【毕业设计】飞利浦eclipse1.5t磁共振成像设备安装保养与维护

目录第一章概述11磁共振成像设备的发展12磁共振成像设备的构成及特点2第二章飞利浦ECLIPSE15T磁共振成像设备安装前期工作61机房周围环境的布置62机房的环境布置7第三章飞利浦ECLIPSE15T磁共振成像设备的安装与调试101设备安装1011设备的就位及相互间电缆连接1012各组件的启动1113磁体冷却及励磁、匀场112系统调试12第四章超导MRI设备日常维护151MRI维护和保养152设备故障排查的基本思路163设备故障举例19第五章总结21参考文献22致谢23第一章概述1磁共振成像的发展磁共振成像设备（MAGNETICRESONANCEIMAGING，简称MRI）是利用生物体的磁性核（主要是氢核）在磁场中所表现出来的磁性来进行成像的设备。随着超导技术、磁体技术、计算机技术和材料科学的进步，磁共振成像设备得到飞速的发展。磁共振成像设备已成为最先进、最昂贵的现在诊断设备之一。磁共振成像设备的配备既是评价医院综合能力的一项重要指标，又是医院现代化程度和诊断水平的标志。我国现有两千余台磁共振成像设备正在运行，并以每年百余台的速度增长（含临床应用型和临床研究型）。1930年，物理学家伊西多拉比发现在磁场中的原子核会沿磁场方向呈正向或反向有序平行排列，而施加无线电波之后，原子核的自旋方向发生翻转。这是人类关于原子核与磁场以及外加射频场相互作用的最早认识。1946年两位美国科学家布洛赫和珀塞尔发现，将具有奇数个核子（包括质子和中子）的原子核置于磁场中，再施加以特定频率的射频场，就会发生原子核吸收射频场能量的现象，这就是人们最初对核磁共振现象的认识1。1946年，美国哈佛大学的珀塞尔和斯坦福大学的布洛赫宣布，他们发现了核磁共振。核磁共振是原子核的磁矩在恒定磁场和高频磁场（处在无线电波波段）同时作用下，当满足一定条件时，会产生共振吸收现象。核磁共振很快成为一种探索、研究物质微观结构和性质的高新技术。目前，核磁共振已在物理、化学、材料科学、生命科学和医学等领域中得到了广泛应用。最早的核磁共振成像实验是由1973年劳特伯发表的，并立刻引起了广泛重视，短短10年间就进入了临床应用阶段。1969年，纽约州立大学南部医学中心的医学博士达马迪安通过测核磁共振的弛豫时间成功的将小鼠的癌细胞与正常组织细胞区分开来，在达马迪安新技术的启发下纽约州立大学石溪分校的物理学家保罗劳特伯尔于1973年开发出了基于核磁共振现象的成像技术（MRI），并且应用他的设备成功地绘制出了一个活体蛤蜊地内部结构图像。MRI现象于1946年第一次由布洛赫（FBLOCH）领导的斯坦福大学研究小组和伯赛尔（EPURCELL）领导的哈佛大学研究小组分别在水与石蜡中独立地观察到。因此，布洛赫和伯赛尔共同获得了1952年的诺贝尔物理学奖。随后，人们利用MRI技术进行了多领域的应用。MRI设备早期集中在物理和化学方面，用来确定化学成分、分子结构和反应过程。1971年，达马丁（DAMADIAN）发现了MRI的一个重要参数T1。肿瘤组织的T1值远大于相应正常组织的T1值。此结果预示着MRI设备在医学诊断中的广阔前景。1973年，受CT图像重建的启示，纽约州立大学的劳特布尔（LAUTERBUR）在NATURE杂志上发表了MRI设备空间定位方法（均匀静磁场上叠加梯度磁场）。1974年，曼斯菲尔德（MANSFIELD）研究出脉冲梯度法选择成像断层的方法。与劳特布尔共同获得2003年诺贝尔医学奖，以表彰他们在MRI技术上的贡献。1975年，恩斯特（ERNST）研究出相位编码的成像方法。1977年，爱特斯坦（EDELSTEIN）、赫切逊（HUTCHISON）等研究出自旋扭曲（SPINWARP）成像法。1977年，达马丁完成了首例动物活体肿瘤检测成像，并获得首张人体活体MRI设备图像。1980年，阿勃亭（ABERDEEN）领导的研究小组发表了利用二维傅立叶变换对图像进行重建的成像方法。该成像方法效率高、功能多、形成的图像分辨力高、伪影小，目前医用MRI设备均采用该重建方法。1983年，MRI设备进入市场。进入市场以后随着磁共振成像系统在临床诊断学中的广泛应用,在短短十余年时间内,由于许多国家高度重视在研制、针对磁共振系统方面的检测技术投入,使得磁共振成像系统的性能日臻完善，MRI设备逐渐从永磁型MRI发展为现在的超导型MRI,超导型磁共振主磁场是由浸泡在密封液氦杜瓦中的超导螺线管线圈构成的电磁体。其产生的磁场强度可达312T，甚至更高，而检查孔径可大可小，既有小孔径非人体微成像的专用设备，也有大孔径人体局部或全身成像的通用设备。超导型MRI设备的磁场强度已经由传统的15T发展到3T，并有发展到94T的趋势。超导型MRI设备的液氦消耗量已大幅度下降。随着材料科学的进一步发展，将来可能出现高温超导磁体。而今大型综合性医院基本都配备有磁共振成像设备来辅助医生进行诊断，目前磁共振成像设备已成为最先进、最昂贵的现在诊断设备之一。磁共振成像设备既是评价医院综合能力的一项重要指标，又是医院现代化程度和诊断水平的重要标志2。2磁共振成像设备构成及特点超导型MRI设备由主磁体（含冷却装置）、扫描床、梯度线圈、射频（RADIOFREQUENCY，RF）线圈、谱仪系统、控制柜、人机对话的操作台、计算机和图像处理器等构成。永磁型开放式MRI设备由主磁体、扫描床、谱仪系统、控制柜、操作台、计算机和图像处理器等构成。超导型MRI设备的主磁场方向为水平方向，永磁型MRI设备的主磁场方向为垂直方向。21磁共振成像设备构成由主磁体、匀场线圈、梯度线圈、和射频线圈组成，是磁共振发生和产生信号的主体部分。211主磁体主磁场的作用是产生静态磁场。磁场强度、磁场均匀度和磁场稳定度是衡量磁体性能的三大要素。常见的磁体有常导磁体、超导磁体和永磁体三类。212梯度磁场包括梯度线圈和梯度发生系统。梯度线圈是装在磁体内用于产生X、Y、Z三维空间线性变化的梯度磁场的，是三个正交的直流线圈。213射频磁场包括射频线圈和射频发生系统。射频线圈装在主磁体梯度线圈内径和成像体的外径之间。产生的射频场与主磁场垂直，主要用于激励核子出现共振现象（或接收信号）。214谱仪系统它是整个MRI设备的控制核心。其作用为1根据计算机控制台提供的脉冲序列参数，产生序列脉冲并将其输出到梯度功率放大器和射频功率放大器进行脉冲功率的放大。2对接收线圈接收到的MRI信号经由前置放大器（简称前放）放大后进行数据的采集，并将采集到的数据送往计算机控制台的主机进行原始数据的处理、图像的重建、显示等。216计算机图像重建系统计算机控制台的主机进行原始数据存储、处理、图像的重建及显示，最后将MRI图像送到输出设备如激光照相机进行硬拷贝输出。217附属装置MRI设备还需要许多附属装置共同参与，如磁屏蔽体、射频屏蔽体、冷水机组、不间断电源、空调机以及超导磁体的低温保障设施等。22核磁共振成像设备特点221无电离辐射危害MRI是一种安全的检查方法。MRI设备的激励源为超短波或超短波段的电磁波，小于300兆赫兹，无电离辐射损伤。从呈现所用的RF功率看，尽管MRI设备的峰值功率可达数千瓦，但平均功率仅为数瓦，其RF容积功耗低于推荐的非电离辐射安全标准。在一定的场强及场强变化率范围之内，静磁场和线性梯度场也不会引起机体的异常反应。222多参数成像一般的医学成像技术都使用单一的成像参数。例如，CT的成像参数仅为人体对X线吸收系数、超声成像只依据组织界面所反射的回波信号等。MRI是一种多参数的成像方法，MRI设备是测量人体活体组织中氢质子密度的空间分布及其驰豫时间。选取一定的成像参数，并选用适当RF脉冲序列进行MRI扫描，是临床MRI诊断医师获取诊断信息应具备的基本技能。223高对比度成像在所有医学影像技术中，MRI的软组织对比分辨力最高。人体含有70以上的水，这些水中的氢核是MRI信号的主要来源，其余信号来自脂肪、蛋白质和其他化合物中的氢原子。由于氢质子在体内的分布极为广泛，故可在人体的任意部位成像。另一方面，因水中的氢质子与脂肪、蛋白质等组织中氢质子的MRI信号强度不同，故MRI图像必然是高对比度的。224MRI设备具有任意方向断层能力MRI设备可获得横断、冠状断、矢状断和不同角度的斜断面图像。自线性梯度磁场应用于MRI设备后，人们不再用移动病人的方法来获得扫描层面，而是用三个梯度或三个梯度的任意组合来确定层面，即实现了选择性激励。在进行标准横轴位、矢状位或冠状位成像时，上述梯度场之一将被确定为选曾梯度，其余两者在分别进行相位编码和频率编码后提供信号的位置信息。在进行层面检查时，选层信息将有两个以上的梯度决定。整个MRI检查中没有任何形式的机械运动。MRI设备的任意方位断层的特点，从不同角度直观的从三维空间上观察分析组织结构及其病变。225无需使用对比剂直接显示心脏和血管结构与传统的血管造影法相比，它的最大优点是无创伤（不需注射对比剂）。因此，MRA是一种全新的血管造影术。226无骨伪影干扰，后颅凹病变清晰可变各种投射性成像技术往往因气体和骨骼的重叠而形成伪影，给某些部位病变的诊断带来困难。例如，做头颅CT扫描时，就经常在颞骨岩部、枕骨粗隆等处出现条状伪影，影响后颅窝的观察。MRI无此类伪影。粗隆和颅底的骨结构也不影响MRI颅脑成像，从而使后颅窝的肿瘤得以显示。此外，MRI还是枕骨大孔部位病变的首选诊断方法。在这一点上，MRI又一次地表现出优于CT的应用价值。227可进行功能、组织化学和生物化学方面的研究任何生物组织在发生结构变化之前，首先要经过复杂的化学变化，然后才发生功能改变和组织学异常。但是，以往的影像诊断方法一般只提供单一的解剖学资料，没有组织特征和功能信息能利用。FMRI的出现填补了上述两项空白，使疾病的诊断深入到分子生物学和组织学的水平。MRI不仅能显示人体解剖及病理变化的影像学细节，磁共振波谱分析还可提供有关分子水平诊断信息。任何生物组织在发生结构变化之前，首先要经过复杂的化学变化，然后才发生功能改变和组织学异常。MRI使疾病的诊断深入到分子生物学和组织学的水平。通过MRI的研究可以洞察组织器官的能量代谢情况。MRI是目前唯一能对人体的组织代谢、生化环境及化合物进行定量分析的无创伤性方法36。第二章飞利浦ECLIPSE15T磁共振成像设备安装前期工作1机房周围环境的布置根据磁共振成像原理，MRI需采用三种不同的磁场（1）使原子核磁矩定向排列的主磁场；（2）叠加在主磁场上的梯度磁场；（3）使原子核磁矩发生偏转的射频场。在考虑磁场对周围环境的影响时，只需考虑主磁场，主磁场最强，且难以实现绝对屏蔽。在主磁体周围相当大的范围呢存在着杂散磁场，其强度和分布与主磁体的设计有关。一个设计不良的15T的主磁体，其最大杂散磁场的磁场强度可达05T，这几乎是地球自然磁场的一万倍。存在于这一区域的物体及设备都会受到它的影响。如视屏终端、磁盘、磁带、磁卡、计算机、X线管、超声设备、心脏起搏器、各种摄像机、CT设备、直线加速器和电子显微镜等。因此在安装飞利浦15TMRI系统之前，应该对由于主磁体引起的一系列问题加以考虑。MRI系统的核心是主磁体，该磁体要求具有很高的均匀性MRI磁体的强磁场与周围环境中的大型移动金属物体可产生相互影响，通常离磁体中心点一定距离内不得有电梯、汽车等大型运动金属物体参考表21。表21对不同质量的移动金属最小距离的限制物体与磁体中心点的最小间距（M移动金属物体181KG）提交飞利浦厂家工程师以作评估在设计扫描室时，应根据飞利浦厂家提供的主磁体周围的三维空间中杂散磁场的分布情况，全面考虑，包括上下楼层。为减轻杂散磁场对外界环境的影响，常采用磁屏蔽的方法来限制磁场对外界环境的影响。杂散磁场对外界环境的影响，可以用测量仪器来测量。但外界环境对主磁场的影响，在主磁体安装之前，往往不易测量周围环境对主磁场的影响程度，这种影响会使图像质量下降7。在安装主磁体之前，在相应的位置上,采用适当的技术，可检测出周围物体可能会带来的不良影响。通常的干扰物为建筑物中的钢铁结构、移动的钢铁物品以及外界环境中各种电磁波。建筑物中的钢铁结构，会使足磁体露出的杂散磁场发生畸变，相当于外部磁场发生改变，而使得主磁体均匀度下降，这种因钢铁结构引起的磁场不均匀性可以通过在主磁体内附加一种线圈来矫正，这种校正线圈成为匀场线圈。在设计机房时，要考虑地板、墙壁、天花板、支持横梁和立柱中钢铁结构合理分布。例如，虽然地板的承重要5T,但主磁体下面混凝土地面的钢铁结构要控制在15KG/M2之内。铁磁性物质都有这样一种特性，即在地球磁场和主磁场的杂散磁场中被磁化，使得本身成为磁体。如果这样的的磁化体在MRI设备的附近运动，主磁场就要受到干扰。干扰的程度与这些物体的大小、形状和距主磁场的距离有关810。需特别注意心脏起搏器。大部分心脏起搏器中所设置的磁性开关会受到磁场的影响。带有心脏起搏器的病人，必须远离MRI设备。心脏起搏器的种类很多，性能不一，凡带有心脏起搏器的病人，都应禁止进行MRI检查，并远离MRI检查室。MRI设备的强磁场会使心脏起搏器失灵。常见的故障原因是主磁场使继电器吸合，使心率探测回路失效，致使起搏器给心脏持续提供电脉冲，而不管此时心率如何，需不需要起搏器供电。10高斯的磁场强度就能引起该故障。主磁体引起的这一故障并不十分危险，临床医生也常用将一定磁场强度的磁体放在带有心脏起搏器病人的胸前，并记录心电图以测试起搏器的功能状态。威胁较大的的是射频交变磁场，起搏器的探测线路有时因不能分辨RF脉冲和心电脉冲，致使在心脏需要心脏起搏器提供电脉冲时，起搏器不工作。此外，强大的磁场力有时会使植入的起搏器发生位移，甚至将其从胸壁中拉出来。植入人体内的铁磁性物质，会严重破坏MRI图像质量。同时，强磁场会引起一些手术中植入的金属夹子移位。由此产生的组织损伤及由于血管夹子脱落所致的出血，可对病人的生命构成威胁。随着MRI技术广泛应用与临床，手术中最好采用不带铁磁性物质的夹子来替代目前常用的不锈钢夹。2机房的环境布置扫描室的面积不能太小，以便于合理安装和施工；也不能太大，过大则对空调的容量和通风管道带来过高的要求。扫描室的建议高度为35M或4M。此外，在建筑物的设计中，对于其它功能房间，应特别注意不能用强磁场性材料。主磁体下面的混凝土底座应尽可能少用钢筋，现在，塑料加强筋已成为可能；可用砖石建筑或木结构的墙；天花板可用木质泡沫板建造；水管可用紫铜或黄铜构成；排出管道可用粘土质材料；空气净化设备可采用铝制品。MRI扫描室的照明只能用白炽灯。灯的连接经各自本身的电源滤波器后再与建筑物上的市电相连，调光器必须装配在射频屏蔽之外。主要考虑运输道路的宽度和高度以及运输路面的承载能力，一般超导型MRI设备05T主磁体的重量35T15T主磁体的重量为39T。各厂家不同型号的主磁体重量有所不同，应依实际情况而定。氦容器的质量约为500KG11。另外由于MRI工作时要辐射一定频率的高能电磁波，同时其采集的图像信号也是微弱的电磁波，因此要对磁体间进行电磁屏蔽，使MRI工作时辐射的电磁波不对外界产生干扰，也避免外界散杂的电磁波干扰MRI的图像信号。电磁屏蔽的原理就是利用导电性能和导磁性能良好的金属板或金属网，通过反射效应和吸收效应，阻隔电磁波的传播。目前，大部分设备使用金属网来屏蔽电磁波。一般来说，金属网线越粗、网眼越小，屏蔽的效果越好。当电磁波遇到屏蔽体时，大部分被反射回去，其余的一小部分在金属内部被吸收衰减。不过，屏蔽金属在电磁场中会产生感应电流。为了不使屏蔽体本身成为一个较弱的二次辐射源，屏蔽体应该通过导体接地，将感应电流引人地下。因此，理论上在扫描间内侧用薄层黄铜做一个完全封闭的立方体屏蔽罩，没有任何缺口和缝隙形成一个法拉第笼，并且接地良好，是可以达到MRI对电磁波的屏电磁场的屏蔽的，即将整个磁体间在六个面上用闭合、接地的铜板包敷，然而实际要制造这样一个MRI扫描间屏蔽罩是不可能的。扫描间必需有门、观察窗、通风口、照明电线人口，以及QUENCH管又称为失超管。在MRI超导失灵时，MRI磁体周围的绝对零度下的液氦必须迅速经QUENCH管排出，从而使MRI停止工作，MRI磁体还得与设备间的其他相关部件连接，因此必需有电缆人口。扫描间屏蔽罩上的这些必需保留的开口以及这些开口处的实体与屏蔽罩连接可能形成的缝隙是屏蔽的薄弱环节，因为一个屏蔽体的总体屏蔽效能是由屏蔽体中的这些薄弱环节决定的，要使屏蔽体的屏蔽效能达到某一个值，屏蔽体上的所有部位都要达到这个值。超导型主磁体常采用铌钍合金的超导线圈。要保持超大性能，必须使线圈的温度接近绝对零度。这种极端温度，只有采用特殊结构和三级制冷装置才能获得。该制冷装置最里面的容器盛有超导线圈，并充满液态氦，温度约为42K，接着是一个真空层，包围超导容器的另一只盛满液态氦的容器，温度约为77K，最外面，又是一个真空层，使氦容器与外界有很好的隔离。尽管采取了如此严密的结构，热量仍可能侵犯到内部容器中，为保持正常工作所需要的低温状态，氦的蒸发量一般需要控制在一定的时间内。近年来，由于各个MRI设备厂家在该项技术的不断进步，氦的蒸发量有的已控制在2L左右。第一次冲入制冷，约需氮3000L、氦1500L。储存容器和制冷容器之间的管道距离在10M以内，采用简单的隔热措施即可，如果距离过长，则要用真空隔热管道12。在正常的工作情况下，氦和氮的蒸发量有一个确定的值，故必须定期给与补充。如果主磁场强度降低，或磁体升温，氦的蒸发量就会增加，这就意味着磁体绕组完全或局部变化到正常导电状态，该种状态的出现称为失超。失超现象一旦出现，在几分钟的时间内，电磁能转化为热能，同时，蒸发速率极大地增加，尤其是氦。对于05T的主磁体，每一磁场遏制过程液态氮的蒸发量要上升到100L，15T的主磁体要上升到700L。100L的液态氮相当于70M3的气体，溢出时间约为2分钟。为防止蒸发而影响室内的空气或氧气的流通，对于正常的遏制情况所产生的蒸发气体经直径约为20厘米的管道排至大气空间。同时考虑到射频屏蔽，管道应又非磁性的铜或合金制成。在首次充入或再次充入液态气体时，往往不可避免的出现气体泄漏现象。为安全起见，在扫描室应采取的预防性措施有不可采用电缆管孔结构，地板不能有接缝；为预防液态气体的泄露，所有管道的架设必须高出地板几厘米并加以覆盖，或悬挂于天花板之下；采用测量局部浓度和限值的报警的办法，监测室内氧气状况；每小时室内空气必须交换五次；在地板和天花板分别设置室内空气排出装置。MRI设备需有方便的电源和水源。05T系统所需的电源约为50KVA，15T系统约需70KVA，电源频率为50赫兹或60赫兹。05T系统冷却水的消耗量约为60L/MIN，进入水的最高温度为16，有水向外传出的热量是26KW,一般采用二次冷却循环系统。对于，15T系统，还需要增加一个交换器。在MRI区域，空气温度应为19到25，相对湿度应为40到60。由各种设备和计算机室向空间散发的热量，在05T系统约为20千瓦，15系统约为27千瓦。在计算机的工作区域，空气必须滤除尘埃，颗粒在10微米之内的尘埃要滤除90；5微米之内的尘埃要滤除8013。第三章飞利浦ECLIPSE15T磁共振成像设备的安装与调试1设备安装11设备的就位及相互间电缆连接MRI设备主要由磁体、检查床、控制柜、操作台等组成，其中磁体是最大的部件，超导磁体一般为6到7吨，而该飞利浦15T磁共振设备磁体重7吨。通常从拆箱到就位利用专用工具移动，主要是为防止各部件强烈震动而影响内部结构。磁体到位后，还必须做水平矫正。各部件就位后，开始连线，通常随系统带来的各部件之间的连线，两头都有注明标签，以表明连接线的两头各接那个组件，另外飞利浦厂家工程师有厂家资料有线缆连接框图，以确保正确、全面地连好电缆。通常在开机之前，应仔细再检查一遍，以免接错线缆，影响安装工作进程。另外，飞利浦公司为适应不同国家、地区用户的电源电压及频率，在控制柜里往往会设有变压器跳线，安装时应根据说明书及用户的电源情况进行相应接线，以免造成严重后果。电缆连接的正确与否直接关系到设备安装的成功与否。大型设备的电图31主磁体就位缆线多，连接时必须非常仔细。此外，在选定安装位置的时候，应了解活动干扰源的情况。例如，检测通道上的运输车辆和附近街道上的车辆是否会影响到即将安装的MRI设备。还要注意到附近设备因连接通直流电源而形成的电磁波，这也是一种干扰磁场，例如，直流电驱动的电车和地铁产生的磁场，其干扰效应常常发生在3050M的距离内。同样地，主磁场也会受到慢变化的交流磁场（如50赫兹或60赫兹的电源线）的影响，因为很难对这些交变磁场进行屏蔽，所以只能与这样的干扰源保持足够的距离，使它们对图像的干扰降到最低。类似的潜在干扰源还包括电力变压器和高压输电电源。另外，空间无线电波（如广播、电视、通讯）也是一种干扰源。在计划安装MRI设备的场所，应对可能的一切干扰源严格鉴定，并在所有干扰源同时存在的条件下检测干扰的程度。若干扰太严重，应考虑另选地址。为减轻外界环境对主磁场的影响，常采用射频屏蔽的方法来限制外界环境对主磁场的干扰14。12各组件的启动检查供电电源程序，再次确认供电是否符合设备要求，合上外接供电墙闸，合上控制柜里电源开关，按设备要求正常开始系统。计算机开始自检，检查各部件有无异常。在开机程序全面完成之后，进入软件安装设置，包括医院名称设置、计算机必须的参数设置等。图32主磁体连接线MRI系统要求绝缘良好的地线且必须采用线径不小于50MM2的多股铜芯线，接地阻抗小于2欧姆。地线不得与中线共接。若院方具备符合国家规范的公共接地体，且接地阻抗小于2欧姆。可从地下公共接地体处引出设备用地线。若院方俱备符合国家规范的公共接地体，但接地阻抗大于2欧姆，需在设备附近做一接地阻抗小于2欧姆的接地体，引出设备用地线，并与公共接地体连通。若院方不俱备符合国家规范的公共接地体，需在设备附近且远离公共接地体20M外做一接地阻抗小于2欧姆的独立接地体，引出设备用地线，此地线需用PVC套管保护，与其它接地体隔离。良好的接地系统可以保证设备的稳定工作，并增加使用的安全性。对于飞利浦15T型MRI，场地文件中对接地电阻值要求不大于02欧姆，指标很高。如果采用铁屑、木炭、粗盐混合物包敷铜板的方式制作接地电极，可能有如下后果接地电阻不易达到场地文件的要求。接地电阻值随季节发生变化，尤其在我国北方地区。数年后，接地极会逐渐被腐蚀，导致接地电阻值的改变15。13磁体冷却及励磁、匀场磁体通常带有一个冷头，利用冷头制冷来降低液氦的挥发。现在飞利浦都有厂家都直接运来“冷磁体”，即磁体腔内含有制冷液，其温度已达到超导温度，但此时冷头还没有工作，液氦的挥发也很快，磁体运输到目的地后，要尽快安装，使冷头工作起来，同时应根据液氦的挥发量及时补充液氦。励磁，又叫充磁，是指超导磁体系统在磁体电源的控制下逐渐给超导线圈施加电流，从而建立预定磁场的过程。励磁一旦成功，超导磁体将在不消耗能量的情况下提供强大的高度稳定的匀强磁场。励磁结束后，获得的磁场叫基础磁场。基础磁场未经过任何匀场处理，均匀性差，需进行匀场。为了保证优异的空间分辨率，必须通过精细的匀场设计来实现，但是这种经精细调整所获得的场均匀性，却很容易被来自磁体邻近的运动的铁磁性物体如电梯、汽车等所破坏，而且磁体附近的静态铁磁性材料也会被磁化，并作用于主磁场。这些新的磁场在形状和强度上随物体的大小和几何形状变化，其无疑是不均匀的，并且破坏了原始磁场的形状，因此离磁体中心点一定距离内的所有铁磁质物质包括建筑钢筋、下水道和暖气管等的重量、数量、空间分布、距磁体的距离、相对磁体的位置以及MR场地附近的高压线、变压器、大型发电机及电机等中通过的电流会影响图像质量，都必须提交给设备厂家工程师以做评估。磁场均匀性是MRI设备的重要指标，保证主磁场的均匀极为重要。匀场分为无源匀场和有源匀场两种。无源匀场（PASSIVESHIMMING）是指在安装阶段在磁体空洞内壁贴补专用的小铁片。有源匀场（ACTIVESHIMMING）利用匀场线圈来实现，在每次扫描前调整，以进一步提高磁场的均匀性16。2系统调试调试过程包括一系列的调整和检查确认，以获得高质量的MRI图像。通常分普通调试和特定线圈的调试。普通调试是指不是特定针对某一线圈的调试，包括射频调整，发射接收通道调整，梯度补偿、梯度灵敏度矫正，梯度延迟等。线圈调试是指对购置的每一个线圈进行单独调试，以使线圈工作在最佳状态。通常所有的调试过程都在特定的程序引导下完成，在实施时，应注意个步骤的要求及体模（PHANTOM）的摆置要求等，安装完成后首先要进行系统自检如下登录维修用户。主机启动后会出现WINDOWS登陆界面。同时按下CTRLALTDEL键，出现登陆窗口输入名“MRISERVICE”，密码为“MANAGER”的，点击“OK”即可进入维修界面。待所有后台进程启动完毕，需要等待约5分钟，然后可以进入FSF界面，进行自检。在屏幕左下角，点击“STARTMRIAPPLICATIONSERVICEAPPLICATION”，可以打开FSF界面，如下33图图33在USERNAME旁的空格内输入用户名（可以是任意长度字符），如下图34图34在GENERALREMARK旁的空格内输入备注（可以是任意长度字符），如图35如图35，在TYPEOFACTION旁的选项中选任意选项在REASONFORACTION旁的空格中输入原因（可以是任意长度的字符）在DESCRIPTIONOFACTION旁的空格中输入故障描述（可以是任意长度的字符）点击窗口上部的“OK”两次，可以进入如下图36所示菜单。图36选择“SYSTEMADJUSTMENTSTESTANDTUNINGPROCEDURESINSTALLATIONPROCEDURES”，选择“QUICKCHECKSCDASSELFTEST”，然后按“PROCEED”即进行CDAS自检检查结果如右上图，全部自检项目都应该是“PASSED”为确保MRI设备能够保持长期理想的图像质量和工作效率，应定期对MRI设备进行系统自检与维护。第四章超导MRI设备的日常维护随着核磁共振技术的日臻完善与飞速发展，目前医学科学领域里更加突显磁共振检查的重要性，而对磁共振检查操作和维护方面的研究也变得十分重要。以往我们对它的一些担忧、误解与偏见也应予以明确。磁共振正确操作和合理维护是保证患者、医生及设备安全使用的前提。1MRI维护和保养11该设备对环境的要求111及时观察温湿度变化112确保室温控制要求1822定期清洁空调过滤器，同时定期检查空调工作状态是否良好；检查空调出风口，避免冷风直吹设备，造成局部温度过低而结露；检查空调冷凝式排水管，避免冷凝水滴入设备113保证湿度114供电稳定如果进入夏季，各个地区都会进入用电高峰，拉闸限电现象时有发生。如有通知，应及时通告相关科室按正常关机程序关机并关闭设备电源。当重新来电后，应等待1015分钟，等供电稳定后再重新开机。如停电时间过长，应先观察室温变化，待室内温度基本稳定后再开机。禁止使用医院自发电。12日常维护与保养121制冷系统的日常检查每天检查冷头是否工作，压缩机压力是否正常（310330MBAR）每天检查并记录液氦液面，15T约十天以上掉1个百分点冷头停止工作后，液氦每天消耗约两个百分点。30T10K冷头约1周掉1个百分点；4K冷头0消耗建议液面50左右添加液氦LCC冷却机柜内液体的检查，液面应保持在最高位和最低位之间。122线圈的使用线圈属于消耗品，搬动线圈时要轻拿轻放，不要将造影剂洒落到线圈上。线圈不能直接接触病人身体，中间需加厚绝缘软垫以免产生漏电流。使用线圈时连接线保持拉直，不要绕成闭环。已使用一个线圈扫描时，扫描床上不能再放其它没有连接的线圈。当系统提示线圈连接不好时尝试使用另外的插座。如图41图41线圈插头正确使用123过滤网的定期清洁数据采集柜，RF，梯度放大器过滤网应定期清洗这三部分的后盖上都有许多金属滤网，能对进入设备内部的空气起到一定的净化作用。尤其是电源分配柜，它是给MRI除冷头压缩机外其他各部分提供稳定电源的重要部分，所以其散热量很大，在上面有一个非常大的轴流风机为其降温。清洁时先将金属滤网取下浸在水中，用细毛刷轻轻刷洗，再用清水冲净，充分晾干后再安装上，这样的清洁工作最好是每两个月进行一次。对于设备进风口已经积累的灰尘，可以在设备停机后，准备一个较大功率的吸尘器，边用细毛刷清洁边用吸尘器来吸，这样可以很好的将灰尘清除干净17。124清理金属性异物定期清洁磁体孔内的造影剂。定期检查并清理磁体内床桥下是否有硬币发卡等金属物品。工作人员、患者及陪护必须时刻意识到核磁共振的磁体附近有强大的磁场存在，扫描孔里面的磁场会更强。可磁化物体进入此范围都可能带来危害。佩带心脏起搏器、神经刺激器和使用胰岛素泵者进入高斯线以内会令所用仪器失灵，后果严重。体内有可磁化金属植入者进入强磁场会使其金属受到磁力作用而引发事故，机械手表接近强磁场会被磁化而不准确甚至损坏，磁卡接近强磁场会被消磁而不能用，钢铁材质的担架或轮椅过于接近核磁共振的磁体会被吸附到磁体上而造成损失，有的抢救设备误入扫描孔内可能会导致机毁人亡，大型铁磁性物体接近磁体会被磁化成磁体，而其磁场反过来影响核磁共振磁场的正常分布。因此，要在明显地方悬挂醒目的注意磁场安全标识，进入扫描间的受检者和陪检者要经过认真地检查随身携带物品，如果高斯线不能约束在房间内部，要在墙壁上加磁屏蔽或在房间外加栅栏，以防止人员意外进入高斯线造成危险或车辆意外进入高斯线破坏磁场的均匀度。操作人员应掌握紧急情况下患者撤离机器的知识，以保证在机器出现故障及患者出现异常时使患者能及时从扫描床上以非常规则的方式及时安全地撤出，确保不发生意外。125扫描间坏的灯泡及时更换，防止干扰图像工作人员、患者及陪护须知核磁共振的扫描间内在扫描时会有较强的射频场产生，这样的射频场同样能使起搏器和神经刺激器失灵，对人体加热（一般的安全标准限定温度升高1），对监护器形成干扰，破坏非接触性射频IC卡（如有的公共汽车票）18。扫描间的屏蔽门不关会使射频辐射干扰广播电视等无线电通讯，会产生射频涡流而影响影像质量和强化射频场的热效应，金属含量过高的化妆品、体内的假牙和金属质避孕环等还会过多地吸收射频信号（包括发射的和要接收的）能量使信号变弱和加重梯度场涡流，而加重梯度场涡流的后果是影像几何失真。因此，要明确地视觉和口头提醒射频危险和危害，扫描期间确保关好屏蔽门，尽量减少不必要的射频能量吸收。其中一个常见方法是受检者双手与身体其他部位离开一定距离或用超过一定厚度的绝缘材料隔开，以防上肢和身体其他部位形成射频短路环，此时千万不要误以为隔着一层薄衣双手与身体其他部位就能形成绝缘，因为它们之间有能通过射频信号的电容存在，仍然潜在着一定危险。操作人员要定期检查机器地线、冷却水、液氦水平、磁体温度、磁体内压力和梯度冷却机的温度。定期检查设备所使用的电源，以保证其工作的准确性和安全性。定期检查机器通风孔的空气过滤网是否堵塞，保证机器散热良好。不要和大型X线机或CT等共用一个电源变压器以防止电网冲击带来的损害。应学会在设备意外停电的情况下如何处理患者和关闭相关设备的开关，以防止患者出现意外及再次来电时设备因上电次序错误而损坏，保证人员、设备及财产的安全。126注意保护屏蔽门弹簧片，损坏的要及时更换图42屏蔽门弹簧片127每周重启计算机主机一次。MRI系统中，计算机系统以其强大的功能控制着系统的运行与数据的处理，计算机对测量脉冲序列的控制、扫描图像的计算、图像的处理，使可以快速的得到清晰图像，并且扫描的处理及成像可实时进行。快速和超快速成像技术应用，缩短了扫描时间、对伪影消除、动态过程的观察能力提高了，而灌注成像的实现，则是磁共振功能造影的新发展。128检查线圈129MRI设备首次安装使用过的磁体吊装金属支架、轮式运输支架及配套螺栓等物品一定要妥善保管储存，以备更新换装设备时使用。1210每天必须有专人负责检查记录液氮水平、冷头和冷头氦压机运行状况、每天开机后执行QAQC程序井记录结果。2设备故障排查的基本思路在具体查找故障之前，应先区分和排除故障的人为因素或者环境因素来源这样做可以节省时间。少走弯路，容易找到故障部位。判别是否人为故障，可先向操作人员详细了解MRI在执行什么指令时出错，是什么级别的错误信息（通常操作不当的错误是不严重的）在没有发现MRI有异常和明显硬件损坏前提下，用正确的方法重新进行操作（有些情况下要重新开机），若反复操作故障不再出现，且此前确有不正确的操作，则可判定此故障是人为因素造成。判断是否是环境因素造成，主要应观察MRI室内温度、湿度。MRI供电压等是否正常，MRI发热元件是否过热。电源是否有过压过流等。若能判定则一定要先解决环境因素的不正常，避免故障进一步扩大。21诊断程序测试法在判断故障时最常用的方法应该是根据错误代码及随机维修诊断程序对MRI可能产生故障的部位进行分隔判断。首先应区分是计算机控制部分还是机械部分或者是高压部分故障。在这个过程中最有效的是利用应用程序和维修程序或故障诊断测试程序这是因为中。高档MRI通常都有完善的故障测试程序，有针对性地应用它，能事半功倍而且不会扩大故障。有时还要运用调整程序,不少故障是由于参数漂移引起，只须进行重新校正或者调整即可查明或排除。22查看观察法看指示灯MRI各部分有各种指示灯特别是电源部分和各电路板控制板上常有红绿黄三色指示灯，代表着MRI的不同运行状态。熟悉它们的状态对查找故障有较大帮助。听声音MRI运转时的各种声音如风扇、轴承、旋转机架冷水机运行时都发出声音，用区分正常与故障的不同声音来帮助查找故障。还有就是机械运行的磨擦声音，平时是均匀的出现故障时可能伴有异常或不均匀的磨擦声。闻味道有些MRI故障特别是元件发热、烧毁、击穿时往往发出一些异味、焦味提示看某些故障。摸感觉温度某些元件如变压器和一些大功率元件过热、意味着某种不正常。查看观察法要建立一个前提下即当MRI正常运行时，必须事先熟悉它的所有指示灯的位置、指示内容和状态。机械正常运行的状态和声音，各部件的发热情况等，都必须十分熟悉，尽可能纪录下来。23辅助工具测试法运用基本测试手段。如万用表、示波器等仪器。一般可以测下列参数和性能一是测各种电压，包括输入交流电压、输出直流、电压，各种不同的电源电压和部分信号电位，还有高压部分的初级电压等等。通常须在电路图和框图的帮助下进行。二是可以测所有的保险丝是否烧断，各电缆线是否通断，各半导体元件是否击穿短路等。具体说，MRI中有不少开关电源。其中5V电压若偏移较大时，会导致MRI产生多种故障，通过测量就很容易查出。同样，一旦发生元器件击穿则通常都会导致开关电源电压也不正常，用测量的办法能较容易地查出故障的具体部位。3设备故障举例31射频报错故障现象在扫描的过程中，射频会突然跳闸，不能扫描，报错15和89故障诊断代码15报错的信息为5VOLTSUPPLYUNACCEPTABLEMOSTLIKELYONTHEPROCESSORBOARDPOSSIBLYABADOPAMPONONEOFTHEOTHERBOARDSWHICHUSESTHE5VOLTSUPPLY。代码89报错的信息为FANAIRPRESSUREINSUFFICIENTIFTHEFANSARETURNINGANDTHECOVERSAREON,THENEITHERTHEPRESSURETRANSDUCERHASFAILED,CABLINGHASFAILED,ORANA/DPROBLEMEXISTSONTHEPROCESSORBOARDUNLIKELY。根据两个报错信息所表示的含义首先观察射频上的风扇是否工作正常，检查发现工作正常，排除。发现两个信息上都有关于PROCESSORBOARD的问题，考虑该板是否正常，拆开机器取下该板，更换5VOLTSUPPLY（7905）和A/D转换器，经过几天的观察代码89没有再报，但是代码15代码有时还会出现，排查后发现电源板上5VOLTSUPPLY（7905）坏掉，更换观察发现故障排除。解决方法更换PROCESSORBOARD上A/D转换器和电源板上的5VOLTSUPPLY（7905）购买同样型号16V，2200UF，85替代电容焊上，恢复后试机，故障消失。扫描正常，图像显示正常。32水冷机报错故障现象水冷部分报错，上面一个指示灯由绿变黄，这是一个预报警，如果不及时解决，当灯变红后就会影响机器的正常使用。故障诊断报错的指示灯为PRIMARYRETURNHINGTEMP。代表的意思为第一级制冷循环中高温回流出现故障。该机器制冷包括两级制冷，底下的压缩机和外面的水箱为一级制冷，压缩机上方的水箱内的循环为二级制冷。根据报错信息可知故障出现在二级制冷上，检查发现压缩机上一出水管温度过高，考虑该管是是否堵住，拆开后发现水流小，与另一管对比发现该管头部被堵住，继续排查发现内部过滤器很脏，影响过滤，导致循环不畅，高温水流不能及时流出，使其内部温度过高。解决方法1）清洗出水管和过滤器2清洗放于室外的水箱。总结在机器使用过程中，要时刻注意水冷部分温度的变化，液氦机是否工作正常，防止水循环不畅导致的温度过高，从而引起对冷头的破坏，对液氦造成不必要的损失。第五章课题总结磁共振成像是当前最先进的医学成像设备，是二十世纪医学成像最重要的进展之一，也是世界上最先进的大型医学诊断设备。由于磁共振成像对人体无害且在软组织成像等方面具有独特的效果,使其越来越受到各级医院的重视并得到迅速普及。它在临床应用方面的广泛性及其重要性日益显著。伴随着磁共振成像技术越来越广泛的应用，从该设备安装调试到维护保养都由设备科人员参与，院方对于该设备各方面的管理也越加重视。近几年，随着MRI技术的迅速发展在给提供了更准确的临床观察诊断的同时也给广大医院带来了很多挑战,众所周知MRI是购置与运行成本较高而又比较难修的，如