以下文章來(lái)源于老王講技術(shù) ，作者DerekW
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其實(shí)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(qiáng)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(qiáng)管理防止金屬物體進(jìn)入磁體間，同時(shí)按照?qǐng)龅匾笠?guī)范的標(biāo)準(zhǔn)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(gè)現(xiàn)象一般指的是超導(dǎo)MRI系統(tǒng)主動(dòng)、被動(dòng)瞬間失去超導(dǎo)狀態(tài)的一個(gè)過(guò)程。
回顧之前老王講過(guò)的磁體的相關(guān)知識(shí)，每一臺(tái)MRI設(shè)備內(nèi)部的核心就是一個(gè)超導(dǎo)電磁鐵。為了保持磁鐵中心的磁場(chǎng)強(qiáng)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(shí)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(lì)磁一節(jié)中介紹了為了使主磁場(chǎng)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(lì)磁回路并且使用了專用工具。那么如果對(duì)于本身已經(jīng)有磁場(chǎng)的磁體因?yàn)槟撤N原因要去掉磁場(chǎng)怎么辦呢？超導(dǎo)MRI磁體有兩種方式可以去掉磁場(chǎng)：
1. 退場(chǎng)，指的是同樣通過(guò)勵(lì)磁回路，可控的將電流通過(guò)加速器（Accelerator，一個(gè)很小的電阻，但是疊加了強(qiáng)大的散熱系統(tǒng)）緩慢的消耗掉的過(guò)程。一般來(lái)說(shuō)超導(dǎo)磁體勵(lì)磁的時(shí)候需要將電擊棒插入磁體中，將勵(lì)磁回路引入主磁場(chǎng)，而勵(lì)磁結(jié)束后將電擊棒拔出。如果要退場(chǎng)，也需要重新將電擊棒插入磁體。
退場(chǎng)過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)：
a.過(guò)程可控
b.液氦消耗比較小
c.對(duì)主線圈沒有損害
退場(chǎng)過(guò)程的缺點(diǎn)：
a.時(shí)間較為漫長(zhǎng)，1.5T磁體大約需要1.5小時(shí)，3.0T磁體大約需要3小時(shí)
b.需要準(zhǔn)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(guò)的大量電流通過(guò)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(dú)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(shí)液氦大量揮發(fā)，揮發(fā)產(chǎn)生的氦氣通過(guò)失超管排向室外。失超后需要重新進(jìn)行勵(lì)磁才能恢復(fù)主磁場(chǎng)強(qiáng)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(guò)失超管排出，大家可以簡(jiǎn)單計(jì)算一下氣體排出的流量，因此失超發(fā)生后失超管會(huì)發(fā)生猛烈的低溫氦氣排放，這也是老王在前面場(chǎng)地準(zhǔn)備知識(shí)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(guò)程的優(yōu)點(diǎn)：
a. 過(guò)程瞬間完成
b.不需要專用工具
失超過(guò)程的缺點(diǎn)：
a.過(guò)程不可逆，一旦開始只能任其發(fā)生
b.失超過(guò)程消耗大量液氦。一般情況會(huì)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(huì)詳細(xì)介紹原理）
d.一般需要經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的高級(jí)工程師對(duì)磁體內(nèi)部進(jìn)行除冰操作，此過(guò)程需要消耗大量高純度氦氣，并且費(fèi)時(shí)費(fèi)力（后面章節(jié)后面專門介紹磁體的章節(jié)會(huì)詳細(xì)介紹原理）。
e.有可能會(huì)損壞磁體。
失超分為主動(dòng)失超和被動(dòng)失超兩種：
1.主動(dòng)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(guò)退場(chǎng)需要長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)程，同時(shí)還需要專用工具，在緊急情況時(shí)（如果不馬上退場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致威脅人生命的情況發(fā)生），退場(chǎng)過(guò)程所需要的時(shí)間顯然是不能夠接受的，必須要迅速的采取行動(dòng)，這個(gè)時(shí)候就需要使用到失超開關(guān)。失超開關(guān)按下之后會(huì)加熱磁體中的一個(gè)特殊的加熱器（Quench heater），這個(gè)加熱器可以主動(dòng)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(chǎng)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(yùn)動(dòng)引發(fā)失超
e. 失超開關(guān)實(shí)際上就是一個(gè)接觸開關(guān)，兩根導(dǎo)線接觸就會(huì)引發(fā)失超。
目前發(fā)生過(guò)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(qǐng)各位老師一定要注意保護(hù)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(duì)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(jī)的勵(lì)磁過(guò)程中。這種失超雖然不是可控的和完全可以預(yù)計(jì)的，但是由于勵(lì)磁操作過(guò)程工程師全程在場(chǎng)，可以第一時(shí)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(lì)磁。而且由于磁體生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)奶厥庠?，這種失超的發(fā)生對(duì)磁體日后的穩(wěn)定運(yùn)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(xì)進(jìn)行描述。
1. 失超后需要更換爆破膜
爆破膜顧名思義是一個(gè)薄膜，它的作用是在發(fā)生失超的時(shí)候第一時(shí)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(gè)過(guò)程我們?cè)谌粘Ｉ钪幸材芤姷?，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(shí)沒有發(fā)生失超的時(shí)候我們并不希望磁體內(nèi)部與外界接通，這樣肯定會(huì)損失大量液氦，那么怎么做呢？
很簡(jiǎn)單的方法就是在磁體和失超管之間加入一個(gè)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(shí)候氦氣沖破薄膜，磁體內(nèi)部的高壓氣體通過(guò)破損的爆破膜順著失超管排出磁體。下圖描述了一個(gè)爆破膜的大致安裝位置。
每一個(gè)爆破膜都有一個(gè)可以極限壓力，在此壓力以下的時(shí)候保持密封狀態(tài)，一旦超過(guò)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(shí)候爆破膜破損。
為什么說(shuō)勵(lì)磁過(guò)程發(fā)生的失超不可怕，尤其是新裝機(jī)的超導(dǎo)磁共振，這種失超的發(fā)生對(duì)磁體日后的穩(wěn)定運(yùn)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(shuō)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(lì)磁時(shí)候?qū)I(yè)工程師在場(chǎng)，因此可以第一時(shí)間更換爆破膜，很多時(shí)候可能不需要除冰操作。
這里給大家介紹一個(gè)平時(shí)很少聽說(shuō)過(guò)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(gè)步驟，老王介紹磁體的時(shí)候講過(guò)，磁體內(nèi)部是超導(dǎo)線圈浸泡在液氦中，工廠生產(chǎn)的時(shí)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(shí)候提到過(guò)主磁場(chǎng)線圈不夠緊固，運(yùn)行過(guò)程中相互間產(chǎn)生了摩擦可能會(huì)引發(fā)失超，對(duì)于新生產(chǎn)出來(lái)的磁體，線圈一般來(lái)說(shuō)都不會(huì)特別的緊固，如果要使它變得更加緊固需要通過(guò)給線圈上電的方法，通過(guò)電磁場(chǎng)的相互吸引使其自然緊固。
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