3.0T高場(chǎng)強(qiáng)核磁共振設(shè)備機(jī)房布局及施工準(zhǔn)備

孫繼江 何曉彬 步巖生

隨著醫(yī)療科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，大型醫(yī)療設(shè)備在各醫(yī)院裝機(jī)量逐年上升，為提高醫(yī)院的科研、醫(yī)療水平，3.0T核磁共振(magnetic resonance，MR)裝機(jī)也越來越多，而機(jī)房的設(shè)計(jì)與施工，直接關(guān)系到核磁共振設(shè)備安裝的成功與否，并最終會(huì)影響到設(shè)備能否正常使用[1]。

核磁共振成像是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)及低溫超導(dǎo)技術(shù)發(fā)展起來的醫(yī)學(xué)診斷技術(shù)。該技術(shù)可提供形態(tài)學(xué)和生物化學(xué)信息，對(duì)人體組織無危害，在當(dāng)今診斷技術(shù)中占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。3.0T核磁共振設(shè)備磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁體精度高，對(duì)周圍環(huán)境要求及屏蔽工程的要求非常高，因此在設(shè)備布局及安裝過程中必須嚴(yán)格按設(shè)備廠家要求的內(nèi)容實(shí)施[2]。

1 核磁共振設(shè)備機(jī)房選址

設(shè)備系統(tǒng)所在的位置必須保證其在運(yùn)行中即無外部干擾而影響磁場(chǎng)的均勻性和系統(tǒng)的正常運(yùn)行，也要保證人員的安全和其他敏感設(shè)備的功能不受磁場(chǎng)的影響，同時(shí)兼顧運(yùn)輸通道及設(shè)備吊裝空間。為了滿足承重要求，機(jī)房應(yīng)選在一層或負(fù)一層，同時(shí)考慮患者就診方便及醫(yī)生辦公室、更衣室、患者候診和登記區(qū)域的布局合理。場(chǎng)地布局設(shè)計(jì)應(yīng)由醫(yī)院、設(shè)備廠家工程師及設(shè)計(jì)院相關(guān)人員一起對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察，根據(jù)實(shí)際情況結(jié)合各綜合因素，初步制定出2～3套方案。醫(yī)院組織相關(guān)專業(yè)人員及外請(qǐng)專家討論確定一套最優(yōu)方案，提交設(shè)計(jì)院進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。規(guī)劃方案確定后及時(shí)確定醫(yī)院對(duì)設(shè)備軟硬件的具體要求及配置，對(duì)磁屏蔽及射頻屏蔽的要求以及施工準(zhǔn)備過程細(xì)節(jié)掌握清楚，簽訂合同時(shí)將諸細(xì)節(jié)約定好，以免后期補(bǔ)充多花錢[3-4]。

2 核磁共振設(shè)備對(duì)環(huán)境的要求

(1)MR磁體的強(qiáng)磁場(chǎng)與周圍環(huán)境中的大型移動(dòng)金屬物體可產(chǎn)生相互影響，通常離磁體中心點(diǎn)一定距離內(nèi)不得有大型變電站或輸變電設(shè)施、電梯、大型動(dòng)力電用電設(shè)備以及汽車等大型運(yùn)動(dòng)金屬物體。

(2)近距離的鐵磁質(zhì)物質(zhì)會(huì)影響MR磁場(chǎng)的均勻性，因此離磁體中心點(diǎn)3 m內(nèi)的所有鐵磁質(zhì)物質(zhì)及重量(包括建筑鋼筋、下水道、暖氣管道等)都必須做評(píng)估。

(3)振動(dòng)會(huì)影響MR的圖像質(zhì)量，穩(wěn)態(tài)振動(dòng)(通常由電動(dòng)機(jī)、泵，空調(diào)壓縮機(jī)等引起)不得超過一定限制，MR場(chǎng)地要盡量遠(yuǎn)離以下振動(dòng)源：停車場(chǎng)、公路、地鐵、火車、水泵及大型電機(jī)等。

(4)MR場(chǎng)地附近的高壓線、變壓器、大型發(fā)電機(jī)及電機(jī)等中通過的電流會(huì)影響圖像質(zhì)量，應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。(5)若附近有磁共振設(shè)備，要確保2臺(tái)磁共振設(shè)備的3 G線無交叉。

(6)MR磁體的強(qiáng)磁場(chǎng)與周圍設(shè)備會(huì)產(chǎn)生相互影響，具體限制應(yīng)參照各廠家提供的具體值。

3 核磁共振系統(tǒng)電源要求

(1)系統(tǒng)電源應(yīng)采用符合國(guó)家規(guī)范的供電制式。線電壓380 V，最大偏差不得超過±10%。頻率50 Hz，最大偏差不得超過±3 Hz。相間電壓間的最大偏差不得超過最小相電壓的2%。

(2)根據(jù)設(shè)備最大瞬時(shí)功率和功率因數(shù)，合理選擇專用供電變壓器的容量，一般容量在150 kVA左右，有條件的醫(yī)院盡量選擇雙回母線供電。

(3)供電電纜截面的選擇應(yīng)保證獨(dú)立變壓器輸出端到設(shè)備配電柜的壓降＜2%。選用銅芯線時(shí)，應(yīng)選擇優(yōu)質(zhì)多股銅芯線。

(4)機(jī)房空調(diào)(通常為40～50 kW)、水冷機(jī)(通常為20 kW)、洗片機(jī)、照明及電源插座用電必須與MR系統(tǒng)用電分開，醫(yī)院根據(jù)所需設(shè)備的負(fù)荷單獨(dú)供電。

(5)電纜槽必須做到表面平整，防水防油，遠(yuǎn)離發(fā)熱源，避免溫度劇烈變化。磁體間嚴(yán)禁使用鐵磁質(zhì)金屬電纜槽。

(6)磁體間內(nèi)采用直流照明，需提供直流電源。不允許使用瑩光燈、調(diào)光器。建議使用兩路直流白熾燈照明。

(7)磁體間、設(shè)備間及操作間均要有帶地線的220 V電源插座，以便維修；所有插座用電都必須經(jīng)電源濾波器進(jìn)入。磁體側(cè)上方需預(yù)留一帶地線的220 V電源插座，以方便工程師裝機(jī)和維修所需。緊急退磁裝置處需預(yù)留一帶地線的220 V電源插座。操作臺(tái)附近預(yù)留兩組220 V電源插座，給磁監(jiān)和氧監(jiān)供電。

(8)保護(hù)地線要求設(shè)置設(shè)備專用PE線(保護(hù)接地線)，接地電阻＜2 Ω，且必須采用與供電電纜等截面的多股銅芯線[5]。

4 核磁共振設(shè)備機(jī)房施工準(zhǔn)備

4.1 系統(tǒng)間要求

(1)磁體固定位置處必須保證有＞200 mm厚的、標(biāo)號(hào)不小于C20素混凝土層，確保磁體正下方一定范圍內(nèi)的地面鋼筋含量不超過廠家規(guī)定的重量。

(2)磁體和掃描床安裝處的地面水平要求在一定范圍內(nèi)。

(3)請(qǐng)建筑結(jié)構(gòu)工程師做承重和受力分析，以確保安全。

(4)屏蔽房包括屏蔽體(地面、頂、墻)、屏蔽門及屏蔽窗等達(dá)到射頻屏蔽設(shè)計(jì)要求，以保證高清晰的圖像質(zhì)量和阻止外界射頻源的干擾[6]。

(5)屏蔽房對(duì)地絕緣＞1000 Ω。屏蔽供應(yīng)商需設(shè)計(jì)并安裝進(jìn)入屏蔽房的所有管道、失超管、緊急排風(fēng)管、空調(diào)進(jìn)風(fēng)及回風(fēng)管道等。

(6)屏蔽供應(yīng)商負(fù)責(zé)屏蔽體上傳導(dǎo)板開口，傳導(dǎo)板的安裝。傳導(dǎo)板應(yīng)放置在磁場(chǎng)強(qiáng)度低于200 G的區(qū)域。

(7)屏蔽供應(yīng)商負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)屏蔽房?jī)?nèi)需固定設(shè)備的固定方式并提供固定件如螺拴等[7-8]。

4.2 失超管要求

(1)為確保在磁體失超時(shí)能將大量的氦氣排到室外，磁體間要求安裝失超管。磁體失超時(shí)氦氣峰值排放量一般在4 m3/min。

(2)失超管要盡可能直的通向安全的室外，從磁體接口到室外出口的總壓降應(yīng)＜140 kPa。

(3)失超管內(nèi)的氣體溫度最低可到-268 ℃。

(4)失超管的室外出口需防止雨、雪及老鼠等異物進(jìn)入。頂上出口的失超管需比房頂高出1 m，墻出口的失超管出口需比地面高出3.8 m，或采取相應(yīng)措施確保人員安全。

(5)失超管室外出口一定的范圍內(nèi)為限制區(qū)域，需設(shè)置警示牌限制人員進(jìn)入，且不能有空調(diào)進(jìn)風(fēng)口。

(6)具體要求請(qǐng)專業(yè)屏蔽供應(yīng)商進(jìn)行失超管的設(shè)計(jì)和施工。

4.3 通風(fēng)要求

(1)為確保磁體間有充足的通風(fēng)換氣以及足夠的氧氣含量，要求安裝緊急排風(fēng)系統(tǒng)，排風(fēng)量要確保磁體間每小時(shí)換氣次數(shù)不少于12次。緊急排風(fēng)吸風(fēng)口需安裝在失超管附近的吊頂最高處，出口需在安全的室外且獨(dú)立于失超管。

(2)在磁體間的頂上或墻上另開氣壓平衡口，確保磁體間門的正常開啟。

(3)當(dāng)緊急排風(fēng)啟動(dòng)時(shí)，至少需有一定的室外空氣補(bǔ)充進(jìn)磁體間。

(4)緊急排風(fēng)開關(guān)一路安裝在操作間操作臺(tái)旁，一路安裝在磁體間內(nèi)屏蔽門旁。

(5)建議采用外開屏蔽門等措施來確保人身安全。

4.4 溫度要求

(1)所有房間的溫度梯度(從磁體底部到頂部)應(yīng)嚴(yán)格控制在3 ℃以內(nèi)。

(2)因磁體間不得有空調(diào)機(jī)組，需安裝上送風(fēng)和上回風(fēng)的風(fēng)道系統(tǒng)且必須單獨(dú)控制；設(shè)備間必須安裝下送風(fēng)和上回風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，故整個(gè)MR系統(tǒng)必須配備機(jī)房專用空調(diào)(建議雙壓縮機(jī)組)。

(3)不同選件配置，散熱量有差別，且必須考慮其他設(shè)備及人體的散熱。應(yīng)考慮未來設(shè)備升級(jí)時(shí)的散熱要求，上下水要求在水冷機(jī)和機(jī)房專用空調(diào)附近提供上下水及地漏[9]。

4.5 室外水冷機(jī)要求

(1)室外水冷機(jī)要安裝在通風(fēng)良好的開放空間，溫度為-30～42 ℃, 濕度為5%～100%。

(2)室外水冷機(jī)安裝位置不能高于氦壓縮機(jī)和梯度線圈30 m，不能低于氦壓縮機(jī)和梯度線圈3 m。室外機(jī)和氦壓縮機(jī)以及梯度線圈水管連接總長(zhǎng)度＜60 m。

5 結(jié)語

3.0 T核磁共振設(shè)備機(jī)房的布局和準(zhǔn)備涉及面廣，需注重和不同單位之間的協(xié)作。安裝之前做好機(jī)房各個(gè)環(huán)節(jié)的配套準(zhǔn)備，經(jīng)廠家和設(shè)備科相關(guān)人員逐一檢查，以滿足要求。對(duì)電源功率、變壓器與配電柜距離、電纜線、電纜溝、保護(hù)接地、電源電壓、頻率、相間電壓差、相序、急停按鈕、直流照明與電源、機(jī)房空調(diào)、水冷機(jī)等設(shè)施確定無誤后才能安裝設(shè)備[10]。

[1]許鳴.大型醫(yī)療設(shè)備機(jī)房建造要點(diǎn)[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備,2007,4(2):24-25.

[2]石明國(guó).現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)學(xué)[M].西安:陜西科學(xué)技術(shù)出版社,2007:4.

[3]侯加全,王迎春,白雪冬,等.醫(yī)院大型醫(yī)療設(shè)備機(jī)房電氣設(shè)計(jì)中注意事項(xiàng)[J].電氣應(yīng)用,2009(11):44-49.

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