磁共振成像系统失超故障的分析与处理

刘 宸

（济南市章丘区中医医院，山东济南 250200）

以1.5T 磁共振成像系统为例，该设备主要由磁体、射频场线圈、梯度场线圈、中控系统以及成像系统等模块组成，是现阶段医学领域中较为先进的影像诊断设备。该设备出现失超故障的主要原因是因内部超导磁体环境被破坏，导致设备无法维持原有的超导环境，设备出现白烟和气体泄漏声音是出现该故障的明显表征，而该故障信号出现的原因在于设备内部电流转化成热能并使液氦泄漏蒸发。一旦出现失超现象即证明需要对该设备进行全面的除冰、励磁、匀场和加液氦等一系列调试处理过程，若处理不当导致设备完全损坏时，则医院需要承担数百万元的经济损失。因此，需要对该设备出现失超问题的原因进行彻底分析，以减少维修时间过长和维修处理不当带来的经济损失。

以某二甲医院的1.5T 磁共振成像系统设备的失超故障为例。了解该医院的医疗器械工程师的故障记录后得知，该设备的失超故障是在一次正常检查工作中出现的，当时该设备正对患者进行脑垂体平扫加增强，当平扫环节结束之后准备打造影剂时，磁体室管理护士听到设备发出气体泄漏的声音，并及时将该问题告知操作室内的技师，于是技师便进入磁体室将患者推出至等候室，此过程中磁体室与操作室之间的环境是连通的，但患者、护士和技师等人均未出现不适感，气体泄漏声音在持续约3 min 后逐渐消失[1]。此时设备的液氦液面显示设备液氦存储只有15%，经过几分钟的观察显示液氦存储只剩7%。2020 年7 月12 日，磁共振成像系统设备失超前的各项主要数据如表1 所示，其中1 psi 等于6.896 kPa。

表1 磁共振成像系统设备检查数据

2.1 失超故障带来的直接风险

磁共振成像系统一旦出现失超问题便会导致巨大的经济损失。当该设备出现失超问题后便会短时间内蒸发大量液氦，以飞利浦1.5TAchieva 磁共振设备为例[2]，当设备内部液氦散失达到10%以下时，需要重新加装约2000 L 的液氦到设备中。以上海某公司生产的液氦为例，一罐500 L、纯度＞99.999%的液氦价格约为20 万元，由此可推算出一次失超问题后单纯液氦补充就需要80 万元，再加上其他检修工作如检测、除冰、励磁、匀场以及元器件更换等一系列专业操作产生的全部费用约为100 万元[3]。除此之外，一次失超问题的检修处理通常需要20 d，假设一个二甲医院每天需要通过该设备对300 例病患进行检查，则表明在该设备检修期间有近500 名病患需要通过其他方式进行治疗，对病患而言晚一天接受治疗便会增加一份风险发生的概率[4]。另外，如果上述检修环节出现一点疏漏导致设备在之后不久的运行中再次出现失超问题，则医院将面临成倍的经济损失。

2.2 事故原因分析

对上述磁共振成像系统失超问题进行研究后得知，出现失超问题的主要原因是磁共振成像系统水冷机发生故障，而设备的维保公司未能在最佳补修时间内给予有效的维修，并且在对设备进行维修时因切换自来水冷却环节中出现操作失误的问题，造成设备下水冷机室内的水管破裂并引发喷水，从而导致磁共振成像系统出现失超事故。由该事故能够直接证实以下3 个问题。

（1）医院对高精医疗设备存在过度的“重视”，即因为设备的精密和贵重导致不会对设备进行定期的维修检测，进而导致小故障逐渐演变成大事故。

（2）专业设备检修人员的技术与责任心存在缺失现象。例如，该事故案例中如果检修人员重视每一步维修操作，则会避免设备下水冷机室内的水管破裂，就不会引起设备的失超故障。

（3）设备更换的材料存在一定的质量差距，经事故的全方位调查后发现，磁共振成像系统下的水冷机室水管厚度与原装相差近1/3，导致PVC 水管不能承受瞬时水锤效应带来的压力而造成的破裂[5]，磁共振成像设备的水冷机故障点位置如图1 所示。

图1 冷冻水泵水管故障点

2.3 处理措施规划

（1）需要对磁共振成像系统设备内部的水源模块进行隔离处理。该处理过程可利用隔板将天花板至地板进行隔离，并对设备内部的冷却水箱、水泵以及水管等部分进行二次隔断，同时为方便观察需要在各设备模块下开设小窗口，以方便对设备之后的维护操作与流量、压力等参数观察提供视角。

（2）时刻做好维修参数的记录。该部分主要覆盖设备的日常工作与检修阶段，要求设备管理人员对设备进行定期的参数记录，并以季度或年为单位对所有参数进行对比研究，以分析出设备是否存在某些模块的安全隐患，对可能出现故障的设备进行故障等级的规划，以此设定相应的检查方案，保障设备时刻运行在安全范围区间内。

（3）做好磁共振成像系统失超故障后的应急管理预案。失超问题一旦发生便无法避免，因此需要对事后的补救处理措施进行设计，以降低失超问题给医院与医患带来的影响。该部分可以通过应急设备给予解决，即通过预留在医院内部的设备更换零件、液氦气体以及充装设备等实现对失超问题后的应急处理，同时在第一时间联系供货商对所需物品进行补给。

（4）还需要对应进行检查的病患进行重新排号，即安排其通过其他设备进行检查，以保证急诊患者顺利就医。

3.1 紧急处理

在发现失超现象的第一时间，需要紧急撤离正在进行检测的患者与工作人员，并暂时对磁体室及直接连通的房间进行封闭隔离。同时通知医疗器械工程师，对接科室以及安保人员等进行事故处理。若设备周边存在积水，则需要对其进行断电处理，防止出现更大的医疗事故。

3.2 前期处理过程

（1）前期检查应当按照从上至下、从外至内的顺序进行排查，这样能够在短时间内锁定失超问题出现的根本原因。同时，需要排出设备水冷系统内的水，并吸附、清理喷洒至其他元器件上的水。然后利用专业木塞封堵液氦存储管道、避免液氦继续流出，以该方式维持抢修环境的氦气含量同时还可以实现保护设备磁体的目的。

（2）进一步清理设备内的积水，可用吸水巾进行主要积水的吸附，并利用大功率吹风机对整个设备进行鼓吹，直至彻底吹干设备内部残留的积水。在明确失超问题原因之后，需要排查冷水机整个循环系统，更换不符合相关标准的材料，如设备下的石墨爆破膜（图2）。

图2 石墨爆破膜

3.3 后期处理

将更换下来的冷水机相关部件送至工程师处进行排查诊断，分析出磁共振成像系统下冷水机是否存在失超之外的其他故障，此时更换整个冷水机下主板、损坏元器件、水管、水泵等并进行设备的试运行，以检测设备内部是否存在未清理干净的冰块。如果存在冰块则磁共振成像系统会继续产生大量白色烟雾，此时需要对设备进行液氦补充防止因液氦流失导致磁体失磁。通过不断的运行检测将设备内部的冰块完全清理干净，试运行的标准为补充液氦能够保持不断，且试运行下各功能模块能够正常运行且没有白色烟雾出现。此时需要对磁体进行观察，检查磁体在未工作状态下是否缓慢出现表面凝霜的现象，如果不存在则证明抢修处理工作完成、设备可以继续投入工作，如果仍存在一定量的表面凝霜现象则需要工程师将设备上部的磁体塔头打开，用低温摄像头拍摄磁体表面凝霜现象，并将照片发送给设备厂商对该现象进行评估，并以生产厂商给出的整修结果反馈进行设备维护，以降低磁共振成像系统在短时间内再次出现失超现象。

上述操作完成之后可对磁共振成像系统进行一次励磁检测。因为失超现象可能会导致磁共振成像系统失去一定的磁性，而该部分磁性不会被正常设备运行所监测到，因此需要由厂家工程师运用励磁电源等工具对设备磁性进行检测。该检测期间可能还会出现液氦泄漏，因此仍需要对检修环节进行隔离、防止人员进入。磁性检测需要在设备充满液氦的环境下进行，即保障设备的失超故障不会影响到磁体励磁的检测。如果未发现失磁现象，则磁共振成像系统可以投入正常使用，否则需要更换整个超导磁体，以保证整个设备的正常功能。

通过实际案例故障分析可知，磁共振成像系统失超问题主要是因为磁体内部超导环境被破坏，设备内部储在线圈里的大电流经过高电阻区域时迅速转化成热量，导致维持设备超导环境的液氦大量蒸发。本文通过对磁共振成像系统失超问题的实际案例分析，得出以下结论：

（1）机器设备不进行维护是一定会出现故障的，因此需要做好磁共振成像系统的定期检查工作。

（2）医疗器械检修人员应当重视对设备的检修工作，在检修处理之前做好设备参数的记录，以避免出现如上述案例中本可以避免的类似问题。

（3）需将病患生命安全放在第一位设计应急处理方案，最大限度降低故障处理时间，降低病患等待时间与医院的经济损失。

希望本文的研究分析，能够为相关单位或人员提供参考。