线圈均不能使用。 2.2 故障分析 此设备的射频系统是安装在磁体里面，主要 由谱仪柜、射频功率放大器及rf线圈组成5。射 频系统(rf system)是用来发射射频磁场，激发被 检物的磁化强度，从而产生磁共振，于此同时， 接收被检物产生磁共振后发射出来的信号，进行 放大、混频、模数转换等等处理，将得到数字化 原始数据进行图像重建的作用6。它要根据操作员 扫描序列的设定，发射各种不同反转角的射频强 度，并接收扫描范围内氢质子的共振信号。它包 含两块，即发射射频磁场和接收射频信号。前者 由发射线圈和发射通道组成。后者由接收线圈和 526 磁共振成像 2016年第7卷第7期 chin j magn reson imaging, 2016, vol 7, no 7 经验交流 | experience exchange 接收通道组成。 道要让体内的成像分子受射频激发而产生弛 豫现象，必须要有足够的射频能量(rf pulse)发 送到发射线圈(body coil)，这个过程包含了射频 小信号的发生器、射频功率放大器、射频发射线 圈，任何一部分出问题，都会导致mri信号接收 不到。典型情况是射频放大器的小信号完全丢失 或者幅值不够，都会导致射频功率放大器的输出 功率不足。根据计算机系统的两个报错信息，有 两个重要的提示，一是接收到的mr信号太低；二 是发射小信号的参考幅值无法确定。结合第二条 系统提示，可以考虑射频的小信号输出有问题。 2.3 故障排除 首先，做射频测试，测试序列给射频小信号 发生器一定幅值的输出，在射频的多个部件的测 试点采样到各个部件的输出功率，得出各个测试 点的测试结果。其次，做射频曲线校正，校正序 列会让射频功率放大器根据输入信号调整相应的 输出功率，直至射频放大器得到最大输出功率， 在3.0 t系统里最大输出功率为28 kw。 通过以上两步互相验证发现，射频的其中一 个部件射频回路有故障，相应的测试点显示功率 不足，从而得知该部件的射频小信号输出故障。 由于现代新型的发射线圈由高功率的射频功率放 大器供能，所发射的脉冲强度很大7-8。射频小 信号的发生器幅值不够将导致激发相控阵线圈、 txrx收发两用线圈的能量不足9，无法激活整个 通道，以致腹部body18通道相控阵线圈、双下肢 peripheral angio 36通道线圈、膝关节txrx knee 15通道线圈、上肢关节flex small/large4通道线 圈、头颈head/neck 20通道线圈上半部分单元 he1，he2，ne1无法使用。 更换射频柜中射频小信号输出的故障电路 板，所有线圈通道正常使用。 3 总结 磁共振成像仪的故障可大可小，综上两个系 统故障，直接导致磁共振仪的成像无法继续。 各级外水冷的故障，影响着磁共振仪的内水冷 系统，内水冷直接影响磁体液氦的制冷工作，工 作中容易忽视外水冷的故障，若强制检查，将导 致液氦急剧下降，失超是最可怕的后果，耗资耗 时又耗力。因此，了解设备硬件正常工作状态与 基础硬件故障情况，是一名mri技师应该具备的 技能1。 参考文献 references 1 jiang dp, he xg, he y, et al. principles of siemens mr radiofrequency system and its troubleshooring. chin med equip, 2011, 8(9): 69-73. 蒋冬平, 何贤国, 何燕, 等. 西门子磁共振射频系统原理与故障分 析. 中国医学装备, 2011, 8(9): 69-73. 2 jin w, li b. the impact of prime parameters of mr rf-subsystem on functionality. chin 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