文/ 张晔 无锡市人民医院医学工程处
磁共振检查是目前临床上最先进、最重要的辅助检查之一，具有无X射线辐射、分辨率高、成像参数多、多方位成像的特点，对各种疾病的诊断有着重要价值。磁共振机房建设，需要科学设计磁共振机房并合理布局MRI设备，保证MR设备生成图像质量，保障机房其他设备的正常运行，保障工作人员、患者和公众的身体健康。
医院磁共振场地技术要求复杂，新建场地要做好充分准备，全面规划，才能避免返工修改或受到制约留下隐患和遗憾。在既有建筑上的选址，将更加困难，既要满足场地要求，又要考虑既成事实的条件。包括考虑设备的自重，设备的运输路线，以及周围设备对磁共振磁体的影响及磁体对其周围设备的影响等因素。
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选址和环境评价
目前各磁共振设备制造厂家针对磁共振（超导）设备的安装场地选址工作，都要求其专业的场地工程师进行现场环境的踏勘、测试和评价。
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磁环境
环境评价中最为复杂的是磁环境的评价。随着超导技术和磁共振技术的不断发展，目前投入临床使用的人体成像MR设备的场强已达到3.0T，甚至超高场强 7T， 9.4T。磁场环境对人员安全和周围设备使用的影响,以及对处于磁场影响范围中的铁磁性物质、移动金属(汽车、电梯等)、电力设施(高压变压器、动力电缆 等)仍存在影响,而这些物质对磁共振成像设备的使用的影响仍是需要重点考虑和面对的问题。不同厂家、不同型号的磁共振成像设备对其磁体周围磁环境的要求不尽相同,我们将要安装的3.0TMR的磁体对其周围磁环境的具体要求如下：
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MR磁体的磁场与其周围环境之间会产生相互影响
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离磁体中心点相距 2m 之内的铁磁物质 (如建筑钢筋、金属给排水管道、暖气管道等)的重量不得超过 50kg，且必需牢固固定 。
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MR对分布在其周围的其它设备的使用产生影响，因此它们之间必需保持一定的安全距离。
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多台 MR 设备之间应该保持一定的安全距离，确保每两台磁共振设备之间的 3G 线没有交叉，当然距离越大越安全。如果备选的场地不能满足上述要求，而又必须在此场地安装MR，那么只有两种选择：1.将其它金属物体或设备主动迁移到远离磁体中心的安全范围之外；2.在磁体间建筑的六个立面选择安装代价高昂的磁屏蔽。本次医院安装选址情况符合后者，选择用磁屏蔽解决磁场干扰的冲突。
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射频环境
除磁环境外，射频环境是另外一个保证MR正常使用和工作的重要因素。通过射频防护措施能得到“无外来射频污染”的磁体间内部“干净”的射频环境，以保证磁共振成像设备在成像过程中发射和接收的射频脉冲不会被外来的、空间中广泛存在的射频信号所干扰和覆盖。以此保证信号纯净，保障图像信息不受干扰。目前效果好、成本低的防护措施是配备射频屏蔽。因此射频环境的选择，实际上是考虑该备选场地是否适于制作和安装射频屏蔽设施。
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震动
震动会影响MR的图像质量，MR场地要尽量选择远离震动源的场所。对 MR 场地产生影响的震动可分为稳态震动和瞬态震动两种。
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稳态震动通常由电动机、泵、空调压缩机等引起。
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瞬态震动：通常由交通工具(如汽车等)、行人、开关门等引起的震动。
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承重
MR系统中最重的部件就是磁体，其重量根据 MR 的类型（场强从 0 .1T 到 3.0T， 磁体为永磁、常导或超导)不同，一般从5吨到25吨不等，本次我们要安装的磁体重量为14吨。 因此安装场址母体建筑楼板和框架的承重，以及磁体运输通道和路径的承重是否能够达到建筑安全要求和MR制造厂家的要求，是MR安装场地选址工作的重要环境评价因素之一。
贰
MR 场地的布局
虽然不同MR制造商对各种型号磁共振场地的空间尺寸、平面布置等要求有差异，但其基本原则相近。以本次安装的磁共振成像设备为例，MR安装场地布局的基本原则为：操作间（也称观察室、控制室)首选正面面对磁体，以方便磁共振医师和技师通过观察窗直接观察病人在磁体间里接受磁共振扫描检查的状况。设备间紧靠磁体室的一侧，即可选择在磁体间的侧面，也可选择在磁体间的后部，侧面最佳。但是要注意将设备间中的电子机柜与磁体中心之间保持一定的安全距离，原则是尽量保持在(0.5-1)高斯线之外。空调间可以和设备间同室，但是最好放置在不同的分割区域中，不要混放，分割区域之间的地面设计拦水坝，空调区域有下水道，可以排泄机房专用空调、制冷系统水循环管路产生或泄漏的水。影像后处理工作站、诊断报告室、预约登记室、防火控制室、以及病人更衣室和候诊室等功能区间可以按实际场地条件配置，以各自空间独立的规划设计为最佳选择。当操作间不能和磁体间相邻或无法有效地通过屏蔽窗直接观察病人时，需要增加视频监控设备。布局顺序如下：
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磁屏蔽
当需要增添MR的医院或医疗机构没有足够大的、磁环境“干净”的场地，或对磁环境的评价结果不能达到MR使用要求时，可以通过压缩强磁场范围平衡和调节周围的磁场环境。常规使用的压缩磁场范围的办法为制作和安装磁屏蔽，即利用如硅钢、纯铁、铍镆合金等高磁通的特种材料改变静磁场的布局和强度，将强磁场分布压缩到适当范围的同时，又能保证不影响磁共振本身工作磁场的均匀性、稳定性和安全性。本次设计就要求使用磁屏蔽将5高斯线压缩在检查室范围内。
肆
射频屏蔽
所有的MR安装场地均需要配备射频屏蔽。屏蔽质量的好坏，以及各种辅助设备和线路进入屏蔽室的滤波效果，衡量着射频屏蔽制作的技术水平和工艺，并直接影响磁共振成像设备的成像结果 。
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材料
材料多以紫铜板为主，因为紫铜板的导电率高，磁通率低，在磁共振 20MH z -100M H z的工作频段非常适宜，同时，紫铜板具有易于加工，不易氧化等特点，使之成为磁共振成像设备基础设施建设中制作磁屏蔽的首选材料 。
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工艺
屏蔽壳体的制作工艺不尽相同。传统的屏蔽室制作大多使用焊接式，随着工业标准化工艺流程的推广应用，屏蔽室制作现场的工作量逐渐减少，屏蔽材料及其组件的加工逐渐向工厂生产线转移，即由工厂生产拼板式屏蔽组件，现场仅进行安装操作。射频屏蔽室的制作还包括屏蔽门、屏蔽观察窗、波导板、波导孔、屏蔽室内照明设施等。
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屏蔽门
屏蔽门的制作最关键的是屏蔽门的材料选择及其制作工艺。大多数屏蔽门使用簧片技术，即通过使用弹性良好的簧片保证门体和屏蔽体良好的电连接。簧片的弹性和耐磨性就成为屏蔽室效能和使用寿命、维护成本的关键。据以往经验，簧片随着使用时间及频率的增加，最终都会不同程度断裂或脱落，后期维护效果很难理想。随着原材料技术的不断进步，目前国外已大量使用导电气囊和簧片相结合的技术，在门开启时，气囊收缩，门和门框分离，门关闭时，气囊充气，将簧片鼓出并压紧。这种技术大大减少或避免了簧片和门框的摩擦，既增加了门的使用寿命，又使门的开闭变的轻松省力，对簧片材料的弹性和耐磨性要求也大大降低。
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屏蔽观察窗
屏蔽观察窗制作的技术难点主要是如何解决屏蔽效能和屏蔽窗清晰度之间的矛盾。可通过选用不同目数，不同丝径的金属丝网，同时调整丝网网格角度和两层丝网之间的距离的方法，获得较佳的清晰度和最佳的屏蔽效能。
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磁体间屏蔽室内弱电配电和照明设施
通常采用电源滤波器将交流弱电配电经过滤波后再输入屏蔽室内供照明和弱电设备使用。在超高磁场强度磁共振机房设计施工中，一般将经过整流滤波的低压直流电配送输入磁体间屏蔽室内供照明使用。
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射频屏蔽要求
1.5T磁共振成像设备的射频屏蔽要求10MHz -100MHz平面波衰减大于100dB，屏蔽壳体绝缘大于1000欧姆 。
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降噪
高场MR设备扫描时所产生的噪声在听力范围内有较高的强度。例如3.0T 磁共振的噪声指数平均102分贝，峰值115分贝。这对患者在磁体间接受MR检查会产生较大影响，增加恐惧感，不利于患者的情绪稳定，同时也会对医生的工作造成干扰。因此如何降低噪音是MR基础设施建设需要解决的重要问题之一。在磁共振成像原理和结构设计不做改变的情况下，是难以根除的。因此，从基础设施建设的角度，降低噪音主要是减弱声波，使其在墙壁、天花板、地面形成多次反射，以及降低声波穿过装饰和建筑结构后剩余的强度。减弱声波的反射主要通过装修材料的选择和特殊工艺实现。
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温湿度和通风
磁共振基础设施各个房间的功能不同，对温湿度的要求也各不相同。采用不同类型的空调分别控制，是达到各房间最佳温、湿度效果的解决办法之一。操作间可以使用普通空调制冷设备。设备间放置系统电子机柜等设备,人员极少进入，而设备工作时会大量散热，环境清洁度要求高，通常采用封闭的以制冷为主的空气循环、调控温湿度的机房专用空调系统。磁体间要求较为复杂，采用压缩机稳定、控温精密的恒温恒湿空调系统，通过风道、波导，进入磁体间内调节温湿度是最佳的选择。上述所有房间的温度梯度 (例如从磁体底部到顶部)应严格控制在 3℃以内。温度变化率应严格控制在3℃/h以内。湿度变化率应严格控制在5 %/h 以内。
柒
超导磁共振氦气紧急排放和通风
目前所有超导磁共振都是用液氦作为超低温介质，液氦平时有挥发，需要通过耐压的管道排出室外，称为失超管。各厂家规定的失超管尺寸各有不同，如果超长，或弯头过多，还要增大其口径。此外，在磁体室内，还需要设置紧急强排风装置，在磁体失超时急用。失超时液氦会迅速挥发变成氦气，1 升液氦变成氦气体积会膨胀8倍，按一般的超导磁体1500升计算，如果不增加强排风设备，氦气会很快充满磁体室，如果有人在内，就会造成窒息的危险。而较大的压力也会使内开的屏蔽门难以开启，人员逃生困难，同时会造成设施的损坏。紧急强排风装置排风量应大于34㎥/min 。
总结
磁共振成像设备的基础设施建设是一项涉及专业广泛、设计复杂的系统工程，需要多专业领域的技术人员共同协作配合才能顺利完成，才能保障磁共振成像设备持久稳定地运行和应用于临床。
