一体化PET/MR克服了PET与MRI强磁场相关干扰的难题，实现了2种模态影像的同步采集，在医学影像学领域具有里程碑式的意义。PET/MR检查既需要有放射性药物，又要避免周边环境对PET/MR主磁场均匀性和射频场稳定性的影响。因此，一体化PET/MR场地的选择和布局建设相比单一系统更加复杂，其安装调试结果要求同时满足2种模态显像要求(显像质量及定量准确性)。该文将对一体化PET/MR的机房建设和仪器安装进行阐述和探讨，以供同类项目建设过程中关键性问题的参考。
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PET/MR一体机是近年来核医学尖端分子影像仪器的重要进展，PET侧重于早期功能显像，MRI侧重于结构成像及多参数成像。一体化PET/MR将PET探测器整合在MRI线圈之中，实现同步、等空间、等容积PET和MRI信号采集，获得一站式功能显像与多序列多参数结构显像，从而提高诊断的灵敏度和特异性[1]。截至2017年12月31日，全球一体化PET/MR约有200台，其中我国国内公立医院安装9台[2]。根据国卫财务发〔2018〕41号文件，至2020年，全国公立医院将新装机28台。不同于PET/CT和PET/CT＋MR的分体式设计，一体化PET/MR安装有其独特的特点和要求。本文回顾本中心机房建设和设备安装的过程，总结了该过程中的相关经验及注意事项，为后期同类项目建设过程中的关键性问题提供参考。
1．场地选址。一体化PET/MR场地选址既要考虑其开放性放射工作场所，包括放射性药物生产、传输和使用等[3]；还要考虑系统存在的强磁场特点，保证系统在运行中无外部干扰，不影响磁场的均匀性和稳定性，同时保证人员的安全和其他敏感设备功能不受磁场影响。选址原则有以下几点：(1)应在核医学科或独立PET中心之内，便于放射性药物传输与注射、注射后患者管理以及放射性废物管理；(2)周围不能有大型的变电站或变压器输电机组，应远离大型动力用电设施，远离外部大型震动源，如地铁、停车场、大型电机、电梯等，以保持主磁场和射频场的稳定性和均匀性；(3)应尽量在地下或者地上一层，便于放射性防护以及保证地面的承重强度；(4)远离妇产科、儿科和人口密集处，避免注射过放射性核素的受检者途径以上区域；(5)除了设备间、磁体房、操作室之外，还需提供独立空间用以放置大型空调机和水冷机的室外机等。因此，选址需有足够大的空间并合理布局，相关建设面积应满足我国现行的《综合医院建设标准(建标110－2008)》相关规定[4]。
2．布局设计。一体化PET/MR的布局主要考虑放射性药物及受检者注射放射性药物后的放射防护和磁体间的强磁场安全防护。图1为本中心一体化PET/MR机房主要布局的平面示意图。机房分布在本中心1楼，根据一体化PET/MR重新布局设计，包括更衣室、卫生间、设备间、磁体间、操作室和配电室，还有受检者的候诊室。另外，其布局设计中还应有预约台、问诊室、注射室和受检者休息室等。
注射室分为两部分，一部分用于完成注射前测量血糖、身高、体质量和埋置静脉通道，另一部分用于完成放射性核素药物的注射。休息室分为注射前休息室，注射后休息室(等待药物在体内达到稳定分布再行扫描，需有躺卧设施及避光、避声功能)及显像后休息室。注射室、注射后休息室和显像后休息室均需进行辐射防护。休息室与候诊室之间应有卫生间和更衣室。鉴于18F－脱氧葡萄糖(fluorodeoxyglucose, FDG)通过尿路排泄，卫生间仅为受检者专用，并需有辐射防护设计。更衣室用于受检者更换衣物，取出所有金属类或有磁性的物品，候诊室门口设置有金属探测门，进一步保证受检者身上金属物品已全部取出。设备间用于放置大型空调机、水冷机、液氦压缩机、射频梯度柜等电子设备，这些设备要求设备间的地面和墙面有防水、防潮，以及抗静电处理。为保证配电柜、稳压柜、梯度柜等大型设备摆放的稳定性和安全性，在静电地板下应安放支撑角铁支架，外涂防锈漆。设备间的水冷系统和空调系统都有室外机，为保证室外机组的正常制冷和通风散热，在其周围1.5 m的范围内不得再安装其他机房空调。
磁体间上下、前后、左右都须进行铁磁屏蔽，射频屏蔽和放射防护。铁磁屏蔽标准依照有关国家规定[5]，铁磁屏蔽使用硅钢板制作，射频屏蔽使用铜板制作[6]，辐射防护使用铅砖防护材料，最终测试屏蔽指标为10～150 MHz范围内的射频信号衰减值≥100 dB。在磁体间的设计上，核心要求有以下几点：(1)地面需进行防水、防潮处理，考虑到PET/MR的重量，地面需进行加固和承重测试；(2)磁体间的上方要求安装紧急排风系统(确保磁体间有充足的通风换气以及足够的氧气含量)和失超管(保证在磁体失超时能将大量的氦气快速排到室外)，由于失超管内的气体温度最低能达到－268 ℃，其外出口一定范围内应为限制区域，且不能有空调的进风口；(3)磁体间内采用直流照明，需提供直流电源；(4)磁体间内置放射源库，用于放置PET/MR设备需要的校正放射源，存放需符合国家剧毒化学品、放射源存放场所治安防范要求[7]。
操作间是扫描技师和医师工作的地方，要求与磁体间之间有严格的铁磁和射频屏蔽、放射防护和噪声隔离。操作间通常会配备专门的图像后处理工作站和中文报告系统，以方便采集的图像得到医师的实时处理。设备间的电力改造是场地布局建设中重要的一环，直接关系到设备的安全和稳定使用。在安装前应充分了解PET/MR的电负荷情况、用电容量以及对电源质量、不间断电源等特殊要求，针对性地设计相应的配电系统。为确保电气安全，配电柜应具备防开盖锁定功能，机房空调、水冷机、照明及电源插座单独供电，与主系统用电分开。
1．体线圈与探测器的安装与测试。为保证探测器安全，体线圈和PET探测器是独立于主磁体之外运输和安装。图2展示了本中心一体化PET/MR中集成PET探测器的体线圈，里面为MRI发射、接收一体的体线圈，中间为体线圈屏蔽罩，可阻止外界交变磁场对体线圈中射频场的影响，同时也减小体线圈射频场对PET探测器影响；体线圈外层为PET探测器，由28个结构性能一致的探测器模块组成探测环，长度为25 cm。单个探测器模块由5组4×3阵列的探测单元构成，单个探测单元由闪烁晶体和基于硅光电倍增管(silicon photomultiplier, SiPM)耦合组成。理论上，该PET/MR探测器的计数效率相当于传统PET/CT探测器的3倍，但考虑到MR线圈的衰减和由于MR序列的激发降低了PET计数，实际提升因子维持在2左右[8]。
集成PET探测器的体线圈置入磁体腔之前，需进行水冷循环测试和PET探测器信号通讯测试，以保证一体化探测器体线圈安装后的可用性。水冷循环测试用于观察整个系统的密封情况，在PET探测器的专用水冷机运行之后进行。PET探测器信号通信测试用于确认PET探测器与信号后处理部分硬件连接的完整性，测试完成之后，利用专门的机械装置，将集成的一体化PET探测器体线圈放入磁体腔内最佳位置并进行固定。
2．一体化PET/MR的励磁。励磁是超导性磁共振设备必经历的一个过程，其核心是将磁体内部处于超导态的螺线管线圈充以一定大小的电流，由于线圈处于超导态，电流在线圈上以没有损耗的形式流动，根据法拉第电磁感应定律，线圈周围以及内部会产生磁场，即MRI的主磁场。这使线圈上的电流从零到达到一定值，进而使线圈内部产生稳定磁场的过程被称为励磁。经过励磁以后，主磁体中的主线圈具有强大的电流，并产生期望的磁场强度或是中心频率。目前一体化PET/MR的磁场强度是3.0 T，励磁后对应的磁场中心频率为127.98 MHz。
3．一体化PET/MR调试。主要分为三大部分：MRI匀场校正，MRI线圈和PET系统校正。超导磁共振成像系统的成像性能以及图像质量高度依赖于在成像空间内的磁场均匀度。由于磁体设计、制造及安装环境等因素的影响，超导磁体主磁场的均匀性需要通过匀场校正才能达到一定的均匀度标准，一般而言，磁体空间内的磁场不均匀度最好小于百万分之5。超导磁体MRI系统的匀场技术有2种，一种是有源匀场技术，通过改变通电线圈里的反馈电流对成像空间内的磁场均匀度进行补偿；另一种是无源匀场技术，通过优化一系列的匀场片(磁性材料，一般是电工钢)的分布进行匀场，这种技术一旦实施，后期不需要通电维护，具备廉价和高灵活性的特点[9]。无源匀场技术中的匀场片被固定在超导磁体内壁的抽屉中，其被磁化后在成像空间产生感化磁场补偿主磁场的不均匀性。一体化PET/MR在安装校正过程中使用无源方式来进行匀场，除上述的优势外，还能够减少通电线圈的使用，避免减小检查磁体的孔径。匀场过程中，测量磁体中心直径为48 cm的球形区域的场强均匀度，利用Shimtool软件(美国GE公司)对匀场度进行获取和分析，然后自动计算出匀场片的数量和位置。
MRI线圈的校正即利用水膜测试和校正各种线圈的中心位置、射频功率的准确性和线圈发射、接收的均匀性。一体化PET/MR的线圈包括PET/MR的线圈套件与PET/MR兼容的传统MRI线圈。一体化PET/MR线圈套件可在无需重新定位患者或更换线圈的情况下对患者头、颈、脊柱、腹部、骨盆、下肢、血管或长骨显像。一体化PET/MR系统还可兼容多种类型的动物线圈，满足对大小鼠、兔子、猴子等实验动物的研究需求。PET系统校正包括探测器的校正和PET定量准确计数校正。探测器校正采用68Ge放射源模型校正PET探测模块各单元探测器能量增益的一致性、空间定位的准确性、灵敏度的均一性和时间符合性能。准确计数校正采用灌注的18F－FDG的柱状放射源模型，获取放射源计数与PET图像标准摄取值(standardized uptake value, SUV)之间的校正系数，确保SUV的准确性[10]。PET校正过程中会生成一系列的校正参数文件，以保证数据采集和重建中不出错。
一体化PET/MR真正结合了PET与MRI两大影像学高端设备，在疑难病症的定位、定性和精准定量上充分发挥多模态的优势，成为提升临床医师诊断信心的利器，特别在神经系统病变、恶性肿瘤精确诊断、心血管系统等方面，具有很好的发展前景[1,11]。然而，一体化PET/MR的临床使用同样也面临着很多问题，不仅价格昂贵、显像时间较长，且安装条件相比于单一模态和PET/CT要求更加严格、质量控制和检查流程还不完善等[12]。目前，一体化PET/MR的临床使用才刚刚开始，其场地选址、布局设计及安装校正是一体化PET/MR临床使用的首要步骤，对于系统正式使用后的规范化、流程化、高效性及显像性能具有重要的影响。
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