放射医学丨【相关专业知识】MRI设备：附属设备构造及其特性

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       附属设备构造及其特性

       MRI设备的安装需要考虑磁场对环境的影响及环境对MR设备的影响，为了保障MRI设备正常工作，必须装备磁屏蔽、射频屏蔽、冷水机组及空调等外围设备。

       (一)磁场与环境的相互影响

       1.磁场对环境的影响 MRI磁体产生的边缘磁场达到一定程度时，就可能干扰周围环境中磁敏感性强的设备，使其不能正常工作。边缘场对机械型的仪器和仪表（如钟表、照相机等）、磁记录装置（如磁卡、摄像机及计算机磁盘驱动器等）、体内植入物（如心脏起搏器，离子泵等）及有电真空器件和光电偶合器件的设备（如显示器、示波器、心脏监护仪、DSA和CT等）均有一定的影响，在安装使用这些医疗设备时应该考虑所能允许的最大磁场强度以及距磁体中心的最小距离，这种影响通常在5高斯线内区域非常明显，而在5高斯线以外区域逐渐减弱，MRI设备的5高斯线处应设立醒目的警告标志。

       2.环境对磁场的影响 MRI设备主磁场的均匀性是MR图像质量的重要保证。磁体周围环境的变化会影响磁场均匀性和稳定性，磁场干扰（源）可分为静干扰和动干扰两大类。建筑物中的钢梁、钢筋等铁磁性加固物或建筑材料就属于静干扰，为了减少静止干扰，在MRI系统的场所设计阶段，就要尽量对建筑物所有墙壁、地面、墙柱及磁体基座等结构中钢材的用量加以限制。移动或者变化的磁场干扰源称为动干扰，动干扰有移动的铁磁性物体（如轮椅、小汽车）及可产生交变磁场的装置（如变压器等），它们对磁场的影响程度取决于各自的重量、距磁体的远近以及交变磁场的强弱。

       (二)MR设备附属设备

       1.磁屏蔽 磁屏蔽是用高饱和度的铁磁性材料或通电线圈来包容特定容积内的磁力线，不仅防止外部铁磁性物质对磁体内部磁场均匀性的影响，同时可以大大削减磁屏蔽外部边缘磁场的分布。磁屏蔽分为有源屏蔽和无源屏蔽。有源屏蔽是指由一个线圈或多个线圈组成的磁屏蔽，这些线圈置于主磁场线圈之外，在屏蔽线圈中通以与主磁体线圈反向的电流，产生反向磁场来抵消主磁场的边缘磁场，从而达到屏蔽的目的。如果线圈排列合理或电流控制准确，屏蔽线圈所产生的磁场就有可大大削弱边缘磁场。无源屏蔽是使用铁磁性屏蔽体包容主磁场达到磁屏蔽的目的。无源屏蔽有两种，一种在磁体间的四周墙壁、地基和天花板等六面体中镶入4～8mm厚的硅钢板，构成磁屏蔽体，如果边缘磁场的分布仅在某个方向超出了规定的限度，则只在对应方向的墙壁中安装硅钢板，形成边缘磁场的定向屏蔽，另一种是在磁体周围安装铁磁材料屏蔽体。

       2.射频屏蔽 射频屏蔽是利用屏蔽体对电磁波的吸收和反射作用，隔断外界与MRI设备之间的电磁场耦合途径，以阻挡或减弱电磁波的相互干扰。通常多采用导电良好的金属材料作屏蔽体，如铀皮、铜皮等，并镶嵌于磁体室的四壁、天花板及地板内，以构成一个完整的、密封的法拉第屏蔽体，观察窗的玻璃间改用铜丝网屏蔽体，地板内的RF屏蔽还需进行防潮、防腐和绝缘处理。

       所有连接进磁体间的管线如照明电线、RF信号及各种控制电线等必须通过安装在射频屏蔽上的各种滤波器才能进入，所有进出磁体室的送风管、回风口、氧气管及失超管等必须通过相应的波导管穿过RF屏蔽体。整个屏蔽体须通过MR系统接地，严禁单独接地，接地电阻小于2Ω，屏蔽体对地绝缘要求大于1000Ω。射频屏蔽总的要求是各墙面、开口处对15～100MHz（1.5T设备）及15～150MHz范围内平面波衰减大于100dB。

       3.水冷机组 MRI设备的冷水机组是为了确保MRI设备冷头及梯度系统的正常运转所配置的。MRI设备的冷头是通过氦压缩机致冷，氦压缩机采用水冷却方式，它的散热器被冷水管包绕，产生的热量最终由水冷机组提供的循环冷水冷却；梯度系统中梯度放大器及梯度线圈中产生大量的热量，这些热量也是通过水冷机组的冷水冷却。MRI设备所配置的水冷机组通常为双机组，其功率根据不同机型MRI设备氦压缩机及梯度系统的产热量而定。

       4.空调 MRI设备对环境的要求一般为室温21℃±3℃、相对湿度40%～65%。根据不同MRI设备产热量配置相应功率的空调，空调系统应安装空气过滤器，使80%以上、大小为5～10μm的尘粒得以滤除，以保持一定的空气洁净度。

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