3.0T高场医用磁共振设备安装工程方案探讨

田维良 许开喜 朱伯光

3.0T高场医用磁共振设备安装工程方案探讨

田维良①许开喜②朱伯光③

目的：随着磁共振成像设备的临床应用普及，3.0 T高场磁共振在医院的装机量逐渐增加。分析医院在安装GE discovery 3.0 T高场强磁共振过程中涉及的多种技术因素及工程学解决方案，为高场磁共振设备的安装管理提供科学有价值的经验参考。方法：严格质控磁共振设备的机房选址、土建、屏蔽设施施工等环节，精准规划与电气设施准备等有关工程流程的相互关联，做好工程衔接。结果：顺利通过3.0T磁共振机房场地建设施工验收，检测机构出具检测报告表明屏蔽效果符合要求；安装工程为获取高质量磁共振图像提供了场地、操作环境保障。结论：鉴于磁共振设备的特殊性和重要性以及对场地机房有较高要求，在安装前细致认真研究分析，多工种协调配合，在机房建设的过程中关注每个环节的细节，确保在预定工期内高质量完成施工建设，达到较满意的效果。

磁共振；机房；场地准备；磁场；电气；影响；射频屏蔽

田维良,男,(1976- ),本科学历，高级工程师。南京中医药大学附属连云港医院目标管理办公室，从事行政管理工作。

3.0 T磁共振设备磁场强度高、控制精度高且结构复杂，对机房场地选址、土建施工、射频屏蔽以及电气设施等都具有严格的标准要求，而且磁共振配套设备如水冷机组、精密空调等对机房也有较高要求。因此，机房建设质量直接影响磁共振图像，做好机房准备是保障磁共振正常运行的重要环节。医院根据厂家提供的场地、准备手册及安装指南等技术资料认真组织施工，施工前双方对项目内容和要求有完整的认识和了解，并做好充分的沟通，确保机房施工及时、高效、优质地完成。

1 规范磁共振机房建设选址

磁共振机房的设计和施工过程复杂，在与厂家签订供货合同后，医院即着手做好机房的准备工作[1]。磁共振供货期在3个月左右，无论新建机房还是旧房改造，要在到货前准备好，确保到货后及时顺利完成安装调试。根据厂家提供的磁共振场地准备快速指南，首先要做好新磁共振机房的选址。

1.1 合理的机房场地选址

磁共振场地的选址，需保证周边不能有电磁干扰，保证信号的准确性[2]。厂家对磁共振机房选址有明确而详细的要求，但是医院没有合适的房屋，原磁共振机房是否可改造为3.0 T磁共振机房？经过反复考量，医院最终决定选择在原磁共振场地边上新建一个标准机房，既满足厂家的技术要求，也保障医院设备高质量运转。原因是①原机房为永磁型低场强磁共振机房，机房面积、结构等均不能满足3.0 T磁共振的需求。②原磁共振机房周围没有大型移动金属物体、大电流、振动影响以及地铁、火车、等设施，离停车场、机动车街道较远，附近没有停车场、公路，不会对图像质量产生影响；③原机房周围没有精密设备或者在1G磁场范围外，3.0 T的高场强不会影响到周围或楼上的其他仪器设备；④新建机房与放射科连为一体可方便患者就诊，同时也要不影响医院建设的长远规划。医院磁共振更新且只有一台磁共振设备，原有设备要一直用到新设备装机前拆除。由于新建机房外侧原为停车场，为减少汽车等对MRI成像的影响，机房建成后在机房外墙边修建隔离设施，可降低停车场的影响。

1.2 避免高场强磁场的影响

高场和超高场MRI 的静磁场是地球磁场的数万倍，强大的磁场是看不见、摸不着的[3]。磁场的吸力与距离成反比，当铁磁性物品靠近磁体时，铁磁性物质将被主磁场吸引，可高速向磁体抛射，产生“导弹效应”引起人员伤害或设备损坏。因此，患者、家属及医务人员进入磁体间应将所有铁磁性物质去除[4-6]。

新建房屋为三层框架结构，磁共振机房在新建房一层，检验科将搬迁至磁体正上方的二层。为避免3T高场强磁场影响二楼检验设备，生化分析仪等检验设备避开放置在磁体正上方并尽量远离，置于5 G磁场范围外，磁体正上方作为检验科的会议室及辅助用房。

高场和超高场MRI的静磁场是地球磁场的数万倍，强大的磁场是看不见、摸不着的。磁场的吸力与距离成反比，当铁磁性物品靠近磁体时，铁磁性物质将被主磁场吸引，可高速向磁体抛射，产生“导弹效应”引起人员伤害或设备损坏。因此，患者、家属及医务人员进入磁体间应将所有铁磁性物质去除[4-6]。新建房屋为三层框架结构，磁共振机房在新建房一层，检验科将搬迁至磁体正上方的二层。为避免3 T高场强磁场影响二楼检验设备，生化分析仪等检验设备避开放置在磁体正上方并尽量远离，置于5 G磁场范围外，磁体正上方作为检验科的会议室及辅助用房。

2 把控图纸设计及电气等要求

2.1 设计图纸

确定新建机房后，厂家根据医院的房屋功能要求，设计机房图纸。对操作间、磁体间、设备间的位置进行定位，图纸中对设备各部件位置作出明确定位，预留管路通道尺寸和位置，以及室外空调主机和水冷机的位置。根据放射科的实际需求，设备管理和基建部门依据厂家提供的场地准备手册，最终确定机房施工图纸，如图1所示。

如果要证明命题的的结论是成立的，但通过其他常规方法证明又比较困难时，可以采用反证法，即从这个结论的否定面着手，通过一系列推理研究致使该结论是矛盾的，则可以证明此结论成立。

图1 磁共振机房总体布局图

2.2 机房建设要求

新建机房选址确定后，原机房(图1新机房下方)成为室内房间。由于是更新设备，原有MRI设备拆除进出必须通过新机房，涉及到旧机器停机、拆机、原磁共振的出口，新建机房要预留原有设备进出洞口和新设备进出洞口，还要尽量缩短停拆旧设备和安装新设备工期以及工期衔接、洞口封堵以及屏蔽等多项工作的配合，缩短工期既可以降低设备停机对临床工作影响的需要，也能减少医院的经济损失。

2.3 电源要求

MR工作时对电源质量要求较高[7-8]。Discovery MR750系统最大瞬时功率可以达到123 kVA，连续功率99 kVA，功率因数0.9，设备最大瞬间峰值电流为187 A，连续电流152 A；使用最小额定电流为200 A的过电流保护器。本系统设备要求专线供电，因为电网波动，特别是经常突然断电会对机器造成严重损坏并引发系统故障[9]。使用容量为225 kVA的专用变压器供电。三相线标明相序后与PE线一并引入配电柜。进线电缆采用多股铜芯线，变压器到配电柜之间距离不到90米，因此电缆选用多股铜芯截面为120 mm2铜芯线。接入柜内额定电流为200 A的断路器，且电缆颜色和断路器规格都符合标准电气安装手册规定。配电柜具备防开盖锁定功能，确保电气安全作业之需。配电柜紧急断电按钮需安装在操作间中操作台旁的墙上，便于操作人员在发生紧急情况时切断系统电源。

厂商对机房的电气有明确详细的标准要求，相对一般机器设备条件要高很多。工作环境要防鼠、防火、防热、防干、防水、防潮、防冻、防酸、防腐、防磁、防雷和防振。

3 机房土建施工监管

3.1 施工要求

院方按图纸在工期内完成土建施工，机房位于一楼，地面需要防水、防腐、射频屏蔽的绝缘处理。设备承重基础是土建施工的重点。为确保安全，对设备基础进行了承重和受力分析，磁体及检查床总重量达12 t，磁体基座固定位置做了200 mm厚的、标号≥C20的全素混凝土，地面水平3 m内误差＜8 mm。同时做好电线和网络通讯管线预埋等。磁体间30 cm范围内，不可有亚铁类易磁化物质。地面铺好铜皮后，在二次回填时必须用全素混凝土[10]。在图纸上的17位置(设备间外侧)要建一个水泥平台，用作空调室外压缩机和水冷机组的底座。操作间在土建施工时应完成插座底盒和穿线管预埋，以及可观察窗下两侧的网络和电话接口管线预埋。

3.2 防潮施工

屏蔽进场施工前，磁体间做好两层防潮层，磁体底座和地面整体为-500 mm。设备间的地面要保证较好的平整度，地面需要做单层防潮处理，防潮处理都使用油毡纸；屏蔽施工前准备好上下水管路、配电柜、主辅电缆敷设。

4 规范磁共振机房屏蔽施工

4.1 屏蔽施工设计

屏蔽施工是机房建设的关键一步，屏蔽效果好坏会影响图像质量。屏蔽分为磁场屏蔽和射频屏蔽。

(1)射频屏蔽。院方聘请专业的、曾安装过多台同型号设备的、具有丰富经验的厂家进行屏蔽机房射频屏蔽的设计和施工。射频屏蔽常用钢板或铜板制作成一个六面完整密封的屏蔽空间。确定屏蔽供应商后，施工单位负责多项工作，开始铜网屏蔽模块的拼接，设计并安装进入屏蔽房的所有管道，包括：失超管、紧急排风管、空调进风、回风管道等，设计屏蔽房内需固定设备的固定方式并提供固定件如螺栓等，以及屏蔽体上传导板和传导柜的开口及安装。

(2)磁场屏蔽。是将5 G磁场区域限于磁体室内，磁屏蔽分有源和无源两种方式，如果两台磁共振磁体距离比较近，则考虑磁屏蔽。周围没有强磁场，因此本机房不需要进行磁屏蔽。

4.2 执行屏蔽效果检测

(1)对屏蔽检测提出要求。其原因：①由于射频发射器的功率高达数千瓦，波长又处在米段波，极易干扰邻近的无线电设备；②射频线圈接收的共振信号功率为nW级，很容易受干扰而被淹没。因此，射频屏蔽是否有效，能否获得高清晰的图像，须对屏蔽效果进行检测。

(2)屏蔽检测结果。屏蔽主体施工结束后，磁共振设备如期到货，进磁体准备安装调试，并封堵磁体进出墙洞。待屏蔽工程全部结束后，请专业机构的技术人员按国家标准进行了检测。测试执行美国标准MIL－STD－285或国家标准GB12190—1990，门、观察窗、波导管和滤波器周围要重点测试[11-13]。经检测，屏蔽效果符合要求，检测机构出具了检测报告。

5 结语

磁共振机房设计施工涉及多部门、多工种协调配合，是一项比较复杂的工程。本着质量安全优先的原则，在安装前进行细致认真研究分析；在机房建设的过程中，关注每一个环节中的细节，多方商榷，达到比较满意的施工方案；在施工中随时注意各环节的质量标准要求，确保了3.0 T磁共振设备顺利进场并完成安装调试，最终实现设备按预期投入临床应用，达到比较满意的效果。

[1]陈大兴,雷建锋,赵媛媛,等.7.0T小动物磁共振成像仪器设施建设[J].计算机与化学应用,2014,31(2):247-250.

[2]肖运春,穆欣.浅析购置与安装磁共振设备的前期准备[J].黑龙江科技信息,2014(2):107.

[3]杨述根,陆笑非,付家庆,等.高场或超高场MRI使用安全警示[J].生物医学工程与临床,2014,18(1):94-98.

[4]徐跃,梁碧玲,赵强,等.医学影像设备学[M].3版.北京:人民卫生出版社,2010:1-236.

[5]Westbrook C,Kaut C.MRI in practice[M].2th ed.Oxford England:Science Ltd,1998.

[6]倪萍,陈自谦,张鲁闽,等.高场磁共振应用安全和质量控制的规范化管理[J].中国医疗设备,2011,26(2): 2-4.

[7]董明军,苏伟.安装1.5T磁共振仪前期准备工作要点[J].中国医疗设备,2014,29(5):110-111.

[8]董明军,窦军,白轩辉,等.磁共振成像仪供电电源的设计与应用[J].中国医学装备,2014,11(8):63-65.

[9]王甜甜,李国侠,庞浩,等.核磁共振质量影响因素及主要部件维护与保养[J].现代仪器与医疗,2014,20(1): 86-87.

[10]钱德军,唐从森.GE1.5T磁共振安装前的场地准备工作[J].医疗装备,2012,25(6):18-19.

[11]黄邻彬.3.0T超导磁共振安装探讨[J].医疗卫生装备,2008,29(11):100-102.

[12]黄祥国.医学影像设备学[M].北京:人民卫生出版社,2009:2.

[13]姜骁,杨群堂.浅谈核磁共振机房的建设要求[J].中国卫生产业,2014,11(6):175-176.

Discussion on installation scheme of 3.0T high field magnetic resonance equipment in hospital/

TIAN Wei-liang, XU Kai-xi, ZHU Bo-guang//
China Medical Equipment,2017,14(4):149-151.

Objective: With the clinical application and popularization of magnetic resonance equipment, the installed amount of 3.0T high field magnetic resonance in the hospital was gradually increasing. This paper summarized the various technical factors involved in the installation of 3.0T high field MRI, and provided scientific and valuable reference for the installation and management of high field magnetic resonance equipment. Methods: During the installed process of GE discovery 3.0T magnetic resonance, to explore the correlative relationship among series of preparation work about installation of magnetic resonance, such as the selection of machine room, civil construction, shield construction and related electrical facilities and so on, and complete the connecting work among them. Results: Finally, the hospital has successfully completed machine room preparation for the 3.0T magnetic resonance, and has provided site guarantee for obtaining high-quality magnetic resonance images. Conclusion: In view of the special, importance and higher requirement for machine room of the magnetic resonance equipment, the seriously research and analysis should be applied and a coordinated mechanism of various type work should be established before the equipment is installed. During the construction process of machine room, enough consideration for detail in every aspect can provide guarantee for completing high-quality construction during the scheduled period, and achieve a satisfying effect.

Magnetic resonance; Machine room; Site preparation; Magnetic field; Electric; Affect; Radio frequency (RF) shielding

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2017.04.041

1672-8270(2017)04-0149-03

R445.2

A

2016-12-05

①南京中医药大学附属连云港医院目标管理办公室 江苏 连云港 222004

②南京中医药大学附属连云港医院影像科 江苏 连云港 222004

③南京中医药大学附属连云港医院设备处 江苏 连云港 222004

[First-author’s address] Target Management Office, Lianyungang Traditional Chinese Medicine Hospital, Affiliated To Nanjing University of Chinese Medicine, Lianyungang 222004,China.