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ElscintPrestige2T磁共振梯度系统故障分析
梯度功率放大器是现代磁共振设备的主要部件之一，它决定了扫描时间的长短，当今磁共振影像技术的高速发展，如快速梯度回波序列，EPI，3D血管成像等都离不开响应时间短且功率强大的梯度系统。然而，由于梯度系统有很多大功率元件，长时间大电流工作使得其故障率相比之下偏高，本文对该系统做一简要介绍，并就我院发生的故障进行分析，供同仁们参考。ElscintPrestige2T磁共振梯度系统采用美国COPLEY公司的265P型功率放大器，它是一种高性能电流控制放大系统，为梯度线圈提供强大的驱动电流。该系统是一种脉冲宽度调制功率放大器，具有很低的电源内阻损耗。它包含了三个相同的功率放大器分别控制XYZ三个梯度线圈，每个功率放大器含七块印刷电路板，分别是信号处理多路调制板，功率转换和逻辑板，及五块并联的相同功率驱动模块。磁共振在为病人扫描过程中突然中断，提示“CONTROLLERERROR”，横断面图像变为一条中央竖线。到设备间检查发现梯度柜中X轴“INHABIT”红灯亮，且错误指示灯中“OVERCURRENT”亮，说明X轴放大器因故障而切断高压。此时YZ轴INHABIT为绿灯，工作正常。由于平时偶尔也出现过类似现象，按INHABIT键即可，因此按了X轴INHABIT键，这时候就听到一声清脆的响声从墙角的射频滤波板处传来，INHABIT键马上又从绿灯跳回红灯，同时闻到一股焦味。关掉电源，将X轴在射频滤波板上的梯度滤波器拆下来检查，在两组对称分布的片状电容中C9(1.8nF)炸坏，用万用表测电阻只有3k，而另外一组电阻则为3M。焊下损坏电容，用酒精将电路板清理干净后用电吹风吹干，然后用相近电容值的钽电容替代(2000pF/2kV)，管脚尽量剪短后焊上，装上梯度滤波器，通电试机，按灭X轴INHABIT键红灯，绿灯亮，试扫水模，图像正常，未发现明显的图像扭曲和噪声。我院Prestige2T磁共振工作在81.26MHz的高频，极易受到各种因素的干扰，为了消除各种高频耦合和干扰，减少图像噪声，梯度功率放大器输出的三组梯度驱动电流在进入磁体间前先经过梯度滤波板。故障发生时正逢雨季，连续多日下雨造成机房湿度较高，因而使电容容易击穿，梯度功放过电流保护。我们据此准备了相近容量的各种电容，其后的一段时间里YZ轴也发生了多次类似的故障，且多发生于对称的C5和C9，换了2000pF/2kV电容后至今未发生问题，我个人认为该梯度滤波板在设计上存在缺陷，C5、C9这两个部件特别易击穿。由于找到替换电容，故每次均能在短时间里迅速修复，为医院节省了资金，并带来良好的社会效益。
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不同通气模式下呼吸机发射水平的研究
目的 电磁兼容问题是影响医用电气设备安全有效的重要因素之一.辐射发射是电磁兼容比较容易出问题的项目.研究呼吸机在不同通气模式下的辐射发射水平的差异,有助于规范呼吸机的电磁兼容检验方法,提高检测效率.方法 呼吸机的不同通气模式下的控制主要通过脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)信号调制加载在吸气阀和呼吸阀两端的电流,从而调节阀体开度实现.本研究一方面从理论方面分析了PWM信号调制阀体两端电流与辐射发射水平的关系,另一方面也进行了实际测试.结果 实验表明呼吸机在不同PWM调制电流下,辐射发射水平没有明显差异.理论分析也支持这一实验发现.结论 呼吸机在不同通气模式下,辐射发射水平基本相同.建议针对呼吸机发射水平的检验,可以只针对一种通气模式进行检验,而无需对所有模式都进行检验.
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远红外线治疗仪的温度控制
远红外线对人体具有温热效应和促进代谢等作用,对疼痛、 炎症反应等缓解和辅助治疗有明显疗效.为有效控制发热温度和红外线强度,远红外线治疗仪采用脉冲宽度调制(PMW)方式调节发热体中的电流值实现温度控制.对升温速度、 温度均匀性及温度挡位的测试结果表明,发热板上的温度波动在±3℃、 空间温度波动在±1.5℃,空间温度均匀性小于20％,说明PWM方式可实现远红外线治疗仪的有效控温.
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医疗车厢压力测控系统设计
目的:研制一种医疗车厢压力监控系统,应对生物战及生物恐怖袭击,解决生物战剂所致伤病员的紧急后送和途中救治问题.方法:利用1台仪表和1个变送器实现医疗车厢正、负压的测量显示与报警功能,采取脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)方式调节风机转速实现医疗车厢的压力控制.结果:该系统能够实现预期的要求,使医疗车厢在保证沿途环境不受污染的情况下能够通过生物战剂污染区运送伤病员,同时又能运送生物战剂所致伤病员和烈性传染病员.结论:该系统实现了医疗车厢过滤吸收器工作状态的在线监测,提高了伤病员救治的效率和可靠性,具有良好的军事效益.
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家庭药箱温湿度自动调控系统的设计
目的:针对药箱对温湿度精度要求高的特点,设计一种家庭药箱温湿度自动调控系统.方法:该系统主要由单片机控制电路(STM32F103)、步进电动机驱动器(DRV8834)、温湿度传感器(DHT11)、半导体制冷片(TEC)、微型加湿器、微型抽湿机、显示触摸屏和电源组成.通过将温湿度传感器所测量的温湿度数值反馈到主控制芯片,利用数字PID(proportion-integration-differentiation)算法及Smith预估算法计算相关参数,实时进行脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)来控制步进电动机驱动器的使能,从而驱动半导体制冷片、微型加湿器及微型抽湿机,对药箱内的温湿度进行实时调控.结果:该系统可将药箱内环境的温湿度实时自动调节到设定范围,温、湿度可设定范围分别为0～50℃、20％～90％.结论:该系统满足了药物存放环境对温湿度的严格要求,使药物的疗效得到了有效的保证,实用性较强.
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便携式医用正弦波逆变电源的设计
背景:目前市场上便携式医疗设备主要以锂电池供电为主,续航能力较弱,无法在野外长期工作.目的:为提高便携式医用设备供电电源的可靠性和续航能力,设计了高效、可靠、低成本的正弦波逆变器,详细阐述了设计方案,并制作了实验样机.方法:主电路由推挽升压变换器和单相逆变桥组成,采用高频变压器实现电压比调整和电气隔离,降低了噪声,提高了效率、减小了输出电压纹波.逆变器功率开关管采用了RCVD缓冲电路,确保逆变桥安全工作.控制部分采用集成脉宽调制芯片SG3524 和正弦函数发生芯片ICL8038 实现正弦波脉宽调制.结果与结论:实验样机体积减小到传统逆变器的1/4,效率达到86%,输出电压波形失真度小于5%,在复杂的工况下实现了220 V/50 Hz 的市电输出.逆变器可以使用蓄电池作为电源,简单可靠、易于调试.
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基于UC3842芯片的医用开关电源设计
以UC3842芯片为核心,提出了一种医用开关电源设计方案.首先阐述了UC3842的基本原理,在此基础上提出了单端反激开关电源的原理和设计方法.UC3842是Unitorde公司推出的电流型脉宽调制器,该调制器单端输出,可以直接驱动坝极型功率管或场效应管,适用于无工频变压器的20～80W小功率开关电源的设计.文章介绍的设计方案采用单端反激式结构,实现宽电压输入,稳定的直流输出,具有输入纹波小,输出稳定,体积小,质量轻,效率高,电磁兼容好等优点,能够很好地满足医疗设备供电需求.
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高频高压发生器逆变电路的控制方法
高频高压发生器是x线设备的核心部件之一.根据西班牙SEDECAL、美国QUANTUM、日本SHIMADZU与加拿大CPI四大公司生产的高频高压发生器的高压主回路逆变电路,结合高频高压发生器主电路的结构,分析了串联谐振逆变电路的各种控制方式及特点.它将为该类设备的维修、维护提供相应的技术指导.
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基于脉冲宽度调制电流控制的热电偶碰焊机设计
介绍了检测实验室对热电偶焊接的要求，并根据CTL程序文件CTL-OP 108、109设计了一种基于脉冲宽度调制电流控制的热电偶焊接机。本设计成本低廉、实用方便、标准符合性高，为检测类实验室提供了一种较好的热电偶焊接手段。
