醫(yī)用磁共振成像系統(tǒng)和直線加速器電氣配置的案例分析

目前，醫(yī)用磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)系統(tǒng)和直線加速器設(shè)備在腫瘤診斷及治療中發(fā)揮著重要的作用，其機(jī)房布局、各安裝專業(yè)的設(shè)置在醫(yī)院基建項(xiàng)目中顯得尤為重要。因不同設(shè)備、不同廠商或同一種設(shè)備不同型號等對電氣系統(tǒng)要求各不相同，需要根據(jù)設(shè)備資料、用戶需求、使用經(jīng)驗(yàn)等分別配置。為此，從醫(yī)院基本建設(shè)管理人員的角度以磁共振系統(tǒng)、直線加速器設(shè)備為案例，探討其電氣相關(guān)配置，供同行參考。

1 磁共振系統(tǒng)的電氣系統(tǒng)配置

目前，MRI是醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域中較先進(jìn)的設(shè)備，也是能發(fā)現(xiàn)患者早期癌變的成像設(shè)備之一[1-2]。以華西醫(yī)院在用的Discovery MR 750W 3.0T磁共振系統(tǒng)(美國GE公司)為例，對其電氣系統(tǒng)配置進(jìn)行分析。

MRI機(jī)房所在醫(yī)技樓由院區(qū)內(nèi)10 kV配電室不同母線段引來的兩路電源給本樓的2臺變壓器供電。由于磁共振設(shè)備的特殊性，開機(jī)后24 h連續(xù)運(yùn)行待命，屬一級負(fù)荷，故設(shè)備本身由大樓配電房雙電源供電，末端自動切換。

為減少對磁共振設(shè)備的影響，磁共振主機(jī)配電箱和輔助電源配電箱應(yīng)分開，但均為雙電源供電，其配電箱系統(tǒng)如圖1、圖2所示。

圖1 磁共振系統(tǒng)主機(jī)配電箱系統(tǒng)示圖

圖2 磁共振系統(tǒng)輔助配電箱系統(tǒng)示圖

主機(jī)配電箱容量為110 kVA，分為主機(jī)開關(guān)和備用開關(guān)，因普通電纜無法達(dá)到磁屏蔽要求，需由專業(yè)磁屏蔽廠商提供主機(jī)開關(guān)，并與MRI專業(yè)磁屏蔽電纜連接。由于MRI漏電保護(hù)≤100 mA，而通常配電箱漏電保護(hù)為30 mA，故主機(jī)柜前端開關(guān)應(yīng)取消漏電保護(hù)，否則將引起穩(wěn)壓柜跳閘，使MRI主機(jī)斷電。機(jī)房屏蔽門上方的信號燈電源和緊急停止按鈕電源均從主機(jī)配電箱取電，其中信號燈電源須連接門機(jī)聯(lián)動裝置，當(dāng)門完全關(guān)閉且設(shè)備啟動時信號燈才亮。輔助配電箱功率為80 kW，包括水冷機(jī)組電源、專用空調(diào)(恒溫恒濕空調(diào))電源、照明和插座等電源，其中專用空調(diào)電源應(yīng)保證足夠的余量，按照雙系統(tǒng)恒溫、恒濕空調(diào)的用電量設(shè)置，以便后期配置專用空調(diào)。照明分為交流照明和直流照明，整流器由專業(yè)屏蔽公司根據(jù)直流照明燈具電源需求提供。MRI型號不同、功率不同，因此應(yīng)根據(jù)設(shè)備需求分別配置主機(jī)配電箱和輔助配電箱的容量。

由于設(shè)備間和控制室的插座和照明均由大樓普通電源提供，因此控制室應(yīng)至少預(yù)留10個插座。MRI設(shè)備機(jī)房內(nèi)部的所有安裝、設(shè)備間部分安裝須由專業(yè)磁屏蔽公司完成，而MRI設(shè)備本身資料往往和磁屏蔽要求不能完全吻合(如配電箱位置是否合適，插座、照明是否足夠等)，在實(shí)施過程中，需由專業(yè)磁屏蔽公司編制屏蔽工程設(shè)計(jì)方案，該方案需由建設(shè)方、設(shè)計(jì)院以及MRI設(shè)備廠商共同確認(rèn)后再實(shí)施。

2 直線加速器電氣系統(tǒng)配置

目前，直線加速器是使用較多的放射治療設(shè)備，既可治療淺表腫瘤，也可治療深部腫瘤[2-3]。分析VersaHD型直線加速器(瑞典Elekta公司)，其所在醫(yī)技樓由院區(qū)內(nèi)10 kV配電室不同母線段引來的兩路電源給本樓的2臺變壓器供電。直線加速器是治療設(shè)備，屬一級負(fù)荷，由大樓配電房雙電源供電，末端手動切換。

直線加速器配電箱也分為主機(jī)配電箱和輔助配電箱，其中主機(jī)配電箱是一臺加速器配一個配電箱，而輔助配電箱可以多臺直線加速器合用，主要給直線加速器的水冷機(jī)組提供電源[4-6]。該系統(tǒng)如圖3、圖4所示。

圖3 直線加速器主機(jī)配電箱系統(tǒng)圖

圖4 直線加速器輔助配電箱系統(tǒng)圖

主機(jī)配電箱容量為70 kW，共有2個63A三相開關(guān)及多個16 A開關(guān)，主要用于設(shè)備供電、機(jī)房內(nèi)部和控制室插座、照明及端子排電源。直線加速器主機(jī)電源(63 A)連接至穩(wěn)壓柜，穩(wěn)壓柜由加速器廠商提供并完成安裝，修建機(jī)房時只需預(yù)留該主機(jī)電源開關(guān)至穩(wěn)壓柜的電纜，電纜型號由設(shè)備廠商選擇。

X射線容積影像(X-ray volume imaging，XVI)系統(tǒng)電源(63 A)、真空泵電源和端子排電源通常在修建機(jī)房時由建設(shè)方完成安裝，其各自位置、內(nèi)部配置需由設(shè)備廠商提供參數(shù)。部分設(shè)備只需預(yù)留2個三相63 A(或100 A)開關(guān)即可，其他端子排電源、XVI電源及真空泵電源燈均由設(shè)備廠商配置，且2個開關(guān)的前端電纜可預(yù)留一定容量，如63 A開關(guān)配置(4×35+1×16)的前端電纜，便于后期設(shè)備的更換[7-9]。

機(jī)房防護(hù)門上方的信號燈電源和緊急停止按鈕電源均從主機(jī)配電箱取電，其中信號燈電源須連接門機(jī)聯(lián)動裝置，當(dāng)門完全關(guān)閉且設(shè)備啟動時信號燈才亮；緊急停止按鈕可在控制室臺面、機(jī)房出入口、迷道內(nèi)及機(jī)房內(nèi)安裝多個，可隨時就近緊急停止[10-12]。機(jī)房內(nèi)的照明通常分為多組，迷道內(nèi)一組，機(jī)房內(nèi)兩組，包括一組可調(diào)光，便于滿足治療過程中對光線的不同需求。

根據(jù)日常對直線加速器的使用經(jīng)驗(yàn)，每個直線加速器機(jī)房內(nèi)需備用1臺柜式空調(diào)、1臺除濕機(jī)，以輔助保障機(jī)房內(nèi)部溫濕度穩(wěn)定，應(yīng)注意預(yù)留相應(yīng)電源和排水管。控制室操作設(shè)備較多，需預(yù)留足夠數(shù)量的插座(＞20個)，高度在操作臺面以上，便于使用[13-14]。

輔助配電箱主要給水冷機(jī)組供電，可多臺水冷機(jī)組共用同一個電源配電箱，修建機(jī)房時需預(yù)留輔助配電箱到水冷機(jī)組的電纜(5×10)，需預(yù)留主機(jī)配電箱到水冷機(jī)組控制線的孔洞。

3 小結(jié)

MRI和直線加速器功能需求復(fù)雜，國家對配電系統(tǒng)的要求較高，需要根據(jù)設(shè)備型號、實(shí)際需求等逐項(xiàng)配置，要求建設(shè)方、設(shè)計(jì)院和設(shè)備廠商在設(shè)計(jì)階段和施工階段積極配合[15]。在大型醫(yī)療設(shè)備電氣配置的規(guī)劃設(shè)計(jì)和施工管理中，應(yīng)注意其不同的特點(diǎn)，為后期設(shè)備安裝、調(diào)試及運(yùn)行打下良好基礎(chǔ)，同時為患者及醫(yī)護(hù)人員創(chuàng)造良好的醫(yī)療環(huán)境。