射頻系統是磁共振設備中最基本的部分，包括發射和接收二部分，由于該部分電路部件多，大功率觸點多，而且切換頻繁，觸點易損壞，出現故障的幾率相對大一些。當射頻系統中任一環節出現問題時，都會使整個設備完全癱瘓，連最基本、最簡單的任務也不能完成。因此對排除這方面的故障進行分析總結，有利于提高排除故障的能力，有較大的現實意義。

一、射頻系統的原理和組成

磁共振射頻系統主要任務是產生射頻脈沖用于激發自旋，同時接收激發的自旋的射頻信號即MR信號，對其放大后再進行數字化及進一步處理。下面以我院的Elscint/GEPrestige

2T磁共振為例，說明射頻系統的組成。MRI設備的射頻系統由電子控制柜中的發射接收單元、射頻放大機、射頻線圈和射頻開關盒等組成。

發射接收單元包含發射接收接口板SBIF、合成板Syn2thesizer、發射板XMTR和四塊接收板RCVR，SBIF板不僅作為主機和發射接收單元的接口，還產生2.5MHz的發射器調幅信號；合成板Synthesizer提供發射接收單元所需各種頻率和時鐘信號；發射板SMTR根據所要完成的掃描任務和成像人體的具體情況產生射頻信號，作為射頻放大機的輸入信號；接收板RCVR將所得到的高頻磁共振信號轉化為低頻信號，再經模數轉換變為數字信號。

射頻放大機將發射單元提供的小射頻信號進行放大，產生強大的射頻脈沖經頭線圈、體線圈和膝關節線圈對成像組織進行激勵。磁共振的射頻放大機采用美國ETO公司20kW全自動射頻放大機，在中心頻率81.27MHz處能產生73dB的增益，它通過一個三級固態驅動器驅動一個兩級的柵級接地的真空管放大器。

射頻線圈有發射和接收兩個基本功能，除了頭線圈、體線圈和膝關節三個主動線圈外，還配備了頭頸聯合線圈、腰椎線圈、盆腔線圈、相控陣線圈等被動線圈，被動線圈都是由體線圈激勵。

射頻開關盒是射頻系統的一個重要部分，不僅根據要求選擇相應的線圈，還控制并切換射頻的發射和接收通道。它包括射頻發射開關Transmit Switch、接收開關ReceiveSwitch、正交混合器Quadrature Hybrid、接收通道矩陣ReceiveChannelMatrix、繼電器Relay K1、K2、K3等。射頻發射開關的功能是在發射狀態導通，而在接收狀態下截止。正交混合器在發射狀態將射頻能量分為0度和90度兩路，用于激勵正交極化線圈；在接收狀態下將線圈接收到的兩路正交信號融合為一路射頻信號輸出。接收開關是接收通道的第一級，與射頻線圈的接收天線相連，在接收狀態二極管導通使天線和線圈內的低噪聲前置放大LNA接通，在發射狀態二極管截止，使LNA與很高的射頻隔離。接收通道矩陣是十二通道開關矩陣電路，決定了各線圈與接收電路的連接方式，同時還對接收的射頻信號進行約11dB增益的放大。

二、常見射頻通道故障的分析排除

射頻系統出現故障，一般表現在每個新病人作的射頻校正失敗，常提示沒有射頻信號。有時當系統沒有徹底損壞時，常表現為射頻校正值較大改變，也就意味著射頻功率增加，同時射頻放大機常出現過熱保護等。

2.1、發射線圈故障

我院ElscintPrestigeMR曾出現體線圈及所有被動線圈先是射頻校正值逐漸增大，到最后徹底無法掃描的故障，換上頭線圈可以正常工作，因此排除了公用通道如射頻發射開關、射頻放大機的問題，經用頻譜儀對體線圈進行檢測，發現體線圈有一路中心頻率明顯變化，而且根本調整不過來，因此判斷有元器件損壞。把體線圈抬出來檢查發現，有一路通道的電容脫焊，大功率射頻由于接觸不良在此打火，同時不斷增大的功率將該路的大功率二極管燒壞，徹底無法掃描。將電容焊好，更換二極管后故障排除。

在對磁共振射頻系統進行故障維修時，首先要利用設備的維修診斷軟件和一些測試序列，用不同線圈對水模進行一些基本掃描，初步判斷是線圈本身問題還是發射接收問題，例如頭線圈掃描出現故障，應馬上用體線圈作一掃描，若體線圈正常，則可以排除公用通道如射頻發射開關、射頻放大機的問題，重點檢查頭線圈本身和相關通道；若體線圈也不正常，就要考慮公用通道發射開關、射頻放大機以及接收通道問題。

2.2、正交混合器QH故障

我院磁共振曾發生體線圈及所有被動線圈先是射頻校正值逐漸增大，到最后徹底無法掃描的故障，換上頭線圈可以正常工作，用頻譜儀對體線圈進行檢測未發現問題。用示波器檢測射頻放大機后各路信號，發現反射回來的功率RE REF很大，幾乎和發射功率的采樣RF FORWARD差不多，說明發射通路存在故障，導致射頻能量無法發射出去，因而反射回來。但頭線圈正常又排除了射頻發射開關的可能，因此懷疑體部的正交混合器QH存在故障，更換QH后故障排除。

根據磁共振射頻系統工作原理及射頻系統三個基本組成部分的相互關系，對各測試點進行測試以快速區分故障的大體部分。可以選定某線圈的任一常規序列進行掃描，用示波器檢測發射板XMTR產生的射頻信號，也就是射頻放大機的輸入信號，體線圈當射頻校正值為14dB時T1橫斷掃描的90度脈沖的峰值一般為90mV，若看不到該波形則說明發射接收單元故障。若正常可以再看射頻放大機后的射頻輸出，在RFFORWARD處測應有80mV，而反射回來的功率RFFEF應該很小；如果射頻輸出信號很小，反射也很小，則可能射頻放大機本身有故障，或者老化，達不到所需增益。如果射頻輸出信號很小，反射卻很大，可能是發射通路不能正常工作，導致射頻能量無法發射出去，因而反射回來。

2.3、射頻發射開關故障

我院磁共振曾發生所有線圈先是射頻校正值逐漸增大，到最后徹底無法掃描，射頻放大機保護。由于頭體兩路同時出故障的可能性極小，因此先檢查公共通道，也就是射頻放大機、射頻發射開關、繼電器K1。首先用萬用表測量射頻發射開關二極管正反向特性，正常應為0.9V左右，而我們測量結果卻為零，說明二極管短路。將射頻發射開關從開關盒中取出后打開檢查，看到二極管已被燒壞，電路板也嚴重毀壞。更換射頻發射開關后故障排除。

射頻系統里許多部件都存在二極管正反向特性，通過控制信號使得在發射時發射部件導通，接收部件截止，在接收時發射部件截止，接收部件導通。我院磁共振射頻系統的故障通常發生在射頻開關盒，特別是發射通道工作在大功率狀態，而且頻繁切換，因此故障率較高，多數是射頻發射開關內的大功率二極管損壞。用萬用表測量二極管正反向特性可以很快判斷是否故障。

三、總結

值得一提的是頻譜儀在磁共振的維修中發揮著非常重要的作用，它不僅可以檢查各線圈的中心頻率是否正確，中心頻率處的增益大小，以及兩路信號的正交性，還可以檢查通道的衰減和放大電路的增益，從而迅速地找到故障。離開了頻譜儀，磁共振的維修工作尤其是射頻系統的檢修就會陷入盲目，或者說是碰運氣，因此要想更好更主動，最好配備一臺頻譜儀。

射頻系統出現故障可以首先用頻譜儀檢查線圈是否調諧Tuning，中心頻率是否偏離，中心頻率處的增益如何。線圈經過一段時間的使用后，經常的搬動或內部電容電感的值改變，都會造成中心頻率的改變。當改變過允許的范圍，會導致發射接收效率降低，信噪比降低，影響圖像質量。

再用頻譜儀順著發射通道，檢查各部件的衰減情況，從射頻信號輸入經射頻發射開關、繼電器K1、正交混合器QH輸出，信號衰減一般在0.5dB，如果大很多，那么要檢查各個接頭是否連接緊密，如果徹底不通，那么應認定發射通道斷路，應一個一個分步檢測，找到故障點。最后檢查接收通道是否達到所要求的增益，前置放大LNA一般有22dB，接收通道矩陣RCM有11dB的增益。

通過以上測量，一般能比較準確的找到故障部位。只要思路清晰，射頻系統的故障并不可怕，一般可以較快修復。