经颅磁刺激仪常见故障分析与维修管理策略

朱兴广，白丽娟，贾梦帆，王晓安

（北京回龙观医院，北京 100096）

0 引言

经颅磁刺激治疗作为一种操作简单、安全性较高的无创治疗技术，被广泛应用于认知神经学研究中[1-2]。目前，经颅磁刺激治疗方法在治疗抑郁症、精神分裂症阴阳性症状、失眠及幻听等方面的效果已经得到了广泛认可[3-6]。我院于2013 年配备经颅磁刺激仪用于精神疾病患者的临床治疗。本文通过对2018—2022 年我院经颅磁刺激仪使用过程中遇到的故障进行分析，梳理设备常见故障及原因，并对典型故障排除方法进行总结，为设备日常管理与检修提供建议与思路，以提高经颅磁刺激仪的临床使用率。

1 经颅磁刺激仪工作原理与结构组成

经颅磁刺激仪工作原理是通过高压大容量电容向刺激线圈放电，利用高强度脉冲电流产生脉冲磁场，改变颅内皮层神经细胞膜电位，产生感应电流，影响脑内代谢和神经活动，从而产生一系列的生理、生化反应[7-8]。

如图1 所示，经颅磁刺激仪主要由控制系统、刺激系统、冷却系统3 个部分组成[9]。其中控制系统主要包括患者信息管理、刺激方案管理、设备管理3 个模块，用于完成主机的启动自检，状态监测与保护，输出强度、频率等刺激方案编程及记录，查看患者基本信息和就诊信息。刺激系统主要包括高压控制模块、升压模块、功率因数调节模块、刺激线圈等部分，主要功能是为高压储能电容充放电，通过刺激线圈发送磁场刺激以实现治疗目的。冷却系统主要包括液体散热模块和流量控制模块等，通过冷却泵驱动冷却液在循环管路中循环，并利用风扇使冷却液散热以达到刺激线圈表面散热的目的。

图1 经颅磁刺激仪基本结构

2 常见故障分析与维护管理

2.1 常见故障分析

2018—2022 年我院在用经颅磁刺激仪共记录维修案例38 例，其中控制系统故障15 例、刺激系统故障3 例、冷却系统故障11 例、其他故障9 例，如图2 所示。控制系统故障中，硬件故障6 例，包括计算机硬盘损坏1 例、主板电池耗尽1 例、USB 接口接触不良4 例；软件故障8 例，包括刺激次数超限4例、刺激次数统计错误2 例、治疗方案丢失1 例、软件误删除1 例；系统设置错误1 例，具体表现为本地连接未打开。刺激系统故障中，主电容故障1 例，表现为电容容量降低；升压模块故障2 例，表现为绝缘栅场效应管（insulate-gate bipolar transistor，IGBT）损坏。冷却系统故障中，误报警7 例；循环管路故障3 例，包括管路堵塞2 例、管路漏液1 例；监测控制模块故障1 例，表现为连接线接触不良。其他故障中，支架故障6 例，包括支架卡顿4 例、无法固定2例；转向轮故障1 例，表现为转向轮破损；电源故障2 例，包括电源开关未打开1 例、电源线损坏1 例。

对设备维修案例进行分析，造成设备故障的主要原因包括长时间使用后USB 接口松动、支架损耗，人为或设计固有缺陷引起的数据库及软件报错、流量控制误报警。进一步使用鱼骨图分析方法对设备故障原因进行分析[10]（如图3 所示），引起设备故障的原因主要包括设备本身的设计缺陷、使用损耗，使用管理人员的操作使用和维护管理不到位，设备工作环境差等。

图3 经颅磁刺激仪常见故障原因鱼骨图分析

2.2 日常维护管理策略

我院目前在用经颅磁刺激仪共24 台，设备整体质量可靠且日常维护保养及时，设备故障率保持较低水平，但设备维护管理仍有改进空间。根据图3 对常见故障原因的分析，在经颅磁刺激仪日常管理使用过程中提出以下建议：（1）设备操作使用人员尽量固定，避免因人员不熟悉设备操作方法导致设备出现故障。（2）加强设备使用规范化培训，确保操作人员熟悉设备使用流程，避免非正常开关机和误操作软件导致系统损坏、文件丢失、配置错误等故障。（3）停止治疗后刺激拍应放置在机箱刺激拍悬挂处，避免长时间放置在支架上引起支架物理损耗。（4）加强设备日常维护保养，保养过程中注重设备本身的冷却系统及除尘，同时关注设备的工作环境，确保设备工作环境整洁、温度适宜[9]。

3 典型故障检修流程

3.1 流量控制报警

3.1.1 故障现象

设备正常开机，软件正常启动，开始治疗时或治疗过程中系统报错“0010000000”（流量控制故障），如图4（a）所示。期间，我院共收集到流量控制报警10 例，包含误报警7 例、管路堵塞2 例、流量监测控制板连接线接触不良1 例。管路堵塞包含刺激器与主机接口处堵塞1 例[如图4（b）所示]，储液盒中过滤器堵塞1 例[如图4（c）所示]。

图4 流量控制报警及故障现象

3.1.2 故障分析

当设备报“0010000000”错误时，表明设备流量控制故障，提示冷却系统故障，循环冷却液流速监测异常。对冷却系统功能及结构进行分析，流量控制报警可能由以下几个方面引起：（1）流量监测模块误报警，设备长时间使用后流量监测模块会出现误报警（该情况厂家升级冷却系统控制板后已解决）；（2）冷却液缺少导致冷却循环系统管路内冷却液不足造成流量减小；（3）冷却液过滤器堵塞导致流量减小；（4）冷却循环管路堵塞导致流量减小；（5）冷却泵故障导致性能下降引起流量减小或停止工作；（6）冷却系统控制板故障导致冷却泵停止工作或流量监测异常；（7）电源控制模块故障导致冷却系统供电异常引起故障。

3.1.3 故障检修

流量控制故障报警通常由冷却系统故障引起。故障排除时首先查看冷却循环泵是否工作，若循环泵工作则重点排查冷却液循环管路故障，否则重点排查控制电路故障。流量控制报警故障检修流程如图5 所示，其中管路堵塞重点关注过滤器、刺激线圈与主机接口连接处等关键部位，电源模块及监测模块排查首先查看各线路接头是否有松动等接触不良情况。

图5 流量控制报警检修流程图

3.2 磁场无输出

3.2.1 故障现象

设备开机正常，软件启动正常，开始治疗时或治疗过程中设备没有磁场输出，线圈未正常工作（正常工作时线圈轻微震动并发出“啪啪”响声）且没有报错。统计期间，我院共出现此类故障7 例，其中4例为长时间使用后USB 接口接触不良引起，1 例为主电容容值降低（80 μF）引起，2 例为主模板升压模块IGBT 损坏引起。

3.2.2 故障分析

由于电流的大小决定刺激线圈输出磁场的强弱，因此设备无磁场输出表明线圈无电流流过或电流过小。刺激线圈无磁场输出的原因包括：（1）计算机与控制板通信故障，导致刺激触发信号无法传输；（2）线圈供电电路板故障导致刺激系统无法产生高压脉冲；（3）控制板故障导致触发信号传输异常；（4）刺激拍故障导致线圈无法产生强时变磁场。

3.2.3 故障检修

引起设备无触发的原因较多，故障排除时首先排除通信故障，其次检查刺激拍线路是否有断裂。由于设备使用过程中刺激拍头部旋转频繁，首先查看拍头连接处高压线是否断裂及接头是否老化引起接触不良。排除通信故障和刺激拍故障后，重点关注主电容容值是否衰减[正常容值为140×（1±5%）μF]、32 A 熔断丝是否熔断、升压模块IGBT 场效应管是否正常、可控硅组件是否正常；其次判断控制板中供电电源、16 A 熔断丝是否正常。设备无输出故障检修流程如图6 所示。

图6 设备无输出故障检修流程图

4 小结

我院在用经颅磁刺激仪大部分故障是由长时间使用造成支架、转向轮、循环管路老化，接口接触不良引起，也存在由于操作不熟练造成的本地连接未打开、治疗方案丢失等原因导致设备无法正常使用。因此，在经颅磁刺激仪日常使用过程中要进一步加强规范化使用培训和日常维护保养，尽可能延长设备使用寿命，不断提高设备使用率。