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核磁共振论文
西安航空学院
2012 届毕业设计（论文）
MR3.0安装实习报告
专 业：
医用电子仪器与维护
班 级：
医电1207
学 号：
0930701120619
姓 名：
张卫国
指导老师：
侯伟工程师
2012年6月
摘要 3
前言 4
2MR的组成系统 5
3场地要求 6
4机房规划 8
5系统屏蔽 9
6冷水机系统 9
7空调系统 9
8电源系统 10
9照明系统 10
10接地线 11
11安装步骤与接线要求 11
12结语 12
13实习心得 13
14致谢 14
15参考文献 15
摘要
磁共振系统及其辅助设施的安装是一项系统工程,安装工程质量的好坏直接影响磁共振成像装置的质量和寿命。
本文就磁共振安装过程中的场地、机房、屏蔽、空调、电源、照明、接地等问题进行了阐述
关键词：
磁共振系统;设备安装;屏蔽
Abstract:
Discussedthefollowingmattersneedingattentionduringtheinstallation,i.e.site,engineroom,shield,air-conditioning,illumination,
grounding,etc.
Keywords:
MRsystem;equipmentinstallation;shield
前言
核磁共振成像是利用原子核在磁场内共振所产生信号经重建成像的一种先进医疗诊断技术。
可以检查身体所有的实质性器官，具有多序列、多方位成像和高分辨率、无创伤、无辐射的特点，对神经系统（包括颅脑、脊柱和脊髓）、五官、胸部、腹部、盆腔、血管及骨骼肌肉系统等全身各系统有着广泛的应用，定位、定性诊断准确。
它是现代医学影像领域中最先进、最昂贵的诊断设备,现已经大量装备到医院并广泛应用于临床各系统的检查诊断,是临床诊断必不可少的设备之一。
由于磁共振成像（MRI）扫描装置系统复杂,设备庞大,磁场强度大,对工
作环境要求高,受周围环境因素影响大。
因此为保证MRI扫描装置正常工作,减少各种因素对磁共振的影响,磁共振及其辅助设施的安装以及机房的合理规划设计显得非常重要。
本文就磁共振设备及其辅助设施的安装中应注意的问题进行阐述。
2MR的组成系统
磁共振成像系统大体由四个系统组成：
即磁体系统、梯度磁场系统、射频系统和计算机系统。
（1）磁体系统是磁共振成像系统最重要、成本最高的部件，是磁共振系统中最强大的磁场，单位用特斯拉（Tesla，简称T）或高斯（Gauss）表示，1T=1万高斯。
临床上磁共振成像要求磁场强度在0.05～3T范围内。
磁场强度越高，信噪比越高，图像质量越好。
一般将≤0.3T称为低场，0.3T～1.0T称为中场，＞1.0T称为高场。
但磁场强度过高也带来一些不利的因素。
为了获得不同场强的磁体，生产厂商制造出了不同类型的磁体，常见的磁体有永久磁体、常导磁体和超导磁体。
（2）梯度磁场简称梯度场，梯度是指磁场强度按其磁场的位置（距离）的变化而改变，它的产生是由梯度线圈完成的，一般在主磁体空间沿着X、Y、Z三个方向放置。
梯度线圈有三组即GX、GY、GZ，叠加在静磁场的磁体内，当线圈通电时可在静磁场中形成梯度改变。
（3）射频脉冲磁场简称射频脉冲（radiofrequency，RF）是一种以正弦波震荡的射频电波。
磁共振系统中应用的频率较低，相当于调频广播FM波段，根据静磁场的强度不同其RF频率也不同。
射频系统作用：
用来发射射频磁场，激发样品的磁化强度产生磁共振，同时，接收样品磁共振发射出来的信号，通过一系列的处理，得到数字化原始数据，送给计算机进行图像重建。
它是由发射射频磁场部分和接收射频信号部分组成。
（4）在MRI设备中，计算机系统包括各种规模的计算机、单片机、微处理器等，构成了MRI设备的控制网络。
信号处理系统可采用高档次微型机负责信号预处理、快速傅立叶变换和卷积反投影运算。
微机系统负责信息调度（如人机交互等）与系统控制（如控制梯度磁场、射频脉冲）。
3场地要求
磁共振系统安装前期,医院要根据生产厂家给予的安装指导手册进行机房的设计规划,要求系统所在的位置必须保证MRI运行中,既没有因外部的干扰而影响磁场的均匀性和系统的正常运行,又要保证人员的安全和其它医疗设备的功能不受磁场影响。
磁场的均匀性是保证MRI图像质量的重要因素之一,外界对磁场的干扰因素包括静态的、动态的以及工频干扰,其磁体的强磁场与周围环境中的大型移动金属物体,如汽车、电梯等大型运动金属物体有相互影响,外部的震动和冲击会降低图像质量。
高压线、变压器等也会对匀场产生影响。
因此,在MR系统安装过程中要全面考虑上述因素的影响,如确实因场地地理位置限制,也要保证这些外部设施离磁体至少15m以外。
一些设备,包括医疗设备和系统的功能会受到磁场的影响,所有这些设备和系统在布局时也必须予以考虑,特别是在磁场5高斯线以内不能放置任何设备。
假如在磁体附近有另一台MR和CT存在时,要考虑设备间隔至少在12m以上,并且在作磁场匀场调试时,其它设备都要处于静止状态。
磁共振设备在安装时还应注意超导磁体在出厂时液氦液面大约在70%位置,此时冷头不工作。
因此为了使液氦尽量少挥发,以及避免发生磁体意外,应在磁体到达前尽快使场地工作达到要求,使磁体的冷头尽快投入工作,减少不必要的损失。
磁场对其他设备的干扰：
某些设备的功能会受到磁场的影响，所有这些设备和系统在布局时必须参考该设备最大允许的磁通密度，其取决于每个设备和系统部件的敏感性，见表1。
外界对磁场的干扰因素、原因和补偿：
（1）静态的干扰，如铁梁、钢筋水泥，特别是磁体下方。
其应满足最小间距/最大质量的要求（见表2），而磁体匀场仅能部分补偿此影响。
表1典型设备允许最大磁通密度限制要求
设备
磁通范围/mt
最小间距X、Y方向/m
最小间距Z方向/m
伺服－通风机
20
1.6
2.2
射频滤波器
10
1.8
2.5
磁性数据存储设备
3
2.1
3.2
计算机，硬盘，示波器
1
2.3
4.0
心脏起搏器，胰岛素泵
0.5
2.6
4.6
CT系统
0.2
3.1
5.7
直线加速器
0.1
3.8
6.8
表2干扰类型和最小间距的限制要求
干扰类型
物体
最小间距
X，Y方向/m
最小间距
Z方向/m
静态干扰
钢筋含量<100kg/m2
1.25
1.25
动态干扰
水冷却系统
4
4
轮椅，担架床或<50kg
金属物体
5.5
6.5
金属物体<200kg
6.0
7.0
汽车，金属物体<900kg
6.5
8.0
卡车，货物电梯，金属物体
<4500kg
7.0
9.5
有轨电车，火车
40.0
40.0
50Hz工频干扰
变压器
高压电缆
电缆电流<100A
3
2
电缆电流<250A
7
3
电缆电流<1000A
12
5
变压器<100kVA
12
8
变压器<250kVA
12.5
10
变压器<650kVA
13
12
变压器<1600kVA
14
15
（2）动态的干扰，如运动的铁磁物品。
为避免此影响，满足最小的间距的要求是必须的。
最小的间距取决于移动方向和磁场方向。
（3）交流50Hz工频干扰，如电缆、变压器等。
4机房规划
机房建造必须充分考虑磁共振的特殊性,要以长远规划进行设计,以满足设备的使用要求,方便患者诊疗。
磁体一旦落位,就很难再重新搬动和装修,所以在规划设计时要预留足够的空间,如磁体房要保证磁体四周要有足够宽的通道,以便于设备检修和加注液氦,并使病人推床能够方便进出。
操作室、机房也要考虑预留足够的面积,以便于医生和设备维修人员进行工作。
由于磁体体积较大,加注液氦后重量可达几吨,因此扫描室地面要具有足够的承载能力,以满足磁体的重量要求。
具体在磁体房建造时可在磁体放置区域用混泥土灌注基座,其深度要求达到2m,这样才能保证磁体在工作时不会发生震动和位移。
同时要求磁体房地面水平误差不超过±2mm,并且地面必须做2道防水层。
扫描室、机房、操作室的空间高度至少要有3m,在安装完空调管道、失超管道、线槽等设施后,吊顶的净空不小于2.7m。
5系统屏蔽
为保证磁共振正常工作,MR扫描室要求射频屏蔽,以防止射频信号对外部环境的干扰,同时也防止外界电磁波对MR系统的干扰。
目前常用的MR扫描室屏蔽体材料有铜板和低碳钢板两种,其中铜板优于低碳钢板。
选材时一般选用0.5mm厚的含磷铜板,双面焊接作为屏蔽体,该工程必须要具有国家认证的资质单位进行施工。
所有连接扫描室的管线,如直流照明、氧气管、空调风管、失超管等,都必须通过各种射频滤波器进入扫描室,厂家只提供机柜到磁体所需的滤波器,其它滤波器由屏蔽厂家设计安装。
屏蔽门的尺寸大小需考虑病人推床和液氦罐的进出,四周接缝要良好,屏蔽窗的视野要宽大、清晰。
屏蔽体要与墙面绝缘,要求对地绝缘电阻>100欧姆,并且屏蔽体不能单独接地,必须通过MR系统接地。
屏蔽体安装完成后,需经过专业测量机构进行认证,要求频率范围在15MHz~128MHz内射频屏蔽值≥90dB。
6冷水机系统
冷水机的作用有两方面：
一是冷却梯度线圈及输出级；二是冷却氦压机内的液氦循环介质。
磁体的液氦容器中挥发口处有一个冷凝头，温度需要维持在6K以下，当氦气挥发时，遇到冷凝头重新液化成液体回到容器中，可有效降低液氦的挥发。
冷凝头采用冰箱原理，用液氦作为循环介质，因此冷水机需要24h对氦压机进行冷却。
冷水机安装在室外，通过管道连接进入室内为氦压机及梯度冷却提供冷水，然后把热交换后的热水循环回去冷却成冷水（循环介质的水是用蒸馏水）。
同时，还必须安装备用自来水管，当冷水机出故障时，可把自来水切入系统，替代冷水机提供的冷水，否则，液氦消耗会很快。
7空调系统
MR系统对工作环境要求很高,过高或过低的温度、湿度将导致设备不能正常工作,因此扫描室、机房应采用独立机房中央空调,且具有恒温、恒湿功能,并带有独立双回路机组。
空调是磁体室和设备室共用，空调设备必须安装在设备室，但要放置在不同的分割区域，分割区域之间的地面设计拦水沟作为空调区域下水道，可以排出制冷系统管路产生或泄漏的水。
空调风道进入磁体室要经过屏蔽波导连接。
送风系统采用风道和出风口，回风采用开放式回风，总制冷量15匹，温度控制在20～24℃，温度变化梯度小于5℃/10min，湿度控制在40％～60％，不得出现冷凝结露。
空调出风口的设置需要配合房间所有设备的放置位置，不能正对设备的上方，以防结露滴水造成线路短路。
8电源系统
配电设备的安装要符合国家标准，具体指标要求如下[2]：
电压为380/400（1±10%）V，三相五线制；频率为（50±1）Hz；线间不平衡最大为2%；接入功率VQ-engine为110kW；瞬间功率为140kW；线内阻最大为95mΩ；主交流接触器最小为100A。
磁共振主机供电应该直接从医院主变电站连接至磁共振主机专用配电箱，不再连接其他负载。
辅助设备供电（空调、冷水机等）另取线路，以避免一些频繁启动的高压设备，如电梯、电动机、泵、压缩机等对磁共振主机的电源干扰。
为保证电源内阻要求，主电缆线截面积不得小于50m2。
根据国内电网状况，推荐配备整机UPS或稳压电源，建议容量为140kW以上。
MR扫描时对电源要求较高,因设备功率较大,所以提供给MR系统的电源必须直接从医院主变电站独立拉线至磁共振专用配电机柜,线径选择应预留一定的功率余量,线长不宜过长,最好小于100m,线内阻不超过95毫欧,三相不平衡小于2%。
MR配电柜内应包含三相火线保险、交流接触器、漏电保护器、零线线排、地线线排灯。
如果供电电源波动大,还需增加三相稳压电源或三相UPS电源。
9照明系统
由于交流电会产生工频干扰,日光灯会产生电磁干扰,因此扫描室的照明应采用直流白炽灯照明,直流电源的交流成分应小于5%,照明亮度要足够,以保证对病人操作的便利性。
扫描室内最好不要安装交流插座。
直接靠近磁体照明设备的工作寿命会受到磁场的影响。
灯丝会随电源的频率而振荡。
因此，要求扫描室采用直流照明电灯。
直流电源的交流残余波纹应≤5%。
不使用调光器。
由磁性物质所构成的用电设备被用在扫描室内会由于磁场的原因产生危险，因此建议扫描室内不安装交流插座
10接地线
接地阻抗大小直接影响着磁共振扫描成像的图像质量以及人身安全,磁共振对接地的要求很高,通常要求接地电阻小于2欧姆,并要求是专用独立地线,不能与供电机房地线以及机房空调地线混接。
具体操作方法是用铜板或角钢作为接地体,并打三个彼此距离5m的小坑,坑的直径为1m,深度1.5m以上,将接地体埋入坑内,并将其连接成一体,然后用盐水浇灌回填。
完成后用接地阻抗测试仪测量其接地电阻值,使其达到要求,达不到要求需进行返工。
该接地体每隔两年要检测一次,以确定接地阻值在正常范围以内。
总之,磁共振系统及其辅助设施的安装是一项系统工程,涉及到规划设计、施工安装等多个环节,因此要求工程人员具有较全面的知识和综合解决问题的能力,并且细致认真地做好每项工作,这样才能保证磁共振正常工作,反之则会影响设备运行与使用效率、寿命,造成不必要的损失。
11安装步骤与接线要求
（1）进磁体，磁体间在磁体进入之前一定要设计好高度、空间，一定要符合磁体安装要求，磁体间的六面要做好屏蔽工作，一般都是0.5mm的铜板，由于磁体体积比较大，所以磁体间必须有一面是空着的，而且磁体比较重，所以磁体必须小心翼翼运入磁体间，并且一次性摆放到位，当磁体完全进入磁体间并且安放到位后，在把最后一面墙砌起来，并做好屏蔽，至此，进磁体的工作就结束了。
（2）设备间的安装，将稳压柜、梯度柜、系统柜、射频放大柜、射频切换柜和氦压机按顺序运入设备间，并依次摆放。
再将氦管通过传导板分别接到磁体与氦压机上，氦压管接时先连接低压管，再接高压管（拆的时候先拆高压管，再拆低压管）接着再接冷头的电源线（氦压机到电源箱）。
等电源线和氦压管都接好时就开始给氦压机通电，通过氦压机给磁体中的液氦加压。
然后安装装机手册连接传导板与各个柜子之间的信号线，接线要注意一下几点。
第一，所有线都要与传导板和柜子之间的线号相对应；第二，不管是从传导板还是从柜子上面下来的线，都要垂直于地面，多余的线要在地沟里按照地沟的形状打8字（每条信号线和电源线都要独立的打8字，方便以后故障检查和维修），然后用扎带扎起来。
带线鼻子的再柜子里接的时候必须垂直地面，传导板和所有柜子上的线都不能有交叉现象，必须依次垂直于地面。
最后，不管是传导板还是柜子，上面的所有螺丝都必须拧紧，以防止通电后接触不良。
（3）磁体间的安装，先将水管与风管连接好，水管与风管也要按照布线要求布置。
其次是安装后桥，将后桥推至磁体正后方，先把后桥上的轮子卸掉，再把后桥与磁体内的床位调平，然后上固定螺丝，固定完后开始上皮带，皮带主要起运输床的作用，皮带一定要拉直。
接下来开始连接传导板与磁体上的各个信号线，其布线方法与设备间的一致。
最后就是安装床，安装床之前要线安装DOCK，DOCK主要的作用就是床与磁体之间的连接，先将DOCK安装好后，再将床连接至磁体调整床与磁体内床的水平线，当能调节好后就将床临时推到一旁，开始固定DOCK，在地面上打膨胀螺丝，膨胀螺丝连接到DOCK，DOCK固定结束后再将床连接到DOCK,并调好位置。
（4）操作间的安装，先将操作台（操作时用的桌子）安装起来，再将显示屏安到操作台上，将主机、显示屏以及射频柜之间的信号线、电源线按照线号连接好，所有线都在地沟里按照布线要求布好。
（5）连接电源线并检查所有线路，先将进出稳压柜的九根线的线鼻子压好，在开始连线，接的时候要按照五进四出原则接好，特别是地线一定要接，并且要接对。
最后开始检查线路，至此所有的物理安装过程就结束了。
12结语
综上所述，安装的工作人员不仅面临辐射、高压等危险，还面临着许多潜在的危害，因此，安装工作人员在安装过程中，应做到以下几点：
（1）时刻牢记放射防护3原则，即辐射实践的正当化，放射防护的最优化，个人剂量限值。
这3项基本原则构成了一套放射防护体系，正当化是最优化过程的前提，个人剂量限值是最优化的约束条件。
所以，放射防护3项基本原则是相互关联的，要灵活运用。
（2）时刻保持高度警惕，加强防护意识。
技师和工程师要定期讨论分析加速器在使用中所存在的安全问题及解决办法，树立严肃、严格、严密、严谨的工作作风；定期学习防护知识的理论，用理论指导实践；学习相关的法律法规和管理办法，一旦发生意外，用法律武器保护自己。
（3）科室制定切实可行的规章制度，正确的机器操作规程，完备的应急预案，使实际工作中有规可依、有章可循，在制度上避免事故的发生，增强应急处理能力。
科室可以举行相关的预警演戏，熟悉应急处理程序，并且定期检查急停按钮是否失灵、各项联锁是否有效。
（4）工作人员应坚持定期健康查体和进行个人剂量监测，一旦发现血象异常（如白细胞数量有明显下降）或者身体有不适的症状，要及时就医，必要时应脱离岗位。
工作人员应积极锻炼身体，提高抵抗力，才能更好地为患者服务。
13实习心得
在公司里待了而有快两个月了，在短时间里让我学到了不少在书本里学不到的知识，也掌握了很多工作技巧，这些也归功于公司里的工程师们的认真指导与培训。
第一次进入工作场地的时候什么也不懂，对于核磁里面的任何配件都不敢碰，公司里的师傅也对我们很负责，他们很耐心地为我们培训指导，首先他教我们怎么看安装手册，然后对着实物给我们讲解，由于安装手册全是英文，所以我们看起来很是费劲，很多地方根本就看不懂，所以经过这段实习，我下定决心一定要把英语在业余时间学好。
而且有很多线号不知道怎么去识别，但是经过这一个月的培训。
我对着安装手册上的线标怎么走，哪里到哪里，都能横清楚的辨别出来。
其次是安装过过程中的一些问题，在安装过程中我们要正确的使用工具，以免对他人和自己造成伤害，工作中一定要做好防护工作，一要穿防护鞋，防止重物砸到脚导致自己不能工作，二要带防护眼镜，以防止空中作业时有杂物掉落眼睛里。
在安装开始时我有点不敢动手，因为怕接错线，所以工程师就给我先知道一下怎么接线，然后是哪到哪，接着他又给我做了一个示范,然后然我去接线，于是我就按照工程师知道的去接了，接完后让他检查一遍，当他检查后就告诉我说我接线时螺丝拧的不紧，这样很容易导致接触不良,接下来就是布线，我自己在放线过程中，不知道怎么放线，所以导致很多线很容易交叉在一起，而且在地沟里的线也是很乱的，但是后来在布线过程中，工程师教我了一些比较简单的方法，怎样放线既快又不容易交叉混乱，而且叫我怎样在地沟里布线，在地沟里的线，细的要打成8字，粗的要来回按顺序布好，而且每一条线都要独立的用扎带扎起来，然后再地沟里依次摆放好。
工作中所有的东西都得轻拿轻放，不能急急忙忙，还有就是工作室里要保持干净，不能把安装后的垃圾随手扔到地面，应该造个纸箱子或者直接扔到外面的垃圾桶里。
经过这段时间的实习，我渐渐掌握了工作的要领，也懂得工作中该注意的细节，相信在以后的工作当中我会更加熟练的操作与安装。
最后在此向各位为我辛勤指导的工程师们致以诚挚的感谢，也向三年来为我辛苦教学的老师们致以最高的敬意，谢谢你们对我的辛勤教育和谆谆教诲，我一定不辜负你们的厚望把你们教予我的知识运用到实际生活当中去。
14致谢
本次实习工作是在我的带队工程师吴庆柱的精心指导和悉心关怀下完成的，在我的实习工作中无不倾注着吴师傅辛勤的汗水和心血。
他的严谨的工作态度、渊博的知识、无私的奉献精神使我深受的启迪。
从尊敬的工程师身上，我不仅学到了扎实、宽广的专业知识，也学到了做人的道理。
在此我要向我的带队工程师致以最衷心的感谢和深深的敬意。
在多年的学习生活中，还得到了许多领导和老师的热情关心和帮助，在实习工作当中，我的另外几位工程师也给予了我很大帮助。
在此，向所有关心和帮助过我的领导、老师、同学和朋友表示由衷的谢意！
衷心地感谢在百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授！
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