眾所周知，維持超導(dǎo)磁體超導(dǎo)狀態(tài)所用的制冷劑是價格昂貴的液氦。一個良好的、穩(wěn)定的冷卻系統(tǒng)，不僅是超導(dǎo)環(huán)境存在的重要保證，而且能大大降低液氦的揮發(fā)，減輕磁共振運行成本。

１．１磁場的建立

超導(dǎo)型磁體的磁場建立是在超導(dǎo)環(huán)境中為超導(dǎo)線圈通電流而產(chǎn)生強磁場的。在理想狀態(tài)下，磁場一旦建立，只要維持超導(dǎo)線圈的超低溫環(huán)境，強磁場就長期存在。超導(dǎo)材料主要是鈮，鈦與銅的多絲復(fù)合線，它的工作溫度為４．２Ｋ（－２６８．８℃）。因此我們**須建立超導(dǎo)環(huán)境，將超導(dǎo)材料置于工作溫度４．２Ｋ下。

建立超導(dǎo)環(huán)境的過程是**先將超導(dǎo)型磁體的真空絕熱層抽真空，將內(nèi)部壓力抽**約０．００１Ｐａ，然后將磁體預(yù)冷，把液氦容器腔內(nèi)溫度降到接近４．２Ｋ，**后在磁體液氦容器中灌滿液氦，使超導(dǎo)線圈浸泡在液氦中。因此，磁共振的超導(dǎo)線圈用浸泡在低溫液氦中的方法以獲得其正常工作的超低溫環(huán)境，雖然磁體采用了真空絕熱結(jié)構(gòu)，但由于結(jié)構(gòu)支撐等多種因素，不可能完全阻止熱傳導(dǎo)，所以液氦會以蒸發(fā)的形式帶出導(dǎo)入的熱量，以維持４．２Ｋ的溫度。為減少液氦的蒸發(fā)，磁共振配備了制冷系統(tǒng)，提供降溫減少液氦蒸發(fā)。

１．２冷卻系統(tǒng)

磁共振冷卻系統(tǒng)是由液氦冷屏、冷頭、氦壓縮機和水冷機組四部分組成。液氦冷屏是磁體的組成部分之一，設(shè)有２０Ｋ、７０Ｋ兩級冷屏，二者的作用都是直接減少輻射傳導(dǎo)。

冷頭是制冷部件，通過兩級缸套端面的銦線圈將低溫高壓氦氣傳輸?shù)酱殴舱竦膬杉壚淦辽希瑸榈蜏厝萜髦械囊汉そ禍?，保持液氦中超?dǎo)線圈的環(huán)境溫度，以隔絕結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱，降低液氦消耗。它又是一個膨脹機，經(jīng)過氦壓縮機壓縮的低溫高壓氦氣在這里膨脹帶走周圍的熱量。冷頭的材料主要是絲綢膠木，兩級缸套分別以銅丸和鉛丸為蓄冷填料。

氦壓縮機主要為冷頭提供低溫高壓氦氣。氦壓縮機中充以高純度的氦氣，并通過軟管與冷頭相連，工作時，由冷頭循環(huán)來的熱氦氣，經(jīng)過壓縮提升壓力，在熱交換器中與壓縮機油交換熱量，使溫度迅速下降，成為低溫高壓氦氣，經(jīng)油水分離器濾油，再經(jīng)吸附器進一步過濾，方送冷頭制冷用，此過程即為氦氣循環(huán)過程。

水冷機組類似于一個空調(diào)系統(tǒng)，經(jīng)過熱交換給氦壓機提供冷卻水。氦壓縮機產(chǎn)生的熱量**終由循環(huán)水帶走。通過水冷機組、壓縮機和冷頭不停地工作，就可以源源不斷地為磁共振提供冷量，以達到減少液氦蒸發(fā)的目的。

２維護

２．１維護重點

磁共振的水冷機組、壓縮機和冷頭就好像人的心臟一樣，需要一刻不停地運行。冷頭的額定工作壽命一般在（１．５～２）年，冷頭中的活塞、旋轉(zhuǎn)閥都是運動部件，隨時間不斷磨損，造成氣密不嚴、制冷效率下降。另外超期使用會使填料松漏，嚴重的會將活塞卡死在缸套中造成徹底報廢，以致引起氦壓升高，液氦氣化泄漏，從而導(dǎo)致磁體失超。冷頭損壞的情況有兩種可能：一是漸進式的逐步擴大。如液氦在一段時間內(nèi)損失速度明顯加快；二是突然間完全不起作用了。壓縮機組的吸附器只有１００００ｈ的壽命。吸附器是過濾氦氣中油霧的重要部件，它的好壞與否關(guān)系到冷頭的使用壽命，這是因為氦氣經(jīng)過壓縮機壓縮后，氣里面帶有的油霧（壓縮需油滑），經(jīng)過油濾器過濾掉大部分，剩下的完全依靠吸附器吸附掉，而吸附器的主要成分是活性炭，一定時間后就會飽和，失去吸附作用，這樣油就會跟隨氦氣污染管道，進入冷頭冷凝在冷頭里，造成活塞急劇磨損，因此吸附器應(yīng)定期更換，有利于延長冷頭的使用壽命。

水冷機組的循環(huán)水管時間久了由于腐蝕等原因會產(chǎn)生雜質(zhì)，使水流不暢，影響熱交換的效率；或者由于循環(huán)管道的滲漏、冷凍液的蒸發(fā)等因素引起冷凍液流失，都會導(dǎo)致水冷系統(tǒng)發(fā)生故障，此時氦壓縮機會因溫度報警而立即停機，冷頭自然就不制冷，冷屏溫度逐漸上升，輻射漏熱增多，液氦蒸發(fā)率將成倍提高。此外由于近年來梯度功率增大，梯度系統(tǒng)也采用水冷散熱方式來提高冷卻效率、降低噪音。因此水冷系統(tǒng)是ＭＲＩ正常工作的**重要的保障。

２．２日常維護

我院自２００４年１２月安裝ＧＥｓｉｇｎａｔｗｉｎｓ１．５ＴＭＲＩ以來，鑒于以上種種原因，總結(jié)水冷系統(tǒng)的日常維護經(jīng)驗：

２．２．１每日堅持記錄水冷系統(tǒng)的各種技術(shù)參數(shù)，包括液氦壓力、液氦容量、氦壓機壓力、氦壓機水冷溫度、梯度水冷溫度。

液氦壓力設(shè)定為４ｐｓｉ（１ｐｓｉ＝６．８９４７６ｋｐａ），記錄時若壓力超出（３．８－４．２ｐｓｉ）范圍則表明故障。

液氦容量應(yīng)大于６０％，５０％是極限值，正常情況下每季度消耗液氦０．２％左右，當遇停電及水冷機、氦壓機、冷頭故障時液氦揮發(fā)加劇，此時要及時維修，否則有失超危險。

水冷機溫度可監(jiān)測水冷機工作狀態(tài)，本系統(tǒng)采用“阿爾西”室外水冷系統(tǒng)，監(jiān)測溫度在１８℃～２３℃范圍之內(nèi)。

２．２．２定期更換吸附器，氦壓機上記錄有吸附器的使用時間，需一年更換一次。

２．２．３即使冷頭工作正常，三年更換一次。

２．２．４需定期用水沖洗水冷機組內(nèi)的過濾網(wǎng)，尤其在初春楊花時節(jié)以及風(fēng)沙天氣時，極易造成因過濾網(wǎng)堵塞而導(dǎo)致水冷停機。

２．３故障處理現(xiàn)象一：水冷機狀態(tài)面板上沒有溫度顯示而是錯誤碼，液氦壓力上升，液氦濃度下降。

解決一：室外機組過濾網(wǎng)堵塞，清洗后恢復(fù)。

解決二：冷凍液泄漏，更換配件，添加冷凍液后恢復(fù)。此種故障在等待配件期間，可臨時打開應(yīng)急自來水通道，可不影響病人，但要注意在上凍季節(jié)不適宜用。

現(xiàn)象二：液氦壓力超過４．５ｐｓｉ并繼續(xù)上升，液氦濃度不變，冷頭仍然工作。

解決一：更換冷頭后排除。更換冷頭與系統(tǒng)存化大約在３ｈ左右，另外冷頭并不與液氦層相連而是與冷屏相連，不會造成液氦大量流失

解決二：冷頭與冷屏之間有結(jié)冰，**結(jié)冰后排除。

３維護體會

ＭＲＩ設(shè)備的維護不同于一般小型醫(yī)療設(shè)備，它嚴格要求定期檢查和保養(yǎng)，同時**須堅持做好每日運行記錄，才能保證制冷系統(tǒng)發(fā)生故障后能及時發(fā)現(xiàn)和處理。

（文章來源于互聯(lián)網(wǎng)）