MRI射頻系統(tǒng)故障檢修與分析

姬 軍 王 丹

MRI射頻系統(tǒng)故障檢修與分析

姬 軍①王 丹①

掌握核磁共振儀射頻系統(tǒng)的最佳維修方法，結(jié)合電路圖進(jìn)行電路分析，縮小故障范圍，查出故障部件，進(jìn)行更換并快速修復(fù)。

射頻系統(tǒng)；相控陣技術(shù)；射頻高壓電源；前置放大器

[First-author's address] The 305 Hospital of People’s Liberation Army, Beijing 100017, China.

1 射頻(radio freguency，RF)系統(tǒng)

RF系統(tǒng)主要由譜儀柜(包括MR控制機(jī)、射頻發(fā)射機(jī)、射頻接收機(jī)等)、射頻功率放大器及RF線圈組成。目前基本上采用全數(shù)字化RF發(fā)射、接收技術(shù)，高速多通道的A心變換器，內(nèi)置于線圈內(nèi)的低噪聲前置放大器，相控陣技術(shù)及大功率RF功率放大器。其作用是控制發(fā)射RF脈沖和接收MR信號。工作過程是MR控制機(jī)接收主計(jì)算機(jī)發(fā)出的掃描脈沖序列指令，產(chǎn)生高穩(wěn)定的射頻脈沖經(jīng)RF發(fā)射機(jī)送給射頻功率放大器放大后由RF線圈發(fā)射出去，同時(shí)通過RF接收線圈接收MR信號并經(jīng)RF接收機(jī)數(shù)字化轉(zhuǎn)換處理后送入主計(jì)算機(jī)[1]。本文以SIEMENS Impact 1.0TMR核磁共振儀射頻故障為例討論其維修方法。

2 故障維修

MRI故障常見于射頻部分，維修過程較為單純，通常判斷準(zhǔn)確后更換某一個(gè)元件或某一塊電路板問題即可解決，而下面討論的故障則較為復(fù)雜，提示今后維修時(shí)應(yīng)全方位的考慮問題。

2.1 故障現(xiàn)象

開機(jī)便提示：RFPA not prepare，不能掃描。

2.2 故障檢修及分析

首先檢查射頻高壓電源(HVPS)，HVPS上的管電壓10 kV、1.5 kV紅綠指示燈均亮，D4板(PSCU板)上的reset紅燈一直不滅，此指示燈說明可能沒有燈絲電壓。取下F1(15 A延時(shí)保險(xiǎn)管)測量，發(fā)現(xiàn)已燒壞，且外石英管已碎裂，說明過電流十分嚴(yán)重[2]。更換新的F1，故障現(xiàn)象依舊，但F1沒再燒斷，測量RFPA(射頻功率放大)上D3板X4、X5之間電壓為0(正常情況下應(yīng)為7.5 V燈絲電壓)，且球管的燈絲不亮；初步判斷UFIL板(燈絲電壓板)或球管有問題。

斷電后斷開HVPS和RFPA，接service plug，開HVPS，且拔下接PSCU板上的FIL-MEG光纜，用手電光照射PSCU板FIL-MEG插座[3]，此時(shí)reset紅燈滅，10 kV、1.5 kV紅色指示燈依次滅；PSCU板上3個(gè)綠色指示燈亮，HVPS處于正常狀態(tài)，由此可判斷HVPS無問題。此時(shí)拔下PSCU板上ready光纜，可見光纜座發(fā)紅光，由此推斷PSCU板完好[4]。

打開RFPA頂蓋，取下球管后通電測試燈絲電壓仍然為0，判斷球管未損壞。斷開D3板上X9，即斷開D1板并測量X9、X10之間電壓，即燈絲電壓，仍為0，可排除D1板有故障。

通電時(shí)用手電光照射D2板J1，測量D2板X7、X9之間電壓，可由3.9 V變?yōu)?.3 V，說明控制柵極電壓的D2板應(yīng)完好[5]。

測量D3板上給UFIL板供電的X2.18與X2.30之間電壓為36 V左右，此電壓正確，但X9、X10之間無7.5 V輸出，可以肯定UFIL板有問題；拆下UHL板檢查發(fā)現(xiàn)V113、V209、V115都已擊穿，V113(MR752)為一個(gè)6 A、200 V的快速恢復(fù)整流管，如市場沒有可用一個(gè)16 A、200 V的快復(fù)管替換。V209(BZV86-1V4)為0.4 W、1.4 V穩(wěn)壓二極管，V115(ZPD11ITT)未找到替換元件，可用一塊新UFIL板[6]。裝上新UFIL板后通電，此時(shí)球管燈絲亮，且測量燈絲電壓為7.5 V，但是故障現(xiàn)象依舊，PSCU板上reset紅燈仍然不滅。檢查D2板上J2(T1523)不亮，故往PSCU板上FIL-MEG未送來光電信號，HVPS仍不能正常送高壓。

檢修發(fā)現(xiàn)D2板上J2已壞，從舊D2板上取下J2換上后再通電，F(xiàn)IL-MEG光信號正常，但PSCU板上reset紅燈仍然不滅。

進(jìn)一步分析圖紙發(fā)現(xiàn)，要使HVPS正常上高壓需要同時(shí)具備燈絲信號、PALl信號及INTL信號；而INTL信號是從E11板(DRIVER板)通過RFPA的X4.5、X4.6送往PSCU板。打開RFPA頂蓋檢查E11板后發(fā)現(xiàn)，其綠色指示燈不亮，說明E11也有問題，拆下E11板后V23127-B0002-A201的繼電器已燒斷，在網(wǎng)上查到其為一個(gè)12 V繼電器，由于市場上無法買到插腳位置與其一樣的12 V繼電器，因此以E11板代替。

從一連串板子的問題分析，懷疑D3板出現(xiàn)問題，因?yàn)閁FIL板和E11板都由D3板供電，檢查發(fā)現(xiàn)D3板上N1(78H05)已壞，給球管記時(shí)器的電壓為0，故記時(shí)器不走，訂購一塊新D3板[7]。

當(dāng)K11(DRIVER)板與D3板到貨后先裝上E11板，給RFPA通220 V交流電后，E11板上綠色指示燈亮；接上HVPS后開機(jī)，D3板位置發(fā)出“叭”的響聲，于是便馬上關(guān)掉HVPS；檢查新?lián)Q的UHL板、E11板及D2板均好；將原有D3板拆下與新的D3板對照，發(fā)現(xiàn)V2整流塊不好；安上新D3板后再接上HVPS通電，一切正常。

3 結(jié)論

此次故障一次壞了4塊電路板比較少見，究其原因應(yīng)該是由于D3板有問題而引起，最后，調(diào)節(jié)D2板上R2，將柵極電壓以及管電流調(diào)整好，又做了RF character曲線，至此，機(jī)器恢復(fù)正常使用，各個(gè)線圈做水模測試，性噪比均超過標(biāo)準(zhǔn)要求[8]。

RF系統(tǒng)的故障是MRI中常見的故障，因此在維修時(shí)要注重相互之間的關(guān)聯(lián)分析，同時(shí)要對照技術(shù)圖紙認(rèn)真分析，然后進(jìn)行維修會(huì)收到良好的效果[9-10]。

[1]蔣東平,何賢國,何燕,等.西門子磁共振射頻系統(tǒng)原理與故障分析[J].中國醫(yī)學(xué)裝備,2011,8(9):69－72.

[2]萬國平,楊建輝,洪偉,等.核磁共振梯度功放故障檢修1例[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2011,32(1):57-59.

[3]徐躍.醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,2005.

[4]鄭培源.電子電路及電子器件[M].北京:高等教育出版社,2000.

[5]張西亞.1.5T核磁共振DWI/Fiesta圖像存在白噪聲故障檢修[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2008,29(5):87-88.

[6]蔣益鋼.醫(yī)療儀器維修的基本技能[J].醫(yī)療設(shè)備信息,2001,16(3):25－27.

[7]楊軍.1.5T雙梯度核磁共振機(jī)故障檢修[J].實(shí)用放射學(xué)雜志,2005,21(5):76－77.

[8]張坤毅.醫(yī)用核磁共振機(jī)(MRI)故障檢修五例[J].中國醫(yī)療器械雜志,2009,33(1):121－123.

[9]田建廣.生物核磁共振[M].上海:第二軍醫(yī)大學(xué)出版社,2001.

[10]熊國欣,李立本.核磁共振成像原理[M].北京:科學(xué)出版社,2007.

MRI RF system fault diagnosis and analysis

/JI Jun, WANG Dan// China Medical Equipment,2012,9(11):98-99.

To grasp the best methods for the maintenance of the NMR RF system. According to the circuit diagram, we can analyze the circuit, reduce the scope of the faults and check the problem section for the change and fast repair.

Radio frequency system; Phased array technology; Radio frequency and high voltage power supply; Preamplifier

1672-8270(2012)11-0098-02

TH772.5

B

2012-03-23

①解放軍第305醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科 北京 100017

姬軍,男，(1970- ),博士，高級工程師。解放軍第305醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程科主任，南方醫(yī)科大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)碩士研究生導(dǎo)師，從事醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量測控、醫(yī)學(xué)電子學(xué)、智能醫(yī)療儀器、信號檢測與處理的研究工作。