MR设备安装调试与故障维修课件

1、磁共振实践机房建设；设备安装；硬件、软件调试；设备维修；机房选址远离大型金属运动体：不靠近垂直起降电梯；不靠近马路；不靠近火车道；地下无轻轨；等等附近无大型振动源，如：发电机、 泵站等；有较大承重要求：地下室或一层；附近无正对射频电磁波源：如电视发射台、通信发射机站等等；附近无大电压和强电流设备：高压线、变压器、空调压缩机等；机房建设地面清理大块铁磁性物质；预留磁体就位通道或门；制冷剂就位通道；地面承重，磁体基座单独浇铸成块；3m水平差 3 mm 磁体室高度；与型号有关；地面防振，利用减振措施；做好射频频蔽；用料：铜；机房钢材用量控制15Kg/m2;装修材料采用无磁性材料；恒温系统；室内恒温恒

2、湿；水冷系统；带走冷头的热量；通风系统；氦泄漏紧急排风系统；下送风，上回风；电源要求：三相五线制；地线与中线不能短接；独立变压器供电；电源要求干净，稳定；屏蔽外界各种频率的射频电磁波对MR信号的干扰；一般采用铜板或不锈钢板进行屏蔽，扫描室的六个面都需要完全包裹在铜内。构成完整密封的屏蔽体；铜板接缝采用氩弧焊和无磁螺钉链接；地板内的屏蔽还采用防潮、防腐和绝缘处理；总体要求是各门、观察窗、墙面、波导管等处对15 100MHz范围内距离在2m时信号衰减大于90dB；室内的灯必须采用直流灯泡；所有进出线均通过滤波器传导板；观察窗采用钢化玻璃夹双层铜网；空调一点接地，接地电阻要小于规定值；射频屏蔽磁体安

3、装磁体就位与固定；制冷剂泄放管道安装;超导磁体的冷头装置安装；氦压缩机与水冷装置安装；励磁电源系统的安装；磁体抽真空（压力0.001Pa）以及两次磁腔预冷；液氦填充达到要求液面；80%；35%需要补充；从小到大，分次励磁，最后达到要求的磁场；高斯计测量或中心频率测量；紧急退磁装置；警示标志等；冷头励磁电源插棒高压低温氦气、低压高温氦气铜管警示标志匀场磁场均匀性测量；均匀性算法：极差算法；标准差算法；数值相同时，前者均匀性优于后者；匀场方案确定；计算机辅助匀场；永磁型磁体匀场；无源匀场超导型无源匀场；超导型有源匀场；主磁场线圈匀场线圈系统安装机架前端滤波器传导板梯度功放接受放大射频功放谱仪系统计

4、算机系统监视器、键盘线圈调谐与匹配调节软件调试（序列调试）体模测试：信噪比、均匀性、线性度测试与调节；分辨率调试；伪影调试；对比度调试；信噪比调试；序列参数调试；（所有序列对所有部位）3%的CuSO4水溶液磁共振维修磁共振作为科学技术含量最高的大型影像设备，既有机械材料特性，又有电路特性；有气路还有电路、磁路；既有精密数字电路，时间精度达10nS；又有高电压高电流模拟电路，电流高达500A；既有高频电路，可达100MHz，还有脉冲电路；既有硬件，又有软件的系统，因此再好的设备都有故障可能性；任何系统都存在一定的故障率。一个庞大的系统由许多部件组成。每一个部件都存在一定的故障率。不同的部件故障率

5、不同。影响整个系统故障率的是故障率最高的部件。问题的核心是出现故障后如何进行分析，如何尽快地将故障定位并加以排除。整个系统分为硬件系统和软件系统；硬件系统主磁场系统;制冷系统;梯度场系统;射频场系统;数字化控制系统;数据处理系统;图像重建和计算机系统;上述每个系统加上样品和环境出现问题都可能造成整个系统的故障，称为硬件故障；硬件故障分为机械故障和电路故障；磁共振系统中很少出现机械故障；较多是电路故障或其他因素故障；软件故障操作系统：windows-XP；Unix;Linux;系统软件：磁共振设备的控制、数据采集与图像重建显示界面；序列：不同的磁共振成像序列；检查维修程序；软件故障往往由于硬件故

6、障引起，导致系统软件的破坏或引起参数的改变；或者由于操作者的不当设置或操作导致；1. 设备的因素： (1) 设备的质量：造成设备质量问题的原因很多，其中有： 设计的原因：机器在设计时留的余地太小，例如：电源的容量不足而负载又太重；梯度或射频功率放大器最大输出功率不足；接受带宽不够；检测灵敏度设计不够；梯度线圈线径设计不够；板上电磁干扰设计考虑不够等；信号传递的匹配不佳；序列时间传输延迟导致序列失效；元器件选择不当等；功放管散热效果差；产生故障的原因设备因素、人为因素、环境因素 制造加工安装调试的原因：生产过程中的质量检查与监督不严，造成不合格的产品出厂。例如：应当拧紧的螺丝没有拧紧；应当紧固的

7、部件没有紧固；屏蔽效果不好等；射频不均匀；元器件电磁干扰等；元器件的质量不好：例如：电子管、功放管发热、IGBT质量差等；(2) 设备的老化： 由于长久使用设备老化。例如：磁体均匀性变差，由于长期使用吸入一些磁性物质；压变电容出现老化，导致线性变差等。功放管、电子管(球管)等老化；2.人为的因素： (1)安装调试：无论在机器出厂时还是维修过程中安装调整欠佳引起故障的情况时有发生。例如：磁体安装时，磁场、射频、梯度未能做到完全同中心；磁场均匀性未达标；梯度增益以及涡流补偿参数效果差等；线圈调谐未考虑到受检体的影响等； (2)操作使用：操作使用不当也常常是引起故障的原因之一。例如：开机与关机的过程

8、没有按操作规程规定的程序执行；机器加电后没有进行必要的预热；电源突然停电导致储能元件出现电压过冲从而损坏或损坏其他元件；开机不开空调机室内温度升高；停机之前没有按规程退出程序等；参数设置超过设备极限；如层厚太小，FOV太小等；(3)维修保养：适当的适时的维修保养对于保证机器的稳定可靠运行，延长机器的使用寿命至关重要。例如：机器内部的空气过滤网必须经常进行除尘，以便使得机器有良好的通风散热，梯度功放尤其关键；经常地检查图像质量也是保养的重要工作，因为进行图像质量检查不仅是为了确保图像质量而且可以预先防止故障的发生；液氦压力表的经常观察；线圈接插头要按照要求小心插拔；3环境因素： (1) 电源：电

9、源通常指电网供电电源。 电源电压的稳定性：突然断电对MRI的损害是很大的，恢复供电后常常会引起故障；原因：高频电路，有许多储能元器件，电源突变会造成严重的影响；因此建议配备UPS电源； 电网电源的内阻：一般来说MR的梯度和射频都是工作脉冲状态下的，对功率消耗瞬时是很大的，如果电网的内阻大就会造成线路压降。(2) 地线：MRI的地线非常重要，接地不好往往引起机器的不稳定，有时也会产生故障。MRI的地线应当单独埋设，不应当与电网变压器接地线合用；机架的地线采用铜带，有一定面积，电阻小，干扰小；(3) 温湿度：扫描室内的温度与湿度也很重要，特别是温度。相对湿度应当保持在4065 % 。温度过高或相对

10、湿度过大或过小都可能引起机器的故障；检修工程师要求对磁共振成像原理精熟；磁共振设备的维修类似于“中医”看病，不能完全“头痛医头、脚痛医脚”；信号低，以为射频原因，结果是恒温系统问题；胸中有丘壑，对整机系统了然于胸，各个系统部件的作用与连接以及对图像质量的影响非常熟悉；经验累积，作有心人；排除故障后，要仔细分析原因，将涉及到的理论作好梳理并做好维修笔记；对于自动恢复的故障，也要分析原因（一般是环境因素或电源因素导致的故障）；熟悉设备说明书；对于英文名称要有概念；板卡维修，需要能看懂图纸；基本维修方法观察法：最简单的方法，断路，烧坏等；排除法：缩小故障可能性范围；排除不可能原因；对比法：参数调整，

11、对比分析；软故障；替换法：有些部件是并列的，如三路梯度是等效的；梯度功放的几块AMP板也是等效的；对比互换就可知道原因；测量法：关键的电源电压、控制电平、DC-DC的输入电压、板卡电源电压等稳态量；模拟检测：断开部分电路或负载，观察前级电路输出是否正常；要知道断路后的危险；软件测试法：充分利用设备自带的测试软件进行故障判断；获取密码；诊断程序也可能不充分；典型故障与排除一般情况下，MRI机出故障时均会报错误代码，根据错误代码，结合报错说明和处理提示，通过翻阅维修手册，耐心地一步一步检查，有些故障还是可以自己来解决的。这样节省了时间提高了工作效率。常见故障主要在几个系统：梯度系统、射频系统、制冷

12、与水冷系统、软件系统四个部分；梯度子系统(gradient subsystem或gradients)是MRI系统的重点部位,由于它长期工作在高电压大电流条件下,受电流、电压波动及环境温度、湿度变化的影响较大,所以它是整台设备的“高危地带”，极易发生故障; 梯度子系统最容易发生故障的部位是梯度功率放大器中的AMP板，而AMP板最容易出现问题的是IGBT管和DC/DC逆变器。如果更换IGBT 管后依然击穿，那就是IGBT输入级的工作电压有问题。 梯度子系统DC-DC变换器PCM;PFM两种方式射频子系统：高频电路；电感电容等储能元件多；而且要实现大功率10kW的放大，采用多级放大；第一级采用单管放

13、大，功率分配后，经并行推挽功率放大后再进行功率合成，第三级采用电子管放大；高频射频功放烧坏；动态元件的动态效应损坏；电子管烧坏，耦合变压器烧坏等，因此成为磁共振系统故障的重灾区；故障现象1：无信号；顺流而上查找原因，从简单到复杂分析可能原因：1、信号接受通路不通；检查接收线圈： 检查线圈是否扣好(包括线圈是否接触良好。衣服有没有夹进去和有没有异物等)；检查接收多极插座；线圈有没有推到位；有没有放信号源；检查线圈连接线有无折断。 接收放大通路是否通；接受放大器电源是否有；其余接收处理电路由于工作小功率下，故障率很低；2、无射频激励，检查射频功放：RF GATE射频门控灯(检查控制射频功放工作与否

14、)，在正常扫描情况下，射频门控灯应该在不断的闪烁，在不扫描的情况下，射频门控灯是不亮的；FAULT保护灯亮代表设备出现故障，READY黄灯，如果灯亮代表准备好，POWER绿灯，如果灯亮代表接通电源；RESET故障复位按钮，若FAULlT灯亮，READY灯出现周期性的故障代码，在确认停止校正或扫描的前提下，轻轻按一下RESET故障复位按钮。3、射频发射无效，发射线圈有故障：若有条件可用示波器检测前反向功率比，正常情况下至少应大于2倍(用 像序列扫描)；也可以做图像，间接地反应出来，如做出来的水模一边偏暗等；若发射线圈有严重故障按一下扫描射频功放就会保护，当然信号肯定也是没有的。4、射频激励无效，

15、检查射频偏移量：射频偏移量应控制在5以内，假如超出这个范围，就要检查屏蔽间的温度或者要调节空调的设置温度(频率上升，应升高温度；频率下降，应降低温度)。射频发射控制信号是否有；检查谱仪与计算机是否连接正常；通过谱仪连接检测程序进行检测； 界面文件的丢失或者破坏 ；解决：将事先备份的系统软件 目录的文件覆盖到系统文件夹中(出现上述情况一般是非法关闭计算机或在扫描过程中突然断电引起。可配备UPS为计算机供电) 故障现象2：点击校正、扫描无反应故障现象3：校正信号正常，扫描时出现“接收增益失败” 病人身体有金属异物导致信号异常；梯度不正常；导致线圈未能接受到信号源中心；故障现象4：水冷失效，磁体自动

16、降磁常导磁共振，冬季来临时，磁体自动降磁，频率偏移，信噪比下降，严重时偏离最大自动调谐范围，找不到信号；通过多方分析，最后才知，室外水管冰冻，无法散热，导致磁体升温，磁场下降；故障现象5：液氦蒸发率超标GESignal 0.5T型号MRI现象：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,液氦渗透流量达到满刻度。制冷系统结构：包括液氦冷屏、冷头、压缩机、水冷机组三个部分。冷头是制冷部件，为超导磁体提供20K、77 K两级低温，它是一个膨胀机，经过压缩的高纯氦气在这里膨胀带走周围的热量，通过两级缸套端面的垫圈将冷量传输到磁共振的两级屏蔽上，以隔绝结构导热)

17、冷头的材料主要是丝绸胶木，一、二级分别以铜网和铅丸为蓄冷填料。压缩机主要为冷头提供高压氦气，由冷头返回的低压氦气，经过压缩机压缩提升压力，与水冷机组提供的冷却水换热、滤油这几个过程，将高压氦气输送回冷头，建立氦气循环过程。通过冷头和压缩机的不停的工作，就可以源源不断地为磁共振提供冷量，以达到减少液氦蒸发的目的。制冷系统结构图冷头的额定寿命为2-3年；吸附剂（活性碳，吸附压缩用润滑油）也会失效，1万小时寿命，导致效率下降；活塞、旋转阀也是磨损元件，需要定期更换；可能原因：(1)水冷机工作不正常，循环水不能带走氦压机产生的热量；(2)氦压缩机压缩比下降，冷头制冷效率低；(3)吸附器过滤效果差，绝热

18、软管和冷头活塞存在油膜，冷头工作效率低；(4)冷头负压腔真空度下降；(5)冷头高压氦气进出旋转开关阀磨损，活塞仿功效率差；(6)冷头活塞脏堵或活塞环磨损，高压氦气不能充分膨胀。经检查冷水机组，循环水温度显示正常值10-氦压机工作正常，测算压缩比大于2.5，高压为22102kPa(22Bar)。冷头负压腔表面无结露，负压腔真空度正常。检测冷头温度，一级超过80K(0.9691V)，二级超过42K(1.069V)。对照GE公司提供的技术指标，一级为32K-63K，二级为9K-17K。测量结果远大于标准值，显然冷头制冷效率差，制冷部件可能损坏或脏堵。由于冷头不起制冷作用，冷屏温度逐渐上升，辐射漏热增

19、多，导致液氦消耗的百分比增加，液氦蒸发磁体容器压力升高，渗透流量增加。张方林，黄晓明，慧聪网，2004.3.1故障现象6：射频功放电源故障2例型号：GE公司，Elscint 2T故障1：扫描时，出现“FIELD ERROR”;设备间，射频功放开关跳到“OFF”状态，“FAULT”黄灯亮；按RESET后，再打开，马上跳到“OFF”，黄灯亮，同时温到焦臭；提示ERR83:56V Startup Low,即56V电源值偏低；分析：56V电源调整板的问题；保险丝F207和F3均正常；测调整板的输入电源，应为65V，结果为0V；因此为前面的低压电压板有问题，结果发现大功率电阻烧断，更换电阻，故障消除；软

20、启动电阻，陶瓷电阻，功率不够，容易烧蹦；如本身有裂纹，更容易烧坏；故障2：扫描时，出现“FIELD ERROR”;设备间，射频功放开关跳到“OFF”状态，“FAULT”黄灯亮；按RESET后，再打开，马上跳到“OFF”，黄灯亮，同时温到焦臭；提示ERR83:56V Startup Low,即56V电源值偏低，仅37V后下掉到0；分析：56V电源调整板的问题；保险丝F207和F3均正常；测调整板的输入电源，应为65V，实为65V，但很快下掉；该 板有自我保护功能，闭锁电路，如输出检测低于44V，调整板会切断输入电源防止负载短路；因此可能：调整板本身问题或者负载短路；测试负载正常；外部输入60V稳

21、压电源，测试输出近29V，进一步检查三端稳压管U4(TL783C)输出仅10.2，实际应为28V；更换稳压管，故障排除；倪萍，蔡华，医疗设备信息；2003.5；故障6：常导磁体掉磁与磁场不稳定机型：西门子，Magnetom 0.2T故障现象：工作中突然掉磁，Filed on 灯灭；按下magnet on磁体开关励磁后，数分钟Filed on灯闪烁，表示磁场不稳定；即使磁场建立起来，工作中也出现闪烁；图像质量差；可能故障原因：1，水冷系统失效；导致磁体温度过高，300C；2，磁体电源板故障；输出继电器误动作；温度检测器问题；电源功放管散热不够；不可能完全损坏；最后故障：水循环正常；电源板故障；故

22、障7：超导磁体氦气泄露机型：philips，NT-0.5故障现象：日消耗液氦3L以上（正常2L）；补充压力1.4MPa(正常约为2.3MPa);返回压力约为0.49MPa(正常约1MPa)；液氦回收线路：故障分析：液氦回收管路中有氦气泄露；可能：各连接口有松；密封圈老化或损坏；压缩机泄露；冷头泄露；气管损坏泄露；低温高压氦气低温高压氦气屏蔽墙故障检修：没有专用的氦气泄露检测工具，可采用肥皂泡法检测所有连接口处是否有泄露；关闭磁体冷却系统电源（压缩机电源）；取下外部气管A,B,并用专用堵头密封端口，独立观察压缩机压力是否正常；取下内部气管，并将C,D口封闭，观察压缩机压力表，有下降，说明不是冷头 问题；更换内部，外部气管，故障消除；型号：Siemens Impact1.0T故障现象： 开机后，计算机自检正常，但RF 射频系统Dowloading 不能完成，在控制台的错误报告中提示射频系统处在Standby off状态，使用主菜单下的System/standby 功能不能启动射频系统。温度、风扇正常，但高压电源HVPS柜左上方四个LED均亮；光纤输入信号正常；检测功放电子管阳极和屏极电压，正常；最后检测出电子管损坏。故障现象8：射频功放管故障2例阮亮，磁共振射频放大管故障分