飞利浦T5-NT型核磁共振系统是一种超导型磁共振,用液氦来维持超导环境所需的低温.由冷头提供20oK和80oK二级低温冷却液氦上方挥发的氦气来减少液氦挥发,而冷头压缩机通过制冷氦气来冷却冷头,水冷机通过低温水来冷却冷头压缩机.由于冷头与冷头压缩机之间进行热交换是通过高压氦进行的,冷头压缩机与水冷机间进行热交换是通过水进行的,因此冷头压缩机需完成高压氦气与冷水之间的热交换.
我院 MR室使用 PHILIPS T5－ NT 0.5T超导型核磁共振系统，为保持超导状态 (即产生磁场的电流所使用的导线的电阻为 0)，导线必须浸泡在液氦中，液氦价格昂贵，若有泄漏，不仅会大大增加日常维持费用，且若液氦降低到一定程度 (满液氦面的 35％以下 )，还可能引起失超，所以，及时找出泄漏部位，以便进行维修是非常重要的。现将我们所遇到的氦气泄漏故障分析如下 故障现象在正常情况下，液氦消耗为每日 2L，压力表上显示的磁体冷却系统的操作压力应始终稳定在 SUPPLY：从压缩机向冷头提供被压缩机冷却后的氦气的操作压力为 310psig～ 340psig＊， RETURN：从冷头向压缩机返回温度升高后氦气的操作压力为 110psig～ 140psig。
GE公司生产的核磁共振的磁场线圈工作于超导状态.使磁场线圈处于超导状态的是液氦.同时用一监视器测量并显示磁体内液氦百分比及压力.正常状态下要求液氦百分比不得少于60%,液氦压力保持于(3.9～4.1)psi(1psi=1ppsi=6.89476×103Pa)之间.当压力降到3.9psi时,由监视器送一个信号给磁体,磁体给液氦加热,液氦压力开始上升.当液氦压力达到4.1psi时,监视器再送一个信号给磁体,加热停止.
我院MR为西门子Impact1.0机型.其超导磁体内的低温环境是靠磁体容器内被镶嵌在液氮容器中的冷头,外面的氦压缩机、热交换器以及冰水机组所组成的制冷系统来维持.液氦处在真空封闭的磁体内,其容量多少是靠液氦监测系统来测量和显示的.具体电路由D80、D83、D88、D89、D90电路板组成.液面指示系统可以了解冷头工作情况以及液氦的余量.我院的MRI每天损耗液氦量约0.15%,观察液氦的损耗数能了解冷头的工作效率,同时提醒在必要时及时补充液氦.(冷循环原理图如下图1)
我院Siemens Impact/1.0T磁共振成像扫描仪使用的是英国牛津(Oxford)公司生产的0R421.0T超导磁体,该型磁体磁场强度大,均匀性好,稳定性高,液氦容量为1320L(100%液面表),冷头采用两级致冷系统极大地减少了液氦的挥发率,自1994年设备投入使用至故障前,每天只有0.1%(液面表显示)的液氦损耗.
我院自2004年初开始使用GE公司生产的1.5T双梯度磁共振扫描仪,现将机器的性能做简单介绍.首先回顾有关梯度线圈的相关内容.梯度线圈,是缠绕在圆形玻璃纤维上的三组导线,位于常温的磁体孔径内.梯度线圈是阻抗线圈,由梯度冷却器进行水冷却,这有别于主磁体线圈的超导性及液氦冷却.
MR普遍采用小型制冷机制取低温,冷头是其主要的制冷部件.氦压机循环的高压氦气在冷头中经过膨胀,将冷量贮存于冷头中的蓄冷材料,通过缸套上的铟垫圈将冷量导出,提供给磁体的冷屏,使超导线圈在液氦里保持4.2K(-269℃)的环境温度,降低液氦消耗.
1故障现象磁共振(MR)液氦蒸发率超标,日消耗液氦大于2%,并不断升高,液氦低温容器压力大于27.579kPa(4psi),液氦渗透流量达到满刻度(10SCFH).
故障现象 液氦日挥发率急剧增加,短期内从0.3%上升为0.5%,很快上升为0.8%,3天内液氦液位从74.2%下降至56.6%,由于挥发量大,排气管有结霜、结冰现象.
目的 探讨大型医疗设备巡查对提高设备使用的效率.方法 对我院大型医疗设备巡查进行技术分析,重点以CT和PET-CT等放射诊断设备的球管、MRI超导磁体中的液氦为案例进行量化分析.结果 更换球管基本实现"零停机",并确保了MRI的液氦量在安全范围内,降低了MRI发生"失超"的风险.结论 大型医疗设备重要部件关键数据收集和记录对提高设备使用效率具有重要的参考价值,可为医疗设备的预防性维修提供数据支持,为医疗设备的量化管理提供科学的依据.
现代高场强超导磁共振机,其冷头的正常运转对磁体保持恒温有非常重要的作用,如果冷头较长时间停止工作会导致磁体温度上升液氦挥发,严重时会引起失超.我们科的GE1.5T双梯度核磁共振机在使用过程中就遇到2次与冷头停止工作的相关故障.
超导磁体中的超导线圈是浸在制冷剂液氦中,液氦的沸点为4.2K,也就是线圈获得超导状态的温度点,从而确保线圈阻值为零.
磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)将人体置于特殊的磁场中,使用无线电射频脉冲激发人体内氢原子核,引起氢原子核共振并吸收能量.当停止射频脉冲后,氢原子核按特定频率发出射电信号,并将吸收能量释放且被体外接受器收录,经电子计算机处理而获得图像.由于摆脱了电离辐射对人体的损害,并具有参数多、信息量大、多方位成像及对软组织有较高分辨力等的特点,现已广泛应用于临床疾病的诊断.
目前关于超导磁共振是将磁体主线圈置于液态氦气所提供的绝对零度的环境中来实现超导状态的,而维持氦气的液体状态关键一环便是冷头的制冷效果.实现制冷的主要构成主要有水冷机,压缩机以及冷头.本文主要对冷头的维修进行如下阐述:
