NMR是指物质磁性和磁场相关的共振现象，在外磁场的作用下，某些绕主磁场进动的自旋质子（包括人体中的氢质子）在短暂的射频电波作用下，进动角增大，当射频电波停止后，那些质子又会逐渐恢复到原来的状态，并同时释放与激励波频率相同的射频信号，这一物理现象被称为核磁共振^[1]。

       与其他成像设备相比，MRI的特殊之处在于无辐射，提供信息量大，对于MRI技师来说，提高设备的完好率，降低使用成本，积极的维护保养设备，减少其故障率，变得尤为重要^[2]。

       在实际工作中对其维修与保养，都要掌握一定的磁共振理论知识，并对机器工作原理有所了解。先就以下二个故障现象，浅谈相关系统的工作原理及维护。

1　故障一

1.1　故障现象

       患者扫描序列正在进行时，序列突然中断，不予扫描，计算机系统界面任务栏系统管理(System Manager）里的外围卡（Periphery）提示初级水温（Primary Water Temperature) 23.7 ℃。计算机系统重启，大约5 min后，中断序列可完成扫描；更换患者后，定位序列不给扫描，系统大关机，即关闭计算机系统、对话筒及机房机架电源，重新开机，计算机仍不能扫描。

1.2　故障分析

       冷水系统（Cooling system）是先将内外循环水降到一定温度，然后由这些水进入MR交换机中吸热，最后这些热量再进入水冷机中进行降温，后再进入磁共振设备，冷却水不停的循环降温的过程。当温度传感器接收冷却压缩机散热结构内的循环水温度时，开始启动制冷，这样氦压缩机能保持在一个正常、稳定的温度范围内，磁共振机才能得到正常工作。冷水系统制冷环节必须要做到定期检测压力、清洗冷凝器和散热片并检查机器周围的干净度，以防杂物遗留。还需检查系统内的水的压力，要定期清洗过滤器，否则氦压缩机容易产生污垢，导致散热不良^[3]。

       根据计算机系统提示与故障现象，首先考虑射频，外水冷系统等因素造成，故对设备间相关部件进行检测。检测结果：射频系统无报错现象，外水冷温度显示23.7 ℃ （正常Primary Water Temperature是10℃左右），警示灯出现。根据水冷机的报警灯闪烁，液氦压缩机停止工作两个现象，结合冷水系统的工作原理，检查连接制冷系统的压缩机，发现压缩机铜管破裂，氟利昂泄露，制冷停止，水循环不畅，导致外水冷的温度无法下降。根据计算机系统的两个报错信息，有两个重要的提示，一是接收到的MR信号太低；二是发射小信号的参考幅值无法确定。初级冷却系统是超导型核磁共振正常运行的重要保障，而冷水机是磁共振冷却系统的重要部件^[4]。

1.3　故障排除

       根据制冷系统的工作原理可以知道，磁共振氦压缩机通过升压提高氦气的温度，高温氦气与内水冷的冷却水交换能量，从而降低氦气的温度；内外水冷系统的水一直循环，从而将氦气的温度逐级降低。经测试检查，确定是压缩机故障。第一步，用压力表测制冷剂储气罐压力，发现压力低于正常值，说明制冷剂泄漏。第二步，涂抹肥皂水查找漏气点，焊接好铜管，补充氟利昂。冷水系统恢复制冷工作，Primary Water Temperature降至10℃以下，磁共振设备恢复正常扫描。

2　故障二

2.1　故障现象

       扫描过程中频繁出现序列突然中断，计算机系统重启，很少可以完成扫描，射频系统、梯度系统、数据重建系统以及计算机系统关机重启，大部分可完成扫描。计算机系统提示：射频安全出错，硬件出错，振幅器自动测试失败，扫描仪无法工作。

       计算机系统弹出提示：RF Safety Watchdog error. Hardware error the Power Absorption Limiter selftest failed. Scanner is not ready for measurement. TxK2304 unit warning: CH0: PID_IM_SAT_PID. Retry measurement.

       计算机系统Message text提示：The resonance frequency has not been determined. The application measurement is prohibited. Please invalidate all adjustments in the manual adjustment platform and perform a frequency adjustment.

       Transmitter adjustment did not converge. The transmitter reference amplitude could not be determined. Adjustment measurement was aborted. Please retry, reboot syngo MR. If the problem still persists, please use the manual adjustment platform for further analysis.

       Adjustment did not converge. Received MR signal was too low. Please check patient positioning, coil selection, and adjustment volume.

       根据我科购买的线圈种类，测试现有的线圈使用情况，发现安装在床内的Tim技术中的脊柱Spine 32通道线圈均可使用；头颈Head/Neck 20通道线圈仅线圈的下半部分单元HE3、HE4、NE2 （安装在检查床内）正常，上半部分单元HE1、HE2、NE1失效；余腹部Body 18通道相控阵线圈，双下肢Peripheral Angio 36通道线圈，膝关节TxRx knee 15通道线圈，上肢关节Flex Small/Large4通道线圈均不能使用。

2.2　故障分析

       此设备的射频系统是安装在磁体里面，主要由谱仪柜、射频功率放大器及RF线圈组成^[5]。射频系统（RF system）是用来发射射频磁场，激发被检物的磁化强度，从而产生磁共振，于此同时，接收被检物产生磁共振后发射出来的信号，进行放大、混频、模数转换等等处理，将得到数字化原始数据进行图像重建的作用^[6]。它要根据操作员扫描序列的设定，发射各种不同反转角的射频强度，并接收扫描范围内氢质子的共振信号。它包含两块，即发射射频磁场和接收射频信号。前者由发射线圈和发射通道组成。后者由接收线圈和接收通道组成。

       道要让体内的成像分子受射频激发而产生弛豫现象，必须要有足够的射频能量（RF Pulse）发送到发射线圈(Body Coil)，这个过程包含了射频小信号的发生器、射频功率放大器、射频发射线圈，任何一部分出问题，都会导致MRI信号接收不到。典型情况是射频放大器的小信号完全丢失或者幅值不够，都会导致射频功率放大器的输出功率不足。根据计算机系统的两个报错信息，有两个重要的提示，一是接收到的MR信号太低；二是发射小信号的参考幅值无法确定。结合第二条系统提示，可以考虑射频的小信号输出有问题。

2.3　故障排除

       首先，做射频测试，测试序列给射频小信号发生器一定幅值的输出，在射频的多个部件的测试点采样到各个部件的输出功率，得出各个测试点的测试结果。其次，做射频曲线校正，校正序列会让射频功率放大器根据输入信号调整相应的输出功率，直至射频放大器得到最大输出功率，在3.0 T系统里最大输出功率为28 kW。

       通过以上两步互相验证发现，射频的其中一个部件射频回路有故障，相应的测试点显示功率不足，从而得知该部件的射频小信号输出故障。由于现代新型的发射线圈由高功率的射频功率放大器供能，所发射的脉冲强度很大^[7,8]。射频小信号的发生器幅值不够将导致激发相控阵线圈、TxRx收发两用线圈的能量不足^[9]，无法激活整个通道，以致腹部Body18通道相控阵线圈、双下肢Peripheral Angio 36通道线圈、膝关节TxRx knee 15通道线圈、上肢关节Flex Small/Large4通道线圈、头颈Head/Neck 20通道线圈上半部分单元HE1，HE2，NE1无法使用。

       更换射频柜中射频小信号输出的故障电路板，所有线圈通道正常使用。

3　总结

       磁共振成像仪的故障可大可小，综上两个系统故障，直接导致磁共振仪的成像无法继续。各级外水冷的故障，影响着磁共振仪的内水冷系统，内水冷直接影响磁体液氦的制冷工作，工作中容易忽视外水冷的故障，若强制检查，将导致液氦急剧下降，失超是最可怕的后果，耗资耗时又耗力。因此，了解设备硬件正常工作状态与基础硬件故障情况，是一名MRI技师应该具备的技能^[1]。