1.5T超導(dǎo)靜音MRI場(chǎng)地屏蔽優(yōu)化設(shè)計(jì)及進(jìn)場(chǎng)方案

張夢(mèng)

北京醫(yī)院 國(guó)家老年醫(yī)學(xué)中心 醫(yī)學(xué)工程科，北京 100730

1.5T超導(dǎo)靜音MRI場(chǎng)地屏蔽優(yōu)化設(shè)計(jì)及進(jìn)場(chǎng)方案

張夢(mèng)

北京醫(yī)院 國(guó)家老年醫(yī)學(xué)中心 醫(yī)學(xué)工程科，北京 100730

本文介紹了我院新購(gòu)置的1.5T磁共振成像設(shè)備的場(chǎng)地屏蔽優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)對(duì)水冷系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)及其室外機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行安置，并根據(jù)場(chǎng)地的特殊性采用特別方案吊裝磁體進(jìn)場(chǎng)，設(shè)計(jì)計(jì)算出優(yōu)化方案完成裝機(jī)任務(wù)。

鐵磁屏蔽；磁共振設(shè)備；優(yōu)化設(shè)計(jì)；水冷系統(tǒng)

0 引言

我院購(gòu)置一臺(tái)1.5T 磁共振設(shè)備，在進(jìn)行設(shè)備入場(chǎng)以及裝機(jī)之前，須對(duì)磁共振設(shè)備場(chǎng)地進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。磁共振設(shè)備的基本原理是當(dāng)人體進(jìn)入設(shè)備產(chǎn)生的靜磁場(chǎng)后，這時(shí)施加一個(gè)射頻脈沖，人體內(nèi)氫原子發(fā)生偏轉(zhuǎn)吸收能量，這時(shí)射頻脈沖停止，弛豫過程開始，釋放所吸收能量同時(shí)產(chǎn)生磁共振信號(hào)，通過信號(hào)接收系統(tǒng)，將得到的信號(hào)進(jìn)行加權(quán)處理，根據(jù)人體不同組織的弛豫特點(diǎn)進(jìn)行成像分析[1]。為了保證磁共振設(shè)備勵(lì)磁后產(chǎn)生的靜磁場(chǎng)以及施加射頻脈沖后不受外界干擾的同時(shí)也不對(duì)外界設(shè)備、人體產(chǎn)生干擾，為醫(yī)護(hù)人員提供環(huán)境保護(hù)場(chǎng)所，保證成像質(zhì)量，在設(shè)備安裝之前，須對(duì)場(chǎng)地和屏蔽方案進(jìn)行計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)。當(dāng)設(shè)備勵(lì)磁完成后，為避免造成人身傷害，攜帶心臟起搏器、生物刺激器以及植入金屬物的病人禁止進(jìn)入磁場(chǎng)強(qiáng)度＞0.5 mT的強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，任何鐵磁性物質(zhì)禁止進(jìn)入磁體間，以免造成人員傷害或設(shè)備損壞[2]。

1 場(chǎng)地設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

磁屏蔽標(biāo)準(zhǔn)依照GB12190-2006《電磁屏蔽室屏蔽效能的測(cè)量方法》及美國(guó)軍標(biāo)MIL-STD-285，選擇施工的單位應(yīng)具有國(guó)家相關(guān)屏蔽（醫(yī)用）資質(zhì)[3]；最后參與檢測(cè)的單位須由具有國(guó)家授權(quán)測(cè)試報(bào)告資質(zhì)的第三方承擔(dān)；屏蔽指標(biāo)為10～100 MHz≥100 dB（最終測(cè)試）；屏蔽材料選擇硅鋼板作為鐵磁屏蔽材料，紫銅板作為射頻屏蔽材料，嚴(yán)禁使用具有磁性的材料作為屏蔽材料；屏蔽室殼體絕緣電阻值為1000 Ω，接地阻值＜2 Ω。

2 屏蔽方案

由于磁體間及設(shè)備間是由兩間醫(yī)生辦公室打通后改建而成，并不是在樓體建造之初就設(shè)計(jì)為放置磁共振設(shè)備。所以，需要改造的地方很多。首先，需要將墻壁粉刷平整，拆除室內(nèi)所有電線、水管以及有隱患的物體。磁體間和設(shè)備間地面設(shè)計(jì)成整體預(yù)留到-0.100 m，此處地面要求平整光潔，需等到地面完全干燥以后做一次2～4 mm的SBS（Styrene-Butadiene-Styrene）改性瀝青防水雙層防潮隔水處理[4]，防水處理的四周要到墻面700 mm處，做到這個(gè)高度是為了防止春夏季墻面返潮。此時(shí)磁體間和設(shè)備間是打通連貫的，還沒有豎起隔斷，第一次的防水處理是貫通設(shè)備間和磁體間統(tǒng)一鋪設(shè)的。為了保證地面的平整度，SBS防水處理應(yīng)采取拼縫以保證回填混凝土?xí)r水不會(huì)滲漏到地下，每次防水處理都要這樣做。

等防水涂層干燥后，在地面及天花板上鋪設(shè)鐵磁屏蔽材料，從磁體間一直鋪到設(shè)備間。在地面將鐵磁屏蔽材料硅鋼板一層一層重疊擺放；在天花板上，用輕鋼龍骨做吊頂，一層層擺放硅鋼板，上下厚度都要求到達(dá)5 mm[5]。

鐵磁屏蔽完成后，豎起隔開磁體間與設(shè)備間的隔斷，在隔斷上面開好失超管、緊急排風(fēng)、傳導(dǎo)板、系統(tǒng)柜、送風(fēng)、回風(fēng)等預(yù)留洞。由于設(shè)備間緊急排風(fēng)系統(tǒng)和失超管的出口從原儲(chǔ)片室和隔壁3.0T MR的設(shè)備間頂棚通過，所以需在此處墻上開好失超管、緊急排風(fēng)管的風(fēng)道預(yù)留洞。

兩間屋子分別做第二次SBS防水處理，此次防水要做到墻高50 mm處。防水涂層干燥后在磁體間鋪設(shè)PVC絕緣板。在絕緣板上及墻體四周鋪設(shè)銅板作為射頻屏蔽，之后進(jìn)行第三次防水處理。

通過計(jì)算樓體的鋼筋含鐵量對(duì)磁共振設(shè)備造成的影響，根據(jù)樓板-100 mm處的鋼筋含量（50 kg/m2），為了達(dá)到不影響磁體成像的效果，磁體需要上抬至少160 mm。磁體承重基座在-0.100 m處需滿足能夠承受7 t的1.5T的磁體重量，基座不能含有任何有磁性的金屬材料，采用砼的抗壓強(qiáng)度為30、標(biāo)號(hào)為C30的水泥來建造承重基座。要求做到隨做隨抹，保證地面平整光潔，誤差不超過±5 mm。最后，根據(jù)設(shè)計(jì)留好電纜槽，在地面混凝土達(dá)到基本強(qiáng)度后進(jìn)行室內(nèi)裝修。磁體間和設(shè)備間墻壁、吊頂、地面裝飾，安裝照明插座，安裝觀察窗。

3 設(shè)備間設(shè)計(jì)

設(shè)備間最終地面為正負(fù)零，在正負(fù)零以上做250 mm高的抗靜電地板。在設(shè)備間主要放置水冷系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、配電柜、梯度柜、系統(tǒng)柜、氦壓機(jī)、穩(wěn)壓柜。為保證配電柜、穩(wěn)壓柜、梯度柜等較重的設(shè)備柜擺放的穩(wěn)定性和安全性，應(yīng)在靜電地板下面安放支撐角鐵支架，選用50 cm×50 cm×5 cm的角鋼焊接，外涂防銹漆。

水冷系統(tǒng)的主要作用是為梯度線圈和液氦壓縮機(jī)進(jìn)行冷卻。室外機(jī)放置在CT室外搭建的5 m高平臺(tái)上面，四角由螺栓固定防止由于共振發(fā)生的移動(dòng)。為保證室外水冷機(jī)組正常制冷和通風(fēng)散熱，在其周圍1.5 m范圍內(nèi)不得再安裝其他機(jī)房空調(diào)或普通民用空調(diào)的室外機(jī)組，并保證上方有2 m空間[6]?？照{(diào)系統(tǒng)主要采用下送風(fēng)、上回風(fēng)的風(fēng)冷進(jìn)行制冷。室外機(jī)放置在二層窗臺(tái)外搭設(shè)的架子上面。

4 配電安全

系統(tǒng)電源采用符合國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的供電制式，電壓為380 V，最大偏差不得超過±10%,頻率為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%[7]。設(shè)備最大瞬時(shí)功率為54.4 kVA（平均持續(xù)時(shí)間大于5 s），平均功率為29 kVA，功率因數(shù)為0.9，使用的最小過電流保護(hù)器的額定電流為150 A。設(shè)備使用專線供電，采用容量為75 kVA專用變壓器將三相線標(biāo)明相序后與N、PE線一并引入配電柜。進(jìn)線電纜采用多股銅芯線，接入柜內(nèi)為額定電流為150 A的斷路器，電纜顏色和斷路器均符合標(biāo)準(zhǔn)電氣安裝手冊(cè)的規(guī)定[8]。配電柜還具備防開蓋鎖定功能，確保了電氣安全作業(yè)。配電柜的緊急斷電按鈕安裝在操作臺(tái)旁的墻上，便于操作人員在發(fā)生緊急情況時(shí)切斷系統(tǒng)電源。

5 磁體進(jìn)場(chǎng)

由于我院核磁室在診療樓二層，磁體須由25 t吊車吊到二層，將二層玻璃平臺(tái)拆除，安裝3.5×3.5 m2，承重達(dá)到8 t以上的腳手架平臺(tái)。平臺(tái)上方鋪設(shè)好鋼板、竹膠板，平臺(tái)保持與進(jìn)口持平。磁體進(jìn)入樓內(nèi)后，在地面鋪設(shè)竹膠板對(duì)地面進(jìn)行保護(hù)。將磁體吊至腳手架平臺(tái)上方，使用專用移機(jī)工具將磁體移至磁體間。

6 結(jié)束語(yǔ)

目前，我院1.5T超靜音磁共振設(shè)備已經(jīng)基本上圓滿安裝完畢，依據(jù)我院場(chǎng)地和周圍環(huán)境的特殊性采用因地制宜的方法，在安裝的過程中對(duì)最初的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了多次的修正和優(yōu)化，最后得到了良好的屏蔽測(cè)試結(jié)果。但是還存在著一些不足之處，由于磁體抬高160 mm導(dǎo)致磁體間地面標(biāo)高不一致，有可能會(huì)影響到后期的維修工作，也可能給病人、醫(yī)護(hù)人員帶來摔傷、絆倒等隱患。因此在臺(tái)階邊緣設(shè)置顯眼的警示標(biāo)志，并有專人在檢查時(shí)照看病人安全，避免造成意外傷害。

[1]丁冠文.核磁共振原理及典型故障維修分析[J].科技與企業(yè),2015,(15):45-46.

[2]楊博.醫(yī)院核磁機(jī)房建設(shè)注意要點(diǎn)[J].醫(yī)療裝備,2010,(11):25-26.

[3]何洪林,趙育新,吳昌爽,等.醫(yī)用磁共振設(shè)備機(jī)房的設(shè)計(jì)布局及屏蔽效能檢測(cè)[J].醫(yī)療衛(wèi)生裝備,2012,(5):66-67.

[4]盧愛國(guó),張金葆,劉宇靜,等.淺談醫(yī)學(xué)影像設(shè)備機(jī)房的設(shè)計(jì)[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2014,(12):147-149.

[5]李朝偉,賀建林,姚翔.醫(yī)院磁共振機(jī)房的屏蔽原理和設(shè)計(jì)原則[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備,2012,(1):125-126.

[6]王輝林,黃昌永,馬彪,等.超導(dǎo)核磁共振水冷系統(tǒng)的工作原理及維護(hù)保養(yǎng)[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2012,(1):75-76.

[7]姜驍,楊群堂.淺談核磁共振機(jī)房的建設(shè)要求[J].中國(guó)衛(wèi)生產(chǎn)業(yè),2014,(6):175-176.

[8]孫繼江,何曉彬,步巖生.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[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)裝備,2013,(10):78-79.

Discussion on the Site Shielding Optimization Design and Installation of the 1.5T Superconducting Silent MRI

This paper introduced the optimum design of site shielding for the new 1.5T magnetic resonance imaging system in the hospital. The design was optimized so as to settle and install the water cooling system,air conditioning system and outdoor unit system. And a special method for hoisting magnet was adopted according to the particularity of the site so as to calculate and design an optimum scheme to complete the installation task.

ferromagnetic shielding;magnetic resonance equipment;optimal design;water cooling system

ZHANG Meng
Department of Medical Engineering,National Center For Geriatric Medicine,Beijing Hospital,Beijing 100730,China

R197.39

C

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.09.047

1674-1633(2016)09-0154-02

2015-12-10

2016-01-11

作者郵箱：38152111@qq.com