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超导型磁共振的维护管理与质量控制

发表时间：2020/8/3 来源：《文化时代》2020年5期作者：田野许飞

[导读] 超导型磁共振现在正被广泛运用在许多行业，但其维护管理及质量控制，现今仍没有具体的实施方式。为使超导型磁共振更好地进行运行，本文对其维护管理及质量控制方案进一步进行研究，结合其固定又灵活、编程简单、高度运算、备有可自由选择等特点进行研究及改善，以满足超导型磁共振的各种需要。

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        摘要：超导型磁共振现在正被广泛运用在许多行业，但其维护管理及质量控制，现今仍没有具体的实施方式。为使超导型磁共振更好地进行运行，本文对其维护管理及质量控制方案进一步进行研究，结合其固定又灵活、编程简单、高度运算、备有可自由选择等特点进行研究及改善，以满足超导型磁共振的各种需要。
        关键词：超导型磁共振；维护管理；质量控制


1引言
        磁共振（NMR）是指核磁矩不为零的核，在外磁场的作用下，核自旋能级发生塞曼分裂，共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程。核磁共振虽然是波谱学的一个分支，而且自然界核磁矩不为零的核有很多种，但是大部分临床医学中磁共振成像的对象都是氢核，而且氢核构造简单。磁共振是在固体微观量子理论和无线电微波电子学技术发展的基础上诞生的，磁共振带给人们更好的几部，不管是在物理、化学，还是生物上，磁共振以其独有的特征带给人们更好的磁体体验。在本次的维护管理与质量控制中，首先是维护管理与质量控制方案的设计。而超导型磁共振作为一种新型的、通用的磁体，其优点已在上面关于超导型磁共振的介绍中提到，其强大的功能性和可靠性在超导型磁共振领域中得到大规模应用。超导型磁共振在现代工业生产中得到大规模使用，但是它维护管理与质量控制方案至今并没有被完善。
        维护管理与质量控制的总体思想是通过以超导型磁共振作为超导，来控制与磁体相连的磁共振，进而实现维护管理与质量控制目的。磁体里有超导型磁共振的工作状态，当超导型磁共振需要工作时，有超导型磁共振发出工作指令并输出信号，而超导型磁共振的输出端与磁体的磁场分别相连。所有的磁共振必须经过射频系统限制磁场后才能接入到超导体的端口上，所以，射频系统的参数决定超导体的速度和方向。
        2超导型磁共振维护管理与质量控制现状
        随着现代社会高科技术的发展和医疗检测、诊断水平的提高，磁共振成像技术正在该领域扮演着越来越重要的角色。磁共振成像技术能够创造人体内不同的软组织之间的对比度，对于很大范围的组织特性它都有敏感性。它被公认为一种强大的能够对人体内部结构实现可视化且没有伤害的断层成像技术。但是它的实现和应用的先决条件就是一定空间内稳定、均匀的强磁场环境，目前临床MRI系统上的强磁场环境的产生很多使用超导磁体。虽然超导磁体在设计阶段一般都有严格的设计要求，但是因为制造公差以及安装环境等因素的影响难以达到现在人们对MRI成像越来越高的标准和要求，因此需要用到相关的匀场技术提高目标区域内磁场的均匀度。磁共振成像系统的匀场一般分为有源匀场技术和无源匀场技术，它们各自有着自己的优势以及缺点并且通常被同时用来提高目标空间磁场的均匀度。近20年来，随着超导技术、磁体技术、低温技术、电子技术和计算机科学等相关技术的进步，磁共振成像设备得到了飞速发展。如今，超导型高场强磁共振系统已成为现代医学影像领域中最先进、最昂贵的诊断设备逐步进入大医院。但是，超导型磁共振成像扫描装置对工作环境要求高，并且磁场的均匀度和稳定性受周围环境影响较大。超导型磁共振的控制系统工作流程是一个循环过程：在需要超导型磁共振工作之前，系统保持静止状态，此时准备好启动。

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        3超导型磁共振的维护管理与质量控制方式
        3.1 磁共振调试
        在磁共振调试之前，首先需要保证磁共振之间的连接是正确的。有以下一些需要注意的地方：第一个是磁共振之间的连接距离，不能太近，而是应当留有一定的距离，合适的距离有利于以后的后期工作，包括日常的检查工作，以及磁场出故障时的维修工作，这些工作都需要磁共振之间留有一定的间距，此外，磁共振之间留有一定的间距，还可以为以后磁场的修改或调整等工作留有一定的余地。第二个是磁场的安全问题，就是磁场的接地问题，接地良好是磁场正常运行的前提。第三个是模块安装中的问题，在模块安装过程中，首先要检查各个接触点是否都按要求连接了，是否接触良好，此外，处理单元的稳定性也需要一一确认，不容忽视，确认这些基本安装工作后，再确认模块安装的是否稳固，是否有松动。在确认磁共振按照要求安装好之后，才能进行后续的磁共振调试工作。磁共振调试工作的第一个步骤是，绝缘调试，第二个步骤是共振调试。绝缘调试，就是磁场不进行共振的情况下所进行的调试。首先，列出一张MgB2超导磁体清单，检查磁共振设施中的每个MgB2超导磁体是否与清单吻合，此外，确认每个MgB2超导磁体的连接顺序是否正确无误，在完成MgB2超导磁体的检查后，就是磁场的检查，可以通过多种方式来检查磁场是否连接正确，以排除绝缘，错接等情况。在完成绝缘调试后，就可以进行调试的第二个步骤了，即共振调试。在共振前，首先要保障磁场是否正确，再进行共振。共振后，首先检查磁场运行是否稳定，设备是否运行稳定，待系统运行稳定后，再进行以下调试工作，测试磁参数是否在合理范围内。
        3.2 性能调试
        因为能力所限，重点开展了对磁体的设计。超导磁体设计最为重要的是满足磁场的要求，包括它在空间的分布和随时间的变化。因此，磁体设计要提出的磁场参数是磁体中心点的磁场强度、所要求的一定空间内磁场均匀度和磁场稳定度。如本文设计的磁体要求是在制冷机冷却条件下（10-20K）磁体中心场强达到0.6T。当电流逐渐增加时，带材经历了由超导态到失超态的转变。在超导态时带材压降几乎为零，当电流大于某一临界电流时，超导带上产生压降，超导带材开始失超。而随着拉力的增加，临界电流呈缓慢下降趋势。带材的弹性形变终点为102MPa，当拉力大于弹性形变区终点后，临界电流发生显著变化。当强度达167 MPa时，完全失去超导状态，带材满足欧姆定律。分析其原因，热处理后的带材会变脆，在拉拔过程中，带材出现裂纹。随着载荷增加，裂纹会增加并生长。


        参考文献：
        [1]MRI常见问题分析及维修方法探究[J].何世强，黄泽. 中国医疗器械信息.2017（11）
        [2]医用核磁共振成像系统的风险故障分析及维护保养[J].邓雪琰. 中国医药科学.2016（03）
        [3]MRI质量控制和维护保养管理[J].刘阳萍，赖峰，何思中，匡铭. 医疗装备.2015（17）