文/ 張曄 無(wú)錫市人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)工程處
磁共振檢查是目前臨床上最先進(jìn)、最重要的輔助檢查之一，具有無(wú)X射線輻射、分辨率高、成像參數(shù)多、多方位成像的特點(diǎn)，對(duì)各種疾病的診斷有著重要價(jià)值。磁共振機(jī)房建設(shè)，需要科學(xué)設(shè)計(jì)磁共振機(jī)房并合理布局MRI設(shè)備，保證MR設(shè)備生成圖像質(zhì)量，保障機(jī)房其他設(shè)備的正常運(yùn)行，保障工作人員、患者和公眾的身體健康。
醫(yī)院磁共振場(chǎng)地技術(shù)要求復(fù)雜，新建場(chǎng)地要做好充分準(zhǔn)備，全面規(guī)劃，才能避免返工修改或受到制約留下隱患和遺憾。在既有建筑上的選址，將更加困難，既要滿足場(chǎng)地要求，又要考慮既成事實(shí)的條件。包括考慮設(shè)備的自重，設(shè)備的運(yùn)輸路線，以及周?chē)O(shè)備對(duì)磁共振磁體的影響及磁體對(duì)其周?chē)O(shè)備的影響等因素。
壹
選址和環(huán)境評(píng)價(jià)
目前各磁共振設(shè)備制造廠家針對(duì)磁共振（超導(dǎo)）設(shè)備的安裝場(chǎng)地選址工作，都要求其專業(yè)的場(chǎng)地工程師進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的踏勘、測(cè)試和評(píng)價(jià)。
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磁環(huán)境
環(huán)境評(píng)價(jià)中最為復(fù)雜的是磁環(huán)境的評(píng)價(jià)。隨著超導(dǎo)技術(shù)和磁共振技術(shù)的不斷發(fā)展，目前投入臨床使用的人體成像MR設(shè)備的場(chǎng)強(qiáng)已達(dá)到3.0T，甚至超高場(chǎng)強(qiáng) 7T， 9.4T。磁場(chǎng)環(huán)境對(duì)人員安全和周?chē)O(shè)備使用的影響,以及對(duì)處于磁場(chǎng)影響范圍中的鐵磁性物質(zhì)、移動(dòng)金屬(汽車(chē)、電梯等)、電力設(shè)施(高壓變壓器、動(dòng)力電纜 等)仍存在影響,而這些物質(zhì)對(duì)磁共振成像設(shè)備的使用的影響仍是需要重點(diǎn)考慮和面對(duì)的問(wèn)題。不同廠家、不同型號(hào)的磁共振成像設(shè)備對(duì)其磁體周?chē)怒h(huán)境的要求不盡相同,我們將要安裝的3.0TMR的磁體對(duì)其周?chē)怒h(huán)境的具體要求如下：
1
MR磁體的磁場(chǎng)與其周?chē)h(huán)境之間會(huì)產(chǎn)生相互影響
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離磁體中心點(diǎn)相距 2m 之內(nèi)的鐵磁物質(zhì) (如建筑鋼筋、金屬給排水管道、暖氣管道等)的重量不得超過(guò) 50kg，且必需牢固固定 。
3
MR對(duì)分布在其周?chē)钠渌O(shè)備的使用產(chǎn)生影響，因此它們之間必需保持一定的安全距離。
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多臺(tái) MR 設(shè)備之間應(yīng)該保持一定的安全距離，確保每?jī)膳_(tái)磁共振設(shè)備之間的 3G 線沒(méi)有交叉，當(dāng)然距離越大越安全。如果備選的場(chǎng)地不能滿足上述要求，而又必須在此場(chǎng)地安裝MR，那么只有兩種選擇：1.將其它金屬物體或設(shè)備主動(dòng)遷移到遠(yuǎn)離磁體中心的安全范圍之外；2.在磁體間建筑的六個(gè)立面選擇安裝代價(jià)高昂的磁屏蔽。本次醫(yī)院安裝選址情況符合后者，選擇用磁屏蔽解決磁場(chǎng)干擾的沖突。
2
射頻環(huán)境
除磁環(huán)境外，射頻環(huán)境是另外一個(gè)保證MR正常使用和工作的重要因素。通過(guò)射頻防護(hù)措施能得到“無(wú)外來(lái)射頻污染”的磁體間內(nèi)部“干凈”的射頻環(huán)境，以保證磁共振成像設(shè)備在成像過(guò)程中發(fā)射和接收的射頻脈沖不會(huì)被外來(lái)的、空間中廣泛存在的射頻信號(hào)所干擾和覆蓋。以此保證信號(hào)純凈，保障圖像信息不受干擾。目前效果好、成本低的防護(hù)措施是配備射頻屏蔽。因此射頻環(huán)境的選擇，實(shí)際上是考慮該備選場(chǎng)地是否適于制作和安裝射頻屏蔽設(shè)施。
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震動(dòng)
震動(dòng)會(huì)影響MR的圖像質(zhì)量，MR場(chǎng)地要盡量選擇遠(yuǎn)離震動(dòng)源的場(chǎng)所。對(duì) MR 場(chǎng)地產(chǎn)生影響的震動(dòng)可分為穩(wěn)態(tài)震動(dòng)和瞬態(tài)震動(dòng)兩種。
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穩(wěn)態(tài)震動(dòng)通常由電動(dòng)機(jī)、泵、空調(diào)壓縮機(jī)等引起。
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瞬態(tài)震動(dòng)：通常由交通工具(如汽車(chē)等)、行人、開(kāi)關(guān)門(mén)等引起的震動(dòng)。
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承重
MR系統(tǒng)中最重的部件就是磁體，其重量根據(jù) MR 的類(lèi)型（場(chǎng)強(qiáng)從 0 .1T 到 3.0T， 磁體為永磁、常導(dǎo)或超導(dǎo))不同，一般從5噸到25噸不等，本次我們要安裝的磁體重量為14噸。 因此安裝場(chǎng)址母體建筑樓板和框架的承重，以及磁體運(yùn)輸通道和路徑的承重是否能夠達(dá)到建筑安全要求和MR制造廠家的要求，是MR安裝場(chǎng)地選址工作的重要環(huán)境評(píng)價(jià)因素之一。
貳
MR 場(chǎng)地的布局
雖然不同MR制造商對(duì)各種型號(hào)磁共振場(chǎng)地的空間尺寸、平面布置等要求有差異，但其基本原則相近。以本次安裝的磁共振成像設(shè)備為例，MR安裝場(chǎng)地布局的基本原則為：操作間（也稱觀察室、控制室)首選正面面對(duì)磁體，以方便磁共振醫(yī)師和技師通過(guò)觀察窗直接觀察病人在磁體間里接受磁共振掃描檢查的狀況。設(shè)備間緊靠磁體室的一側(cè)，即可選擇在磁體間的側(cè)面，也可選擇在磁體間的后部，側(cè)面最佳。但是要注意將設(shè)備間中的電子機(jī)柜與磁體中心之間保持一定的安全距離，原則是盡量保持在(0.5-1)高斯線之外?？照{(diào)間可以和設(shè)備間同室，但是最好放置在不同的分割區(qū)域中，不要混放，分割區(qū)域之間的地面設(shè)計(jì)攔水壩，空調(diào)區(qū)域有下水道，可以排泄機(jī)房專用空調(diào)、制冷系統(tǒng)水循環(huán)管路產(chǎn)生或泄漏的水。影像后處理工作站、診斷報(bào)告室、預(yù)約登記室、防火控制室、以及病人更衣室和候診室等功能區(qū)間可以按實(shí)際場(chǎng)地條件配置，以各自空間獨(dú)立的規(guī)劃設(shè)計(jì)為最佳選擇。當(dāng)操作間不能和磁體間相鄰或無(wú)法有效地通過(guò)屏蔽窗直接觀察病人時(shí)，需要增加視頻監(jiān)控設(shè)備。布局順序如下：
叁
磁屏蔽
當(dāng)需要增添MR的醫(yī)院或醫(yī)療機(jī)構(gòu)沒(méi)有足夠大的、磁環(huán)境“干凈”的場(chǎng)地，或?qū)Υ怒h(huán)境的評(píng)價(jià)結(jié)果不能達(dá)到MR使用要求時(shí)，可以通過(guò)壓縮強(qiáng)磁場(chǎng)范圍平衡和調(diào)節(jié)周?chē)拇艌?chǎng)環(huán)境。常規(guī)使用的壓縮磁場(chǎng)范圍的辦法為制作和安裝磁屏蔽，即利用如硅鋼、純鐵、鈹鏌合金等高磁通的特種材料改變靜磁場(chǎng)的布局和強(qiáng)度，將強(qiáng)磁場(chǎng)分布?jí)嚎s到適當(dāng)范圍的同時(shí)，又能保證不影響磁共振本身工作磁場(chǎng)的均勻性、穩(wěn)定性和安全性。本次設(shè)計(jì)就要求使用磁屏蔽將5高斯線壓縮在檢查室范圍內(nèi)。
肆
射頻屏蔽
所有的MR安裝場(chǎng)地均需要配備射頻屏蔽。屏蔽質(zhì)量的好壞，以及各種輔助設(shè)備和線路進(jìn)入屏蔽室的濾波效果，衡量著射頻屏蔽制作的技術(shù)水平和工藝，并直接影響磁共振成像設(shè)備的成像結(jié)果 。
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材料
材料多以紫銅板為主，因?yàn)樽香~板的導(dǎo)電率高，磁通率低，在磁共振 20MH z -100M H z的工作頻段非常適宜，同時(shí)，紫銅板具有易于加工，不易氧化等特點(diǎn)，使之成為磁共振成像設(shè)備基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中制作磁屏蔽的首選材料 。
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工藝
屏蔽殼體的制作工藝不盡相同。傳統(tǒng)的屏蔽室制作大多使用焊接式，隨著工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化工藝流程的推廣應(yīng)用，屏蔽室制作現(xiàn)場(chǎng)的工作量逐漸減少，屏蔽材料及其組件的加工逐漸向工廠生產(chǎn)線轉(zhuǎn)移，即由工廠生產(chǎn)拼板式屏蔽組件，現(xiàn)場(chǎng)僅進(jìn)行安裝操作。射頻屏蔽室的制作還包括屏蔽門(mén)、屏蔽觀察窗、波導(dǎo)板、波導(dǎo)孔、屏蔽室內(nèi)照明設(shè)施等。
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屏蔽門(mén)
屏蔽門(mén)的制作最關(guān)鍵的是屏蔽門(mén)的材料選擇及其制作工藝。大多數(shù)屏蔽門(mén)使用簧片技術(shù)，即通過(guò)使用彈性良好的簧片保證門(mén)體和屏蔽體良好的電連接?；善膹椥院湍湍バ跃统蔀槠帘问倚芎褪褂脡勖?、維護(hù)成本的關(guān)鍵。據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，簧片隨著使用時(shí)間及頻率的增加，最終都會(huì)不同程度斷裂或脫落，后期維護(hù)效果很難理想。隨著原材料技術(shù)的不斷進(jìn)步，目前國(guó)外已大量使用導(dǎo)電氣囊和簧片相結(jié)合的技術(shù)，在門(mén)開(kāi)啟時(shí)，氣囊收縮，門(mén)和門(mén)框分離，門(mén)關(guān)閉時(shí)，氣囊充氣，將簧片鼓出并壓緊。這種技術(shù)大大減少或避免了簧片和門(mén)框的摩擦，既增加了門(mén)的使用壽命，又使門(mén)的開(kāi)閉變的輕松省力，對(duì)簧片材料的彈性和耐磨性要求也大大降低。
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屏蔽觀察窗
屏蔽觀察窗制作的技術(shù)難點(diǎn)主要是如何解決屏蔽效能和屏蔽窗清晰度之間的矛盾?？赏ㄟ^(guò)選用不同目數(shù)，不同絲徑的金屬絲網(wǎng)，同時(shí)調(diào)整絲網(wǎng)網(wǎng)格角度和兩層絲網(wǎng)之間的距離的方法，獲得較佳的清晰度和最佳的屏蔽效能。
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磁體間屏蔽室內(nèi)弱電配電和照明設(shè)施
通常采用電源濾波器將交流弱電配電經(jīng)過(guò)濾波后再輸入屏蔽室內(nèi)供照明和弱電設(shè)備使用。在超高磁場(chǎng)強(qiáng)度磁共振機(jī)房設(shè)計(jì)施工中，一般將經(jīng)過(guò)整流濾波的低壓直流電配送輸入磁體間屏蔽室內(nèi)供照明使用。
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射頻屏蔽要求
1.5T磁共振成像設(shè)備的射頻屏蔽要求10MHz -100MHz平面波衰減大于100dB，屏蔽殼體絕緣大于1000歐姆 。
伍
降噪
高場(chǎng)MR設(shè)備掃描時(shí)所產(chǎn)生的噪聲在聽(tīng)力范圍內(nèi)有較高的強(qiáng)度。例如3.0T 磁共振的噪聲指數(shù)平均102分貝，峰值115分貝。這對(duì)患者在磁體間接受MR檢查會(huì)產(chǎn)生較大影響，增加恐懼感，不利于患者的情緒穩(wěn)定，同時(shí)也會(huì)對(duì)醫(yī)生的工作造成干擾。因此如何降低噪音是MR基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)需要解決的重要問(wèn)題之一。在磁共振成像原理和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不做改變的情況下，是難以根除的。因此，從基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的角度，降低噪音主要是減弱聲波，使其在墻壁、天花板、地面形成多次反射，以及降低聲波穿過(guò)裝飾和建筑結(jié)構(gòu)后剩余的強(qiáng)度。減弱聲波的反射主要通過(guò)裝修材料的選擇和特殊工藝實(shí)現(xiàn)。
陸
溫濕度和通風(fēng)
磁共振基礎(chǔ)設(shè)施各個(gè)房間的功能不同，對(duì)溫濕度的要求也各不相同。采用不同類(lèi)型的空調(diào)分別控制，是達(dá)到各房間最佳溫、濕度效果的解決辦法之一。操作間可以使用普通空調(diào)制冷設(shè)備。設(shè)備間放置系統(tǒng)電子機(jī)柜等設(shè)備,人員極少進(jìn)入，而設(shè)備工作時(shí)會(huì)大量散熱，環(huán)境清潔度要求高，通常采用封閉的以制冷為主的空氣循環(huán)、調(diào)控溫濕度的機(jī)房專用空調(diào)系統(tǒng)。磁體間要求較為復(fù)雜，采用壓縮機(jī)穩(wěn)定、控溫精密的恒溫恒濕空調(diào)系統(tǒng)，通過(guò)風(fēng)道、波導(dǎo)，進(jìn)入磁體間內(nèi)調(diào)節(jié)溫濕度是最佳的選擇。上述所有房間的溫度梯度 (例如從磁體底部到頂部)應(yīng)嚴(yán)格控制在 3℃以內(nèi)。溫度變化率應(yīng)嚴(yán)格控制在3℃/h以內(nèi)。濕度變化率應(yīng)嚴(yán)格控制在5 %/h 以內(nèi)。
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超導(dǎo)磁共振氦氣緊急排放和通風(fēng)
目前所有超導(dǎo)磁共振都是用液氦作為超低溫介質(zhì)，液氦平時(shí)有揮發(fā)，需要通過(guò)耐壓的管道排出室外，稱為失超管。各廠家規(guī)定的失超管尺寸各有不同，如果超長(zhǎng)，或彎頭過(guò)多，還要增大其口徑。此外，在磁體室內(nèi)，還需要設(shè)置緊急強(qiáng)排風(fēng)裝置，在磁體失超時(shí)急用。失超時(shí)液氦會(huì)迅速揮發(fā)變成氦氣，1 升液氦變成氦氣體積會(huì)膨脹8倍，按一般的超導(dǎo)磁體1500升計(jì)算，如果不增加強(qiáng)排風(fēng)設(shè)備，氦氣會(huì)很快充滿磁體室，如果有人在內(nèi)，就會(huì)造成窒息的危險(xiǎn)。而較大的壓力也會(huì)使內(nèi)開(kāi)的屏蔽門(mén)難以開(kāi)啟，人員逃生困難，同時(shí)會(huì)造成設(shè)施的損壞。緊急強(qiáng)排風(fēng)裝置排風(fēng)量應(yīng)大于34?/min 。
總結(jié)
磁共振成像設(shè)備的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)是一項(xiàng)涉及專業(yè)廣泛、設(shè)計(jì)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要多專業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)人員共同協(xié)作配合才能順利完成，才能保障磁共振成像設(shè)備持久穩(wěn)定地運(yùn)行和應(yīng)用于臨床。
