OPEN MARK II 磁共振常見故障的維修

【作 者】曹愛民

臨汾市人民醫(yī)院影像CT室，臨汾市， 041000

OPNE MARK II磁共振系統(tǒng)，占有國內基層醫(yī)院永磁型磁共振市場的最大份額。作者結合多年維修實踐，對OPEN MARK II常見故障作一總結，供維修同行及使用者參考。

1 計算機工作站

OPEN MARK II采用SUN SPARC 20作為前后臺工作站。前臺為圖像處理計算機，并配置有顯示，照相，打印機等接口。后臺為主計算機，控制和協(xié)調譜儀、諧調箱等各部件的工作，并擔負數(shù)據庫的管理及將掃描所得的原始數(shù)據重建成圖像的任務，是整套磁共振系統(tǒng)的中央控制單元。前后臺計算機間通過網絡進行連接，協(xié)同工作。

計算機工作站常見故障有電源燒毀，板件接觸不良，以及硬盤或系統(tǒng)軟件損壞等。市場上二手SPARC 20工作站整機售價不到兩千元，可購買作為維修配件來源。

故障1 開機，程序運行至屏幕顯示“l(fā)e0 Twisted pair ethernet”后死機。

系統(tǒng)提示雙絞線以太網絡故障。按STOP+A鍵強行退出系統(tǒng)后，關機。測量網線完好，重新插拔網線故障依舊。打開前后臺計算機，用棉紗沾無水酒精清洗網卡金手指，去除其上氧化層，將網卡豎直插入主板插槽，確保其金手指與主板插槽緊密接觸，開機系統(tǒng)恢復正常。此故障由網卡接觸不良導致前后臺通訊錯誤，如果在現(xiàn)場調整或者掃描時出現(xiàn)，屏幕顯示為“數(shù)據采集超時”而中斷程序。

故障2 開機，程序運行至屏幕顯示 “Running routing daemon”后死機。

系統(tǒng)提示后臺計算機未能啟動。觀察后臺計算機電源指示正常，電源輸出電壓正常，各板件未發(fā)現(xiàn)明顯異常。為便于確定故障，利用系統(tǒng)硬盤冗余，交換硬盤位置，即使用備份硬盤后開機，系統(tǒng)運行正常，說明后臺計算機系統(tǒng)軟件損壞。此時應備份硬盤系統(tǒng)，以防不測。以管理員ROOT身份登錄OMEGA系統(tǒng)，在窗口輸入“.dup”命令后依提示進行硬盤克隆。如系硬盤損壞，可使用容量大于18G的硬盤，格式化后進行克隆。也可用類似方法備份前臺工作站硬盤，以實現(xiàn)計算機系統(tǒng)的完全獨立維修。

故障3 CRT顯示器亮度下降并出現(xiàn)回掃線。

用戶反映顯示器老化，亮度異常，難以控制照相質量，希望用市面上普通的液晶顯示器替代。此顯示器為SUN公司生產的GDM20E20型CRT顯示器，可直接用 DB13W3到VGA 15pin的轉換接頭進行轉換。制作轉換接頭后，連接三星液晶顯示器E1920NR，屏幕顯示圖像質量可靠，令人滿意。

2 調諧故障

磁共振調諧是影響圖像質量的主要因素之一。調諧涉及到射頻線圈、接收線圈、共振頻率、磁場均勻度、射頻偏值、射頻增益以及正交對稱等各參數(shù)，因而該機絕大部分故障都通過調諧表現(xiàn)出來。常見故障如接收線圈內部斷路，線圈與掃描床接頭接觸不良，磁體溫度偏移較大，射頻或梯度放大損壞等。

故障4 自動調諧時找不到共振頻率。

MRI系統(tǒng)對環(huán)境溫度、濕度要求較高。其中磁體溫度由輔助電源內溫控單元控制，正常情況下平均溫度會穩(wěn)定在29.3±0.1℃以內。由拉莫爾公式f=?B可知(f為共振頻率，?為一比例常量即旋磁比，B為磁場磁感應強度)，f與B成正比。對永久磁體而言，溫度下降時，B會增大，使共振頻率上升。檢查發(fā)現(xiàn)輔助電源加溫鑰匙開關松動，磁體加熱中止。修復加溫開關，顯示磁體溫度為23.2 ℃，待磁體溫度升至正常值29.3 ℃后調諧，仍然找不到共振頻率。于是進入后臺依次輸入“XSP”，“FREQ 6.83”命令，更改主頻后退出，再進行自動調諧，機器恢復正常。另外需要注意的是，該機磁體加熱分為獨立的上下兩組，當其中一組發(fā)生故障，掃描圖像時會出現(xiàn)固定的干擾帶，帶內圖像模糊甚至完全消失。

故障5 頭線圈第一通道反射信號為90%，圖像質量明顯下降。

因其它正交線圈反射信號正常，故明顯為頭線圈故障。打開頭線圈，仔細檢查其第一通道線路，未發(fā)現(xiàn)斷路或虛焊等現(xiàn)象。線圈反射信號與線圈共振頻率有關，一般通過改變線圈電容參數(shù)，可利用示波器觀察或直接觀察調諧反射信號比例進行調整。為方便利用后面方法，經反復測試，在線圈調整電容兩端并接一15 pF電容時，反射信號降低10%左右，圖像質量完好。

故障6 所有線圈反射信號為100%，掃描無圖像。

此類故障大多由匹配頭變容二級管短路引起。匹配頭一側與接收線圈相連接，另一頭分別與前置放大器及調諧電壓輸出相連。匹配頭與線圈共同組成網絡諧振回路。調諧時，通過匹配頭的變容二極管作用，匹配頭電容值隨調諧電壓變化而變化，以找到諧振點，取得最佳信號。打開磁體右邊小蓋，可見一排二級管，將其取下測量，發(fā)現(xiàn)其阻值為零。依次逐個測量并替換掉短路的二級管后，反射信號處于正常范圍30%以內，掃描圖像正常。

故障7 調諧時好時壞。調諧正常時，一序列內圖像有好有壞，甚至全無。

調諧時隨機性軟故障經常由信號線接觸不良引起，卻又涉及整個系統(tǒng)，檢查起來很費周折。依據信號流程，依次檢查射頻功放輸出、發(fā)射線圈、前置放大器、傳導板濾波器、調諧箱、譜儀和主計算機，最后發(fā)現(xiàn)采集板上信號插槽松動，焊點接觸不良。仔細觀察，發(fā)現(xiàn)采集板連接數(shù)據電纜較重，并使用直接插拔方式，沒有螺釘固定，長時間使用因拖拽易造成插槽變形松動。將插槽各引腳重新焊牢，并用多個線卡將連線固定在機架上，經此處理后再未發(fā)生同樣故障。

3 譜儀及集成射頻梯度放大器

該MRI系統(tǒng)譜儀AN9101和集成射頻梯度放大器AN8300采用美國ANALOGIC公司的產品。系統(tǒng)本身配置有譜儀診斷軟件，通過對系統(tǒng)粗頻、梯度波形、RF波形及RF輸入通道波形的測量，顯示實現(xiàn)譜儀系統(tǒng)級診斷，同時可對譜儀CPU，TS，DDS等七個重要板件進行診斷，方便了譜儀故障的診斷和維修。AN8300自身固化程序通過面板可顯示電源、控制單元、梯度放大器和射頻放大器故障代碼，尤其X，Y，Z三個梯度放大器完全相同，可用替代法迅速可靠地判斷其故障。也可利用示波器直接觀察射頻輸出反射信號及譜儀發(fā)射接收信號，依其信號強度判斷射頻或譜儀發(fā)射或接收功率下降等故障。如在后臺XSP提示符下，運行se0序列，執(zhí)行se0t1。XSP參數(shù)設置att0 10，att1 10，nsl 1，nav 10，acq on，將示波器信號線接入射頻功放發(fā)射端及反射端，測量發(fā)射及反射信號強度，通過與正常值相比，確定射頻功放性能好壞。采用類似方法可對譜儀發(fā)射，接收性能進行分析判斷。

故障8 開機后，AN8300顯示錯碼FLT—PSU—TEMP。

錯碼提示系統(tǒng)電源PSU或者控制模塊SCA故障或者溫度過高。觀察X，Y，Z三個梯度放大器指示燈均不亮，電源盒黃燈FLT亮，READY燈滅。關機，將電源盒抽出打開，其電路板上布滿灰塵，用吸塵器和毛刷清理后開機正常。

故障9 開機后，AN8300顯示FLT—XAMP—TEMP。

錯碼提示梯度放大器X故障。因X，Y，Z三組梯度放大器完全相同，為明確故障，將X，Y放大器交換后開機，錯碼顯示為FLT—YAMP—TEMP，證實為X梯度放大器故障。梯度放大器由輸入及輸出濾波電路、控制板及雙路半波整形電路組成。經替換測試為輸出濾波板故障。檢測該板發(fā)現(xiàn)標稱1000 μF大電容C3漏電，靜態(tài)電阻約200Ω，更換后試機正常。

故障10 圖像異常，表現(xiàn)為一正常圖像上疊加一相反的圖像。

譜儀接收數(shù)據，經ADC轉換后分成兩路信號分別處理，如果一路數(shù)據出現(xiàn)問題，即可引起此類故障，推測為譜儀ADC板故障。利用系統(tǒng)診斷中的譜儀診斷功能，選擇譜儀部件級診斷，果然發(fā)現(xiàn)ADC BOARD測試未通過。因該板為高度集成，只能整體更換，更新后故障排除。

除上述主要部件之外，隨著使用年限增加，掃描床限位開關，輔助電源內照明用220 VAC轉換成36 VDC電源的模塊，通風系統(tǒng)加熱電阻等也易損壞，這些器件均為國產元件，替代方便。筆者認為，雖然該機未提供維修資料，但在學習掌握其系統(tǒng)組成及工作原理的基礎上，歸納分析其常見故障，臨床工程師可以完成該機型的獨立維修，從而節(jié)省高昂的保修費用，提高開機率，創(chuàng)造良好的社會效益和經濟效益。