醫(yī)用磁共振成像系統(tǒng)和直線加速器電氣配置的案例分析

目前，醫(yī)用磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)系統(tǒng)和直線加速器設備在腫瘤診斷及治療中發(fā)揮著重要的作用，其機房布局、各安裝專業(yè)的設置在醫(yī)院基建項目中顯得尤為重要。因不同設備、不同廠商或同一種設備不同型號等對電氣系統(tǒng)要求各不相同，需要根據(jù)設備資料、用戶需求、使用經(jīng)驗等分別配置。為此，從醫(yī)院基本建設管理人員的角度以磁共振系統(tǒng)、直線加速器設備為案例，探討其電氣相關(guān)配置，供同行參考。

1 磁共振系統(tǒng)的電氣系統(tǒng)配置

目前，MRI是醫(yī)學成像領(lǐng)域中較先進的設備，也是能發(fā)現(xiàn)患者早期癌變的成像設備之一[1-2]。以華西醫(yī)院在用的Discovery MR 750W 3.0T磁共振系統(tǒng)(美國GE公司)為例，對其電氣系統(tǒng)配置進行分析。

MRI機房所在醫(yī)技樓由院區(qū)內(nèi)10 kV配電室不同母線段引來的兩路電源給本樓的2臺變壓器供電。由于磁共振設備的特殊性，開機后24 h連續(xù)運行待命，屬一級負荷，故設備本身由大樓配電房雙電源供電，末端自動切換。

為減少對磁共振設備的影響，磁共振主機配電箱和輔助電源配電箱應分開，但均為雙電源供電，其配電箱系統(tǒng)如圖1、圖2所示。

圖1 磁共振系統(tǒng)主機配電箱系統(tǒng)示圖

圖2 磁共振系統(tǒng)輔助配電箱系統(tǒng)示圖

主機配電箱容量為110 kVA，分為主機開關(guān)和備用開關(guān)，因普通電纜無法達到磁屏蔽要求，需由專業(yè)磁屏蔽廠商提供主機開關(guān)，并與MRI專業(yè)磁屏蔽電纜連接。由于MRI漏電保護≤100 mA，而通常配電箱漏電保護為30 mA，故主機柜前端開關(guān)應取消漏電保護，否則將引起穩(wěn)壓柜跳閘，使MRI主機斷電。機房屏蔽門上方的信號燈電源和緊急停止按鈕電源均從主機配電箱取電，其中信號燈電源須連接門機聯(lián)動裝置，當門完全關(guān)閉且設備啟動時信號燈才亮。輔助配電箱功率為80 kW，包括水冷機組電源、專用空調(diào)(恒溫恒濕空調(diào))電源、照明和插座等電源，其中專用空調(diào)電源應保證足夠的余量，按照雙系統(tǒng)恒溫、恒濕空調(diào)的用電量設置，以便后期配置專用空調(diào)。照明分為交流照明和直流照明，整流器由專業(yè)屏蔽公司根據(jù)直流照明燈具電源需求提供。MRI型號不同、功率不同，因此應根據(jù)設備需求分別配置主機配電箱和輔助配電箱的容量。

由于設備間和控制室的插座和照明均由大樓普通電源提供，因此控制室應至少預留10個插座。MRI設備機房內(nèi)部的所有安裝、設備間部分安裝須由專業(yè)磁屏蔽公司完成，而MRI設備本身資料往往和磁屏蔽要求不能完全吻合(如配電箱位置是否合適，插座、照明是否足夠等)，在實施過程中，需由專業(yè)磁屏蔽公司編制屏蔽工程設計方案，該方案需由建設方、設計院以及MRI設備廠商共同確認后再實施。

2 直線加速器電氣系統(tǒng)配置

目前，直線加速器是使用較多的放射治療設備，既可治療淺表腫瘤，也可治療深部腫瘤[2-3]。分析VersaHD型直線加速器(瑞典Elekta公司)，其所在醫(yī)技樓由院區(qū)內(nèi)10 kV配電室不同母線段引來的兩路電源給本樓的2臺變壓器供電。直線加速器是治療設備，屬一級負荷，由大樓配電房雙電源供電，末端手動切換。

直線加速器配電箱也分為主機配電箱和輔助配電箱，其中主機配電箱是一臺加速器配一個配電箱，而輔助配電箱可以多臺直線加速器合用，主要給直線加速器的水冷機組提供電源[4-6]。該系統(tǒng)如圖3、圖4所示。

圖3 直線加速器主機配電箱系統(tǒng)圖

圖4 直線加速器輔助配電箱系統(tǒng)圖

主機配電箱容量為70 kW，共有2個63A三相開關(guān)及多個16 A開關(guān)，主要用于設備供電、機房內(nèi)部和控制室插座、照明及端子排電源。直線加速器主機電源(63 A)連接至穩(wěn)壓柜，穩(wěn)壓柜由加速器廠商提供并完成安裝，修建機房時只需預留該主機電源開關(guān)至穩(wěn)壓柜的電纜，電纜型號由設備廠商選擇。

X射線容積影像(X-ray volume imaging，XVI)系統(tǒng)電源(63 A)、真空泵電源和端子排電源通常在修建機房時由建設方完成安裝，其各自位置、內(nèi)部配置需由設備廠商提供參數(shù)。部分設備只需預留2個三相63 A(或100 A)開關(guān)即可，其他端子排電源、XVI電源及真空泵電源燈均由設備廠商配置，且2個開關(guān)的前端電纜可預留一定容量，如63 A開關(guān)配置(4×35+1×16)的前端電纜，便于后期設備的更換[7-9]。

機房防護門上方的信號燈電源和緊急停止按鈕電源均從主機配電箱取電，其中信號燈電源須連接門機聯(lián)動裝置，當門完全關(guān)閉且設備啟動時信號燈才亮；緊急停止按鈕可在控制室臺面、機房出入口、迷道內(nèi)及機房內(nèi)安裝多個，可隨時就近緊急停止[10-12]。機房內(nèi)的照明通常分為多組，迷道內(nèi)一組，機房內(nèi)兩組，包括一組可調(diào)光，便于滿足治療過程中對光線的不同需求。

根據(jù)日常對直線加速器的使用經(jīng)驗，每個直線加速器機房內(nèi)需備用1臺柜式空調(diào)、1臺除濕機，以輔助保障機房內(nèi)部溫濕度穩(wěn)定，應注意預留相應電源和排水管?？刂剖也僮髟O備較多，需預留足夠數(shù)量的插座(＞20個)，高度在操作臺面以上，便于使用[13-14]。

輔助配電箱主要給水冷機組供電，可多臺水冷機組共用同一個電源配電箱，修建機房時需預留輔助配電箱到水冷機組的電纜(5×10)，需預留主機配電箱到水冷機組控制線的孔洞。

3 小結(jié)

MRI和直線加速器功能需求復雜，國家對配電系統(tǒng)的要求較高，需要根據(jù)設備型號、實際需求等逐項配置，要求建設方、設計院和設備廠商在設計階段和施工階段積極配合[15]。在大型醫(yī)療設備電氣配置的規(guī)劃設計和施工管理中，應注意其不同的特點，為后期設備安裝、調(diào)試及運行打下良好基礎，同時為患者及醫(yī)護人員創(chuàng)造良好的醫(yī)療環(huán)境。