以下文章來源于老王講技術(shù) ，作者DerekW
本文4335個字，8幅圖片，兩篇相關(guān)文章，建議閱讀時間30分鐘。
其實失超并不復(fù)雜，大家也不用害怕，各位操作老師需要做的是盡可能加強MRI使用的管理，避免誤操作或者老鼠咬裝修等可控的失超發(fā)生，也加強管理防止金屬物體進入磁體間，同時按照場地要求規(guī)范的標準避免大質(zhì)量的汽車接近磁體安全區(qū)域。
失超（Quench），名詞解釋是失去超導(dǎo)，這個現(xiàn)象一般指的是超導(dǎo)MRI系統(tǒng)主動、被動瞬間失去超導(dǎo)狀態(tài)的一個過程。
回顧之前老王講過的磁體的相關(guān)知識，每一臺MRI設(shè)備內(nèi)部的核心就是一個超導(dǎo)電磁鐵。為了保持磁鐵中心的磁場強度均勻，因此磁鐵一般做成空心狀，超導(dǎo)線圈在中空支架上纏繞。同時為了保證線圈處于超導(dǎo)狀態(tài)，磁體內(nèi)部溫度需要足夠低，目前主流磁體的內(nèi)部使用液氦作為冷卻液，液氦的溫度為4.215K, 約等于-269℃。
老王在勵磁一節(jié)中介紹了為了使主磁場加電流所需要的大致步驟，為了給電磁線圈充電使用了復(fù)雜的勵磁回路并且使用了專用工具。那么如果對于本身已經(jīng)有磁場的磁體因為某種原因要去掉磁場怎么辦呢？超導(dǎo)MRI磁體有兩種方式可以去掉磁場：
1. 退場，指的是同樣通過勵磁回路，可控的將電流通過加速器（Accelerator，一個很小的電阻，但是疊加了強大的散熱系統(tǒng)）緩慢的消耗掉的過程。一般來說超導(dǎo)磁體勵磁的時候需要將電擊棒插入磁體中，將勵磁回路引入主磁場，而勵磁結(jié)束后將電擊棒拔出。如果要退場，也需要重新將電擊棒插入磁體。
退場過程的優(yōu)點：
a.過程可控
b.液氦消耗比較小
c.對主線圈沒有損害
退場過程的缺點：
a.時間較為漫長，1.5T磁體大約需要1.5小時，3.0T磁體大約需要3小時
b.需要準備專用工具
c.一般需要重新將電擊棒插入磁體
2. 失超，失超的原理是主線圈中的一段或幾段發(fā)熱導(dǎo)致此處線圈溫度上升從而失去超導(dǎo)狀態(tài)產(chǎn)生電阻，而線圈中流過的大量電流通過這一段電阻后又產(chǎn)生大量的熱量加熱附近的線圈，從而引發(fā)連鎖反應(yīng)最終導(dǎo)致全部主線圈失去超導(dǎo)狀態(tài)并將電流轉(zhuǎn)換為熱量加熱液氦。
失超不需要獨立工具，依靠磁體自身就可以發(fā)生的物理現(xiàn)象，結(jié)果是電磁線圈中的電流瞬間消失，同時液氦大量揮發(fā)，揮發(fā)產(chǎn)生的氦氣通過失超管排向室外。失超后需要重新進行勵磁才能恢復(fù)主磁場強度。
我們知道液氦揮發(fā)變成氦氣體積膨脹大約700倍，失超后磁體中將近2000L液氦全部揮發(fā)變成氦氣全部通過失超管排出，大家可以簡單計算一下氣體排出的流量，因此失超發(fā)生后失超管會發(fā)生猛烈的低溫氦氣排放，這也是老王在前面場地準備知識里面不厭其煩的描述失超管以及圍欄的重要性的原因。
失超過程的優(yōu)點：
a. 過程瞬間完成
b.不需要專用工具
失超過程的缺點：
a.過程不可逆，一旦開始只能任其發(fā)生
b.失超過程消耗大量液氦。一般情況會消耗掉磁體內(nèi)全部的液氦
c.失超后需要更換爆破膜（后面專門介紹磁體的章節(jié)會詳細介紹原理）
d.一般需要經(jīng)過培訓(xùn)的高級工程師對磁體內(nèi)部進行除冰操作，此過程需要消耗大量高純度氦氣，并且費時費力（后面章節(jié)后面專門介紹磁體的章節(jié)會詳細介紹原理）。
e.有可能會損壞磁體。
失超分為主動失超和被動失超兩種：
1.主動失超，這里指的是按下矢超開關(guān)（Emergency Rump Down Unit, ERDU）后發(fā)生的失超。前面講過退場需要長時間的過程，同時還需要專用工具，在緊急情況時（如果不馬上退場會導(dǎo)致威脅人生命的情況發(fā)生），退場過程所需要的時間顯然是不能夠接受的，必須要迅速的采取行動，這個時候就需要使用到失超開關(guān)。失超開關(guān)按下之后會加熱磁體中的一個特殊的加熱器（Quench heater），這個加熱器可以主動的加熱一小段主線圈，從而引起連鎖反應(yīng)最終導(dǎo)致失超現(xiàn)象的發(fā)生。
b.磁體內(nèi)結(jié)冰，某些因素導(dǎo)致冷頭停止工作后冰融化掉落在主磁場線圈上引發(fā)熱量變化
c. 金屬物體吸入磁體引發(fā)失超
d. 磁體安全區(qū)域內(nèi)有大質(zhì)量的金屬物體運動引發(fā)失超
e. 失超開關(guān)實際上就是一個接觸開關(guān)，兩根導(dǎo)線接觸就會引發(fā)失超。
目前發(fā)生過的事故主要有下面兩種：
(1).墻面裝修打孔不小心直接打到失超線，引發(fā)了失超
(2). 老鼠咬失超線引發(fā)了失超
請各位老師一定要注意保護好失超開關(guān)以及失超線，尤其注意裝修和老鼠！！
f. 操作人員或者病人對矢超開關(guān)不理解導(dǎo)致誤觸發(fā)
還有一類失超比較特殊，它發(fā)生在新裝機的勵磁過程中。這種失超雖然不是可控的和完全可以預(yù)計的，但是由于勵磁操作過程工程師全程在場，可以第一時間更換爆破膜，多數(shù)情況只需要重新添加液氦就可以重新勵磁。而且由于磁體生產(chǎn)和運輸?shù)奶厥庠?，這種失超的發(fā)生對磁體日后的穩(wěn)定運行可能還是有利的，因此老王將其歸為第三類，我們將在下一節(jié)詳細進行描述。
1. 失超后需要更換爆破膜
爆破膜顧名思義是一個薄膜，它的作用是在發(fā)生失超的時候第一時間破損把氦氣排放出去。
超導(dǎo)MR系統(tǒng)中的液氦如果變成氣態(tài)體積膨脹大約700倍，封閉空間內(nèi)氣體迅速膨脹這個過程我們在日常生活中也能見到，就是炸彈爆炸，因此需要有失超管將氦氣排放出去避免造成更大的損害。
但是失超管只能起到導(dǎo)氣作用，平時沒有發(fā)生失超的時候我們并不希望磁體內(nèi)部與外界接通，這樣肯定會損失大量液氦，那么怎么做呢？
很簡單的方法就是在磁體和失超管之間加入一個可以破損的薄膜，正常情況下薄膜能夠起到密封作用，一旦磁體內(nèi)部壓力急劇增大的時候氦氣沖破薄膜，磁體內(nèi)部的高壓氣體通過破損的爆破膜順著失超管排出磁體。下圖描述了一個爆破膜的大致安裝位置。
每一個爆破膜都有一個可以極限壓力，在此壓力以下的時候保持密封狀態(tài)，一旦超過極限壓力爆破膜破損，比如某型超導(dǎo)MR磁體的爆破膜極限壓力為10PSI，意思是磁體內(nèi)外壓力差超導(dǎo)10PSI的時候爆破膜破損。
為什么說勵磁過程發(fā)生的失超不可怕，尤其是新裝機的超導(dǎo)磁共振，這種失超的發(fā)生對磁體日后的穩(wěn)定運行可能還是有利的。
首先回顧爆破膜和吹冰的操作，老王不厭其煩的重復(fù)說一件事，就是失超后盡快更換爆破膜，越早更換爆破膜，后續(xù)需要的操作也就越少，勵磁時候?qū)I(yè)工程師在場，因此可以第一時間更換爆破膜，很多時候可能不需要除冰操作。
這里給大家介紹一個平時很少聽說過的名詞—失超訓(xùn)練（Quench training）。既然失超并不是我們想看到的，那為什么還要訓(xùn)練呢？
首先失超訓(xùn)練是工廠生產(chǎn)超導(dǎo)MR磁體的一個步驟，老王介紹磁體的時候講過，磁體內(nèi)部是超導(dǎo)線圈浸泡在液氦中，工廠生產(chǎn)的時候是將超導(dǎo)線以一定順序纏繞在固定件上制作而成的。老王在介紹失超產(chǎn)生的原因時候提到過主磁場線圈不夠緊固，運行過程中相互間產(chǎn)生了摩擦可能會引發(fā)失超，對于新生產(chǎn)出來的磁體，線圈一般來說都不會特別的緊固，如果要使它變得更加緊固需要通過給線圈上電的方法，通過電磁場的相互吸引使其自然緊固。
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