2机械传动部件机电工程系机械工程教研室2.1机电一体化对机械传动的要求2.2同步带传动2.3齿轮传动2.4谐波齿轮传动2.5滚珠螺旋传动
机电一体化系统的构成基础——机械构件及其传动部件控制部件、接口电路、功率放大电路、执行元件、机械传动部件、导向支承件以及传感元件等
部分均与机械部分相关，而最主要的是机械传动部件，导向支承件部件。机电工程系机械工程教研室2.1机电一体化对机械传动的要求机电工程系机械工程教研室机电一体化机械系统的特殊要求机电一体化的机械系统与一般机械系统相比，具有一定的特殊要求：（1）较高的定位精度。（2）良好的动态响应特性。——响应快、稳定性好。（3）无间隙、低摩擦、低惯量、大刚度。（4）高的谐振频率、合理的阻尼比。
这表明了机械系统部件选择与设计时的特点和要求。在机电一体化机械系统设计中
的主要措施和手段
要达到上述要求，在机电一体化系统机械系统设计中，可采取的主要措施：
（1）采用低摩擦阻力的传动部件和导向支撑件。如：滚珠丝杠副、滚动导向和支承、动静压导向和支承。（2）缩短传动链，提高传动与支承刚度。如：大扭矩、宽调速的伺服电动机；轴端预紧或预拉伸、滚珠丝杠副或滚动导轨副预紧消除间歇提高刚度。机电工程系机械工程教研室
（3）选择合理（最佳）传动比，提高系统分辨率，减少等效到执行元件输出轴上的等效转动惯量，尽可能的提高系统的加速能力。（4）尽可能地减小或消除传动误差和反转误差、减少支承变形，最终缩小反向四区误差。（5）改进和合理设计支承件和机架结构，提高刚度、减少振动和噪音。机电工程系机械工程教研室机械传动部件及其主要功能
常用传动部件：螺旋传动、齿轮传动、同步齿形传动、高速带传动，其它非线性传动元件。
主要功能：传递力/转矩和速度/转速——力/转矩、速度/转速变换器。
机电工程系机械工程教研室
机械传动部件的作用和要求
主要作用或目的——使执行元件与负载之间在转矩和转速方面达到合理（最佳）的匹配。
基本要求——传动间隙小、精度高、体积小、重量轻、运动平稳、传动转矩大。
可按传动部件的用途——工作机或信息机的主要功用而确定目标指标和参量。
机电一体化机械传动部件的发展方向——精密化，高速化，小型化，轻量化。机电工程系机械工程教研室2.2同步带传动机电工程系机械工程教研室综合了带传动、链传动、齿轮传动特点的一种新型传动，如下图示。发动机正时齿带一、同步带传动的特点与分类机电工程系机械工程教研室1）传动比准确2）传动效率高，效率可达98%。与V带相比，可节能10%以上。3）传动平稳，能吸收振动，噪声小。4）使用范围广，传动比可达10，且带轮直径比V带小得多，也不需要大的张紧力，结构紧凑。高速还达50m/s，传递功率达300kW。5）维护保养方便6）安装要求高。要求二带轮轴线平行。同步带在与二带轮轴线垂直的平面内运行。带轮中心距要求较严格。安装不当易生干涉、爬齿、跳齿等现象。7）带与带轮的制造工艺较复杂，成本受批量影响大。（一）特点
（二)分类机电工程系机械工程教研室1．按用途分（1）一般工业用同步带传动齿形呈梯形。主要用于各种中、小功率机械。（2）高转矩同步带传动齿形呈圆弧形。主要用于重型机械传动（3）特种规格同步带传动满足某种机械（如汽车发动机）的特殊需要。（4）特殊用途同步带传动适应特殊工作条件，如耐油、耐温、高电阻、低噪声、特殊尺寸等。
2．按齿形分机电工程系机械工程教研室（1）梯形齿为ISO及我国目前的同步带标准齿形，型号及尺寸参数均已标准化。（2）圆弧齿目前有各国企业标准。
3．按尺寸规格制分（1）模数制基本参数是模数m，根据模数确定带的各种型号和结构参数。60所代以来，应用范围逐渐减小。(2)节距制基本参数是英制带齿节距。根据节距确定相应的型号和结构参数。目前为ISO及我国国家标准。（3）DIN米制节距制基本参数是公制带齿节距。为德国国家标准机电工程系机械工程教研室T型齿工业同步带圆弧齿工业同步带
本节主要介绍梯形齿节距制同步带传动的我国国家标准机电工程系机械工程教研室二、同步带结构和尺寸规格机电工程系机械工程教研室国标规定了梯形齿同步带的尺寸规格。同步带型号见下表：机电工程系机械工程教研室同步带可根据带齿的分布情况分为：单面齿、对称双面齿（DA型）和交错双面齿（DB型）机电工程系机械工程教研室同步带各部分尺寸：长度（以节线长度为公称带长，为节线上齿数与节距的乘积）、宽度。同步带的标号：标号包括长度代号、型号和宽度代号。双面齿带还在标号最前面表示型式代号。
机电工程系机械工程教研室三、同步带轮尺寸规格机电工程系机械工程教研室带轮型号与带相同，按节距分为7种型号GB11361-89《同步带传动——带轮》的基础上，增加了XXL型而制定的。机电工程系机械工程教研室
带轮齿形：直线齿形、渐开线齿形带轮齿数：不宜过少。许用最小齿数见规定带轮宽度：带轮直径:带轮的结构带轮的标号同步带轮的标号由带轮齿数、带的型号和轮宽代号表示。机电工程系机械工程教研室机电工程系机械工程教研室四、同步带传动的设计计算机电工程系机械工程教研室（一）失效形式和设计准则同步带传动主要失效形式有：（1）承载绳断裂原因是：带型号过小和小带轮直径过小等。（2）爬齿和跳齿原因是：同步带传递的圆周力过大、带与带轮间的节距差值过大、带的初拉力过小等。（3）带齿的磨损原因是：带齿与轮齿的啮合干涉、带的张紧力过大等。（4）其他失效方式带和带轮的制造安装误差引起的带侧棱边磨损、带与带轮的节距差值太大和啮合齿数过少引起的带齿剪切破坏、同步带背的龟裂、承载绳抽出和包布层脱落等。机电工程系机械工程教研室（二）同步带传动的设计计算设计同步带传动的已知条件为：需要传递的名义功率；主、从动轮的转速或传动比i；传动部件的用途、工作条件和安装位置。设计步骤如下：设计准则根据齿形带的强度准则进行，限制齿形带单位宽度的拉力，防止强力层的疲劳破坏、断裂以及节距改变而爬齿等。1．确定带的设计功率Pd
同步带实际传递的设计功率随载荷性质、运转时间、速度增减速和张紧轮的配置而变化。令K1为考虑载荷性质和运转时间的工况修正系数；K2为考虑增速的修正系数；K2为考虑增速的修正系数；K3为考虑张紧轮配置的修正系数；则设计功率Pd为：机电工程系机械工程教研室2．选择带型和节距Pb
机电工程系机械工程教研室图2-11为同步带选型图。水平坐标为带的设计功率Pd（kW），垂直坐标为小带轮转速n1（r/min）.若所得交点落在两种节距的分界线上，则尽可能选较小节距。机电工程系机械工程教研室3．带轮齿数z和节圆直径d
取规定的小带轮最少齿数z1
大带轮齿数小带轮节圆直径大带轮节圆直径d2=d1i（mm）验算带速，不合适则重取。同步带传动速度υ为：机电工程系机械工程教研室带速限制如下：MXL~L型，vmax=40～50m/s；H型，vmax=35～40m/s；XH、XXH型，vmax=25～30m/s。4．同步带的节线长度、齿数及传动中心距C节线长度按下图的几何关系可计算如下：
机电工程系机械工程教研室式中的C为传动中心距，初选可按下列范围选取：0.7（d1+d2）＜C＜2（d1+d2）；φ角按下式计算：按上式计算所得节线长度圆整为标准节线长度。机电工程系机械工程教研室同步带齿数：5．校验带与小带轮的啮合齿数：6．确定实际所需同步带宽度bs（1）计算所选型号同步带在基准宽度下所允许传递的额定功率P0
P0按下式计算：
（2）计算啮合系数KZ当Zm≥6，KZ=1；当Zm<6，KZ=1-0.2(6-Zm)（3）计算啮合系数KωKω是考虑到实际带宽小于基准带宽时，使同步带传递的功率下降而加的修正系数。可按下式计算：机电工程系机械工程教研室（4）确定实际所需同步带宽度带的设计功率应不大于带的额定功率：Pd≤KzKωP0将以上各式代入上式，可得实际带宽所得bs圆整为标准带宽。如超过原选带宽，则需重新设计7．带的工作能力验算将以上各值代入同步带额定功率Ｐ的精确计算公式。若计算得P≥Pd，即为合格。机电工程系机械工程教研室作业一台额定功率为2.5KW、转速为1430r/min的异步电动机，驱动转速为340r/min的液压搅拌机。该搅拌机三班制工作，2.5KW满载运转，中心距要求为500mm,带轮直径不受限制，试设计此液压搅拌机的同步带传动。2.3齿轮传动机电工程系机械工程教研室一、齿轮传动系统的总传动比及其分配
设计机电一体化齿轮传动系统，要研究它的动力学特性，从而获得高精度、高稳定性、高速性、高可靠性和低噪声的齿轮传动系统。（一）总传动比的确定
齿轮传动机构总传动比应满足伺服电机与负载之间的位移及转矩、转速的匹配要求。由于负载特性和工作条件不同，齿轮传动机构的最佳总传动比有不同的原则。两个原则：按负载加速度最大原则确定总传动比按给定脉冲当量或伺服电机确定总传动比机电工程系机械工程教研室（1）按负载加速度最大原则确定传动比用于伺服系统的齿轮系是一种力矩变换器，其输入是电机的高速低转矩，输出为低速高转矩，并借此驱动负载。因此，不但要求齿轮系在传动转矩时有足够的强度；还要求其转动惯量尽量小，以便在获得同一加速度时转矩要小。即在同一驱动功率时，其加速度响应最大。计算模型
机电工程系机械工程教研室转子惯量为Jm、输出转矩为Tm的直流伺服电机，通过总传动比为i，折算到电机轴上的等效惯量为Jeg的齿轮系，带动惯量为JL、工作负载转矩为Tc、摩擦负载转矩为Tf的负载。机电工程系机械工程教研室式中——分别为电机的转角、角速度、角加速度；
——分别为负载的转角、角速度、角加速度。设齿轮系的传动效率为η，传动比i＞1，即１．负载加速度最大的总传动比机电工程系机械工程教研室简化之，令η=1，令Tc和Tf换算到电机轴上分别为Tc/i和Tf/i，JL换算到电机轴上Jl/i2令机电工程系机械工程教研室上式表明：齿轮系传动比的最佳值就是将负载转动惯量换算到电机轴上的惯量恰好等于电机转子惯量，这就能达到惯性负载和力矩源的最佳匹配。用于加速惯性负载的力矩，就是电机力矩与摩擦力矩之差。机电工程系机械工程教研室考虑工程实际中的各种意外因素，总传动比i的选取可以偏大。偏大的总传动比对系统的不同性能有不同的影响。
对于系统的稳定性而言，i值偏大使系统的相对阻尼系数ξ增大，振荡得到抑制，稳定性提高，但ξ≥1时影响系统的快速响应。对系统的响应特性而言，i小于最佳值，使加速度下降；i大于最佳值，则使加速度收敛为一定值。因此，i偏大使响应特性提高，但影响负载的快速性。
对于系统的低速稳定性而言，由于电枢反应、电刷摩擦和低速不稳定性，可能产生爬行。i值偏大可避免爬行，但传动级数增多，传动精度、效率、刚度与系统固有频率降低。由上可见，总传动比的选择要综合考虑。机电工程系机械工程教研室机电工程系机械工程教研室（2）按给定的脉冲当量或伺服电机确定总传动比对于开环控制系统，当系统的脉冲当量及步进电机的步距角已确定时，可计算出相应的传动比：伺服传动系统机电工程系机械工程教研室齿轮的总传动比：—-步距角
—-丝杠导程—脉冲当量机电工程系机械工程教研室
对闭环系统，则按照伺服驱动电机的额定转速及所要求的移动部件的速度计算总传动比：——最大移动速度,m/min—–电极额定转速,r/min—–丝杠导程,m机电工程系机械工程教研室
按以上公式确定总传动比时，还需要进行转动惯量方面的验算，以保证折算到电机轴上的负载转动惯量不至于过大，以获得较大的加速能力。设计时一般需要改变有关参数，按上述公式及要求反复验算。（二）总传动比分配机电工程系机械工程教研室可按下述三种原则适当分级，并在各级之间分配传动比。最小等效转动惯量原则重量最轻原则输出轴转角误差最小原则机电工程系机械工程教研室1．最小等效转动惯量原则对于伺服传动系统，要求其启动、停止和逆转快。当力矩一定时，转动惯量越小，角加速度越大，运转越灵敏。这样可使过渡过程短、响应快、启动功率小。因此可以按照转动惯量最小原则确定分配齿轮传动链级数和分配各级的传动比。机电工程系机械工程教研室（1）小功率传动装置
以图示为例：简化假设传动效率为100%；各主动小齿轮转动惯量相同；轴与轴承的转动惯量不计；各齿轮均为同宽度同村料的实心圆柱体。该齿轮系中各转动惯量换算到电动机轴上的等效转动惯量Je为：机电工程系机械工程教研室令得当对于n级齿轮系作同类分析可得：机电工程系机械工程教研室例如：有i=80、n=4的小功率传动系统，试按等效转动惯量最小原则分配传动比。解得：各级传动比的分配按“前小后大”次序，结构较紧凑机电工程系机械工程教研室(2)大功率传动大功率传动的转矩较大，小功率传动中的各项简化假设大多不合适。可用图3-21中的曲线确定传动级数，用图3-22中的曲线确定第一级传动比,用图3-23中的曲线确定随后各级传动比iK（K=2～n）。2．重量最轻原则机电工程系机械工程教研室（1）小功率传动仍以图3-19所示电机驱动的两级齿轮系为例，简化假设同前外，另假各主动小齿轮的模数、齿数、齿宽均相等，则各齿轮的重量之和W为：式中b——各齿轮宽度；p——村料密度D1、D2、D3、D4——各齿轮的计算直径由于D1=D3，i=i1、i2，则令（2）大功率传动机电工程系机械工程教研室1）假设所有主动小齿轮的模数m与所在轴上转矩T的三次方根成正比，其分度圆直径D、齿宽b也与转矩的三次方根成正比。即
2）b1=b2，b3=b4可得：
令机电工程系机械工程教研室3.输出轴转角误差最小原则
以图3-27所示四级齿轮传动系统为例,其四级传动比分别为i1、i2、i3、i4；齿轮子１～８的转角误差依次为△φ1～△φ8。该传动链输出轴的总转角误差为：机电工程系机械工程教研室n级齿轮系输出轴总转角误差为式中——第Ｋ个齿轮的转角误差；——第Ｋ个齿轮所在轴至输出轴的传动比由此可见，为提高齿轮系的传动精度，由输入端到输出端的各级传动比应按＂前小后大＂次序分配，而且要使最末一级传动比尽可能大，同时提高末一级齿轮副的精度．这样可以减小各齿轮副的加工误差，安装误差、回转误差，提高齿轮系统的传动精度。机电工程系机械工程教研室
结论
综上所述，设计定轴齿轮传动系统，在确定总传动比，确定传动级数和分配传动比时，要根据系统的工作条件和功能要求，在考虑上述三个原则的同时，考虑其可行性和经济性，合理分配传动比。机电工程系机械工程教研室二、圆柱齿轮精度
齿轮传动的主要精度要求，是瞬时传动比不变，即在主动轮作匀速传动的前提下，从动轮也作匀速转动。理论上摆线、渐开线和各种应用曲线可以满足要求，实际上由于齿轮副在加工、装配和运行中产生的误差，使从动轮的转速发生忽快忽慢的变化。
齿轮的传动误差是：主动轮单向回转时，从动轮在一转范围内的实际转角对于理论转角的最大代数值偏差，一般假设按正弦规律变化，是齿轮和轮齿的各项误差综合影响的结果。
目前在GB《渐开线圆柱齿轮的精度》标准中，规定了法向模数1-40mm的渐开线单个齿轮及齿轮副的各种误差及精度要求。机电工程系机械工程教研室齿轮及齿轮副精度等级规定为12个，第1级精度最高，第12级精度最低。具体误差主要有：1.切向综合误差差2.径向综合误差9.接触线误差3.齿圈径向跳动10.齿厚偏差4.公法线长度变动11.公法线平均长度偏差5.齿形误差12.齿轮副的接触斑点6.齿距偏差13.齿轮副侧隙7.基节偏差14.齿轮副的中心距偏差8.齿向误差15.轴线的平行度误差机电工程系机械工程教研室三、齿轮传动间隙的调整方法齿轮传动间隙的调整目的：提高齿轮传动的精度和消除齿轮传动的正反转误差。
常用直齿圆柱齿轮传动齿侧间隙的调整方法：
偏心套筒或偏心轴齿侧间隙调整法机电工程系机械工程教研室偏心套筒或偏心轴齿侧间隙调整法机电工程系机械工程教研室轴向垫片齿侧间隙调整法机电工程系机械工程教研室双片薄齿轮错齿齿侧间隙调整法这种消除齿侧间隙的方法是将其中一个做成宽齿轮，另一个用两片薄齿轮组成。采取措施使一个薄齿轮的左齿侧和另一个薄齿轮的右齿侧分别紧贴在宽齿轮齿槽的左、右两侧，以消除齿侧间隙，反向时不会出现死区。机电工程系机械工程教研室斜齿轮传动齿侧间隙调整消除斜齿轮传动齿轮侧隙的方法与上述错齿调整法基本相同，也是用两个薄片齿轮与一个宽齿轮啮合，只是在两个薄片斜齿轮的中间隔开了一小段距离，这样它的螺旋线便错开了。MagneticResonanceImaging磁共振成像发生事件作者或公司磁共振发展史1946发现磁共振现象BlochPurcell1971发现肿瘤的T1、T2时间长Damadian1973做出两个充水试管MR图像Lauterbur1974活鼠的MR图像Lauterbur等1976人体胸部的MR图像Damadian1977初期的全身MR图像
Mallard1980磁共振装置商品化1989
0.15T永磁商用磁共振设备中国安科
2003诺贝尔奖金LauterburMansfierd时间MR成像基本原理实现人体磁共振成像的条件:人体内氢原子核是人体内最多的物质。最易受外加磁场的影响而发生磁共振现象(没有核辐射)有一个稳定的静磁场（磁体）梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，后者施加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象信号接收装置：各种线圈计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后处理等
人体内的H核子可看作是自旋状态下的小星球。自然状态下，H核进动杂乱无章，磁性相互抵消zMyx进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脉冲前的磁化矢量MzB:施加90度RF脉冲后的磁化矢量Mxy.并以Larmor频率横向施进C:90度脉冲对磁化矢量的作用。即M以螺旋运动的形式倾倒到横向平面ABC在这一过程中，产生能量
三、弛豫（Relaxation）回复“自由”的过程
1.
纵向弛豫（T1弛豫）：
M0（MZ）的恢复，“量变”高能态1H→低能态1H自旋—晶格弛豫、热弛豫
吸收RF光子能量（共振）低能态1H高能态1H
放出能量（光子，MRS）T1弛豫时间：
MZ恢复到M0的2/3所需的时间
T1愈小、M0恢复愈快T2弛豫时间：MXY丧失2/3所需的时间；T2愈大、同相位时间长MXY持续时间愈长MXY与ST1加权成像、T2加权成像
所谓的加权就是“突出”的意思
T1加权成像（T1WI）—-突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别
T2加权成像（T2WI）—-突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别。
磁共振诊断基于此两种标准图像磁共振常规h检查必扫这两种标准图像.T1的长度在数百至数千毫秒（ms）范围T2值的长度在数十至数千毫秒（ms）范围
在同一个驰豫过程中,T2比T1短得多
如何观看MR图像：首先我们要分清图像上的各种标示。分清扫描序列、扫描部位、扫描层面。正常或异常的所在部位—即在同一层面观察、分析T1、T2加权像上信号改变。绝大部分病变T1WI是低信号、T2WI是高信号改变。只要熟悉扫描部位正常组织结构的信号表现，通常病变与正常组织不会混淆。一般的规律是T1WI看解剖,T2WI看病变。磁共振成像技术－－图像空间分辨力，对比分辨力一、如何确定MRI的来源（一）层面的选择1.MXY产生（1H共振）条件
RF=ω=γB02.梯度磁场Z（GZ）
GZ→B0→ω
不同频率的RF
特定层面1H激励、共振
3.层厚的影响因素
RF的带宽↓
GZ的强度↑层厚↓〈二〉体素信号的确定1、频率编码2、相位编码
M0↑–GZ、RF→相应层面MXY———-GY→沿Y方向1H有不同ω
各1H同相位MXY旋进速度不同同频率一定时间后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋进频率不同位置不同（相位不同）〈三〉空间定位及傅立叶转换
GZ—-某一层面产生MXYGX—-MXY旋进频率不同
GY—-MXY旋进相位不同（不影响MXY大小）
↓某一层面不同的体素，有不同频率、相位
MRS（FID）第三节、磁共振检查技术检查技术产生图像的序列名产生图像的脉冲序列技术名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE压脂压水MRA短TR短TE－－T1W长TR长TE－－T2W增强MR最常用的技术是：多层、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技术磁共振扫描时间参数：TR、TE磁共振扫描还有许多其他参数：层厚、层距、层数、矩阵等序列常规序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯度回波（FE）反转恢复（IR），脂肪抑制（STIR）、水抑制（FLAIR）高级序列水成像（MRCP,MRU,MRM）血管造影（MRA,TOF2D/3D）三维成像（SPGR）弥散成像（DWI）关节运动分析是一种成像技术而非扫描序列自旋回波（SE）必扫序列图像清晰显示解剖结构目前只用于T1加权像快速自旋回波（FSE）必扫序列成像速度快多用于T2加权像梯度回波（GE）成像速度快对出血敏感T2加权像水抑制反转恢复（IR）水抑制（FLAIR）抑制自由水梗塞灶显示清晰判断病灶成份脂肪抑制反转恢复（IR）脂肪抑制（STIR）抑制脂肪信号判断病灶成分其它组织显示更清晰血管造影（MRA）无需造影剂TOF法PC法MIP投影动静脉分开显示水成像（MRCP，MRU，MRM）含水管道系统成像胆道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于诊断梗阻扩张超高空间分辨率扫描任意方位重建窄间距重建技术大大提高对小器官、小病灶的诊断能力三维梯度回波（SPGR） 早期诊断脑梗塞
弥散成像MRI的设备一、信号的产生、探测接受1.磁体（Magnet）:静磁场B0（Tesla,T）→组织净磁矩M0
永磁型（permanentmagnet）常导型（resistivemagnet）超导型（superconductingmagnet）磁体屏蔽（magnetshielding）2.梯度线圈（gradientcoil）:
形成X、Y、Z轴的磁场梯度功率、切换率3.射频系统（radio-frequencesystem，RF）
MR信号接收二、信号的处理和图象显示数模转换、计算机，等等；MRI技术的优势1、软组织分辨力强（判断组织特性）2、多方位成像3、流空效应（显示血管）4、无骨骼伪影5、无电离辐射，无碘过敏6、不断有新的成像技术MRI技术的禁忌证和限度1.禁忌证
体内弹片、金属异物各种金属置入：固定假牙、起搏器、血管夹、人造关节、支架等危重病人的生命监护系统、维持系统不能合作病人，早期妊娠，高热及散热障碍2.其他钙化显示相对较差空间分辨较差（体部，较同等CT）费用昂贵多数MR机检查时间较长1.病人必须去除一切金属物品，最好更衣，以免金属物被吸入磁体而影响磁场均匀度，甚或伤及病人。2.扫描过程中病人身体（皮肤）不要直接触碰磁体内壁及各种导线，防止病人灼伤。3.纹身（纹眉）、化妆品、染发等应事先去掉，因其可能会引起灼伤。4.病人应带耳塞，以防听力损伤。扫描注意事项颅脑MRI适应症颅内良恶性占位病变脑血管性疾病梗死、出血、动脉瘤、动静脉畸形（AVM）等颅脑外伤性疾病脑挫裂伤、外伤性颅内血肿等感染性疾病脑脓肿、化脓性脑膜炎、病毒性脑炎、结核等脱髓鞘性或变性类疾病多发性硬化（MS）等先天性畸形胼胝体发育不良、小脑扁桃体下疝畸形等脊柱和脊髓MRI适应证1.肿瘤性病变椎管类肿瘤（髓内、髓外硬膜内、硬膜外），椎骨肿瘤（转移性、原发性）2.炎症性疾病脊椎结核、骨髓炎、椎间盘感染、硬膜外脓肿、蛛网膜炎、脊髓炎等3.外伤骨折、脱位、椎间盘突出、椎管内血肿、脊髓损伤等4.脊柱退行性变和椎管狭窄症椎间盘变性、膨隆、突出、游离，各种原因椎管狭窄，术后改变，5.脊髓血管畸形和血管瘤6.脊髓脱髓鞘疾病（如MS），脊髓萎缩7.先天性畸形胸部MRI适应证呼吸系统对纵隔及肺门区病变显示良好，对肺部结构显示不如CT。胸廓入口病变及其上下比邻关系纵隔肿瘤和囊肿及其与大血管的关系其他较CT无明显优越性心脏及大血管大血管病变各类动脉瘤、腔静脉血栓等心脏及心包肿瘤，心包其他病变其他（如先心、各种心肌病等）较超声心动图无优势，应用不广腹部MRI适应证主要用于部分实质性器官的肿瘤性病变肝肿瘤性病变，提供鉴别信息胰腺肿瘤，有利小胰癌、胰岛细胞癌显示宫颈、宫体良恶性肿瘤及分期等，先天畸形肿瘤的定位（脏器上下缘附近）、分期胆道、尿路梗阻和肿瘤，MRCP，MRU直肠肿瘤骨与关节MRI适应证X线及CT的后续检查手段－－钙质显示差和空间分辨力部分情况可作首选：1.累及骨髓改变的骨病（早期骨缺血性坏死，早期骨髓炎、骨髓肿瘤或侵犯骨髓的肿瘤）2.结构复杂关节的损伤（膝、髋关节）3.形状复杂部位的检查（脊柱、骨盆等）软件登录界面软件扫描界面图像浏览界面胶片打印界面报告界面报告界面2合理应用抗菌药物预防手术部位感染概述外科手术部位感染的2/3发生在切口医疗费用的增加病人满意度下降导致感染、止血和疼痛一直是外科的三大挑战，止血和疼痛目前已较好解决感染仍是外科医生面临的重大问题，处理不当，将产生严重后果外科手术部位感染占院内感染的14%～16%，仅次于呼吸道感染和泌尿道感染，居院内感染第3位严重手术部位的感染——病人的灾难，医生的梦魇
预防手术部位感染（surgicalsiteinfection,SSI)
手术部位感染的40%–60%可以预防围手术期使用抗菌药物的目的外科医生的困惑★围手术期应用抗生素是预防什么感染？★哪些情况需要抗生素预防？★怎样选择抗生素？★什么时候开始用药？★抗生素要用多长时间？定义：指发生在切口或手术深部器官或腔隙的感染分类：切口浅部感染切口深部感染器官／腔隙感染一、SSI定义和分类二、SSI诊断标准——切口浅部感染
指术后30天内发生、仅累及皮肤及皮下组织的感染，并至少具备下述情况之一者：
1．切口浅层有脓性分泌物
2．切口浅层分泌物培养出细菌
3．具有下列症状体征之一：红热，肿胀，疼痛或压痛，因而医师将切口开放者（如培养阴性则不算感染）
4．由外科医师诊断为切口浅部SSI
注意：缝线脓点及戳孔周围感染不列为手术部位感染二、SSI诊断标准——切口深部感染
指术后30天内（如有人工植入物则为术后1年内）发生、累及切口深部筋膜及肌层的感染，并至少具备下述情况之一者：
1.切口深部流出脓液
2.切口深部自行裂开或由医师主动打开，且具备下列症状体征之一：①体温＞38℃；②局部疼痛或压痛
3.临床或经手术或病理组织学或影像学诊断，发现切口深部有脓肿
4.外科医师诊断为切口深部感染
注意：感染同时累及切口浅部及深部者，应列为深部感染
二、SSI诊断标准—器官／腔隙感染
指术后30天内（如有人工植入物★则术后1年内）、发生在手术曾涉及部位的器官或腔隙的感染，通过手术打开或其他手术处理，并至少具备以下情况之一者：
1.放置于器官/腔隙的引流管有脓性引流物
2.器官/腔隙的液体或组织培养有致病菌
3.经手术或病理组织学或影像学诊断器官/腔隙有脓肿
4.外科医师诊断为器官/腔隙感染
★人工植入物：指人工心脏瓣膜、人工血管、人工关节等二、SSI诊断标准—器官／腔隙感染
不同种类手术部位的器官/腔隙感染有：
腹部：腹腔内感染（腹膜炎，腹腔脓肿）生殖道：子宫内膜炎、盆腔炎、盆腔脓肿血管：静脉或动脉感染三、SSI的发生率美国1986年～1996年593344例手术中，发生SSI15523次，占2.62%英国1997年～2001年152所医院报告在74734例手术中，发生SSI3151例，占4.22%中国？SSI占院内感染的14～16%，仅次于呼吸道感染和泌尿道感染三、SSI的发生率SSI与部位：非腹部手术为2%～5%腹部手术可高达20%SSI与病人：入住ICU的机会增加60%再次入院的机会是未感染者的5倍SSI与切口类型：清洁伤口 1%～2%清洁有植入物 ＜5%可染伤口＜10%手术类别手术数SSI数感染率(%)小肠手术6466610.2大肠手术7116919.7子宫切除术71271722.4肝、胆管、胰手术1201512.5胆囊切除术8222.4不同种类手术的SSI发生率：三、SSI的发生率手术类别SSI数SSI类别（%）切口浅部切口深部器官/腔隙小肠手术6652.335.412.3大肠手术69158.426.315.3子宫切除术17278.813.57.6骨折开放复位12379.712.28.1不同种类手术的SSI类别：三、SSI的发生率延迟愈合疝内脏膨出脓肿，瘘形成。需要进一步处理这里感染将导致:延迟愈合疝内脏膨出脓肿、瘘形成需进一步处理四、SSI的后果四、SSI的后果在一些重大手术，器官/腔隙感染可占到1/3。SSI病人死亡的77%与感染有关，其中90%是器官/腔隙严重感染
——InfectControlandHospEpidemiol,1999,20(40:247-280SSI的死亡率是未感染者的2倍五、导致SSI的危险因素（1）病人因素：高龄、营养不良、糖尿病、肥胖、吸烟、其他部位有感染灶、已有细菌定植、免疫低下、低氧血症五、导致SSI的危险因素（2）术前因素：术前住院时间过长用剃刀剃毛、剃毛过早手术野卫生状况差（术前未很好沐浴）对有指征者未用抗生素预防五、导致SSI的危险因素（3）手术因素：手术时间长、术中发生明显污染置入人工材料、组织创伤大止血不彻底、局部积血积液存在死腔和/或失活组织留置引流术中低血压、大量输血刷手不彻底、消毒液使用不当器械敷料灭菌不彻底等手术特定时间是指在大量同种手术中处于第75百分位的手术持续时间其因手术种类不同而存在差异超过T越多，SSI机会越大五、导致SSI的危险因素（4）SSI危险指数（美国国家医院感染监测系统制定）：病人术前已有≥3种危险因素污染或污秽的手术切口手术持续时间超过该类手术的特定时间（T）
（或一般手术＞2h)六、预防SSI干预方法根据指南使用预防性抗菌药物正确脱毛方法缩短术前住院时间维持手术患者的正常体温血糖控制氧疗抗菌素的预防/治疗预防
在污染细菌接触宿主手术部位前给药治疗
在污染细菌接触宿主手术部位后给药
防患于未然六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用134预防和治疗性抗菌素使用目的：清洁手术：防止可能的外源污染可染手术：减少粘膜定植细菌的数量污染手术：清除已经污染宿主的细菌六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用135需植入假体，心脏手术、神外手术、血管外科手术等六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用预防性抗菌素使用指征：可染伤口(Clean-contaminatedwound)污染伤口（Contaminatedwound）清洁伤口（Cleanwound）但存在感染风险六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用预防性抗菌素显示有效的手术有：妇产科手术胃肠道手术(包括阑尾炎)口咽部手术腹部和肢体血管手术心脏手术骨科假体植入术开颅手术某些“清洁”手术六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用
理想的给药时间？目前还没有明确的证据表明最佳的给药时机研究显示：切皮前45～75min给药，SSI发生率最低，且不建议在切皮前30min内给药影响给药时间的因素:所选药物的代谢动力学特性手术中污染发生的可能时间病人的循环动力学状态止血带的使用剖宫产细菌在手术伤口接种后的生长动力学
手术过程
012345671hr2hrs6hrs1day3-5days细菌数logCFU/ml六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用141术后给药，细菌在手术伤口接种的生长动力学无改变
手术过程抗生素血肿血浆六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用Antibioticsinclot
手术过程
血浆中抗生素予以抗生素血块中抗生素血浆术前给药，可以有效抑制细菌在手术伤口的生长六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用143ClassenDC,etal..NEnglJMed1992;326:281切开前时间切开后时间予以抗生素切开六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用不同给药时间，手术伤口的感染率不同NEJM1992;326:281-6投药时间感染数（%）相对危险度(95%CI)早期（切皮前2-24h）36914(3.8%)6.7(2.9-14.7)4.3手术前（切皮前45-75min)170810(0.9%)1.0围手术期（切皮后3h内）2824(1.4%)2.4(0.9-7.9) 2.1手术后（切皮3h以上）48816(3.3%)5.8(2.6-12.3)
5.8全部284744(1.5%)似然比病人数六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用结论：抗生素在切皮前45-75min或麻醉诱导开始时给药，预防SSI效果好145六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用切口切开后，局部抗生素分布将受阻必须在切口切开前给药！！！抗菌素应在切皮前45～75min给药六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？有效安全杀菌剂半衰期长相对窄谱廉价六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用抗生素的选择原则：各类手术最易引起SSI的病原菌及预防用药选择六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用
手术最可能的病原菌预防用药选择胆道手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢哌酮或
(如脆弱类杆菌）头孢曲松阑尾手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢噻肟；
(如脆弱类杆菌）＋甲硝唑结、直肠手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢曲松或
(如脆弱类杆菌）头孢噻肟；＋甲硝唑泌尿外科手术革兰阴性杆菌头孢呋辛；环丙沙星妇产科手术革兰阴性杆菌，肠球菌头孢呋辛或头孢曲松或
B族链球菌，厌氧菌头孢噻肟；+甲硝唑莫西沙星（可单药应用）注:各种手术切口感染都可能由葡萄球菌引起六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用单次给药还是多次给药？没有证据显示多次给药比单次给药好伤口关闭后给药没有益处多数指南建议24小时内停药没有必要维持抗菌素治疗直到撤除尿管和引流管手术时间延长或术中出血量较大时可重复给药细菌污染定植感染一次性用药用药24h用药4872h数小时从十数小时到数十小时六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用用药时机不同，用药期限也应不同短时间预防性应用抗生素的优点：六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用减少毒副作用不易产生耐药菌株不易引起微生态紊乱减轻病人负担可以选用单价较高但效果较好的抗生素减少护理工作量药品消耗增加抗菌素相关并发症增加耐药抗菌素种类增加易引起脆弱芽孢杆菌肠炎MRSA（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）定植六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用延长抗菌素使用的缺点：六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？正确的给药方法：六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用应静脉给药，2030min滴完肌注、口服存在吸收上的个体差异，不能保证血液和组织的药物浓度，不宜采用常用的-内酰胺类抗生素半衰期为12h，若手术超过３４h，应给第２个剂量，必要时还可用第３次可能有损伤肠管的手术，术前用抗菌药物准备肠道局部抗生素冲洗创腔或伤口无确切预防效果，不予提倡不应将日常全身性应用的抗生素应用于伤口局部（诱发高耐药）必要时可用新霉素、杆菌肽等抗生素缓释系统（PMMA—青大霉素骨水泥或胶原海绵)局部应用可能有一定益处六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用不提倡局部预防应用抗生素：时机不当时间太长选药不当，缺乏针对性六、预防SSI干预方法
——抗菌药物的应用预防用药易犯的错误：在开刀前45-75min之内投药按最新临床指南选药术后24小时内停药择期手术后一般无须继续使用抗生素大量对比研究证明，手术后继续用药数次或数天并不能降低手术后感染率若病人有明显感染高危因素或使用人工植入物，可再用1次或数次小结预防SSI干预方法
——正确的脱毛方法用脱毛剂、术前即刻备皮可有效减少SSI的发生手术部位脱毛方法与切口感染率的关系：备皮方法 剃毛备皮 5.6%
脱毛0.6%备皮时间 术前24小时前 ＞20%
术前24小时内 7.1%
术前即刻 3.1%方法/时间 术前即刻剪毛 1.8%
前1晚剪/剃毛 4.0%THANKYOUMagneticResonanceImagingPART01磁共振成像发生事件作者或公司磁共振发展史1946发现磁共振现象BlochPurcell1971发现肿瘤的T1、T2时间长Damadian1973做出两个充水试管MR图像Lauterbur1974活鼠的MR图像Lauterbur等1976人体胸部的MR图像Damadian1977初期的全身MR图像
Mallard1980磁共振装置商品化1989
0.15T永磁商用磁共振设备中国安科
2003诺贝尔奖金LauterburMansfierd时间PART02MR成像基本原理实现人体磁共振成像的条件:人体内氢原子核是人体内最多的物质。最易受外加磁场的影响而发生磁共振现象(没有核辐射)有一个稳定的静磁场（磁体）梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，后者施加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象信号接收装置：各种线圈计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后处理等
人体内的H核子可看作是自旋状态下的小星球。自然状态下，H核进动杂乱无章，磁性相互抵消zMyx进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脉冲前的磁化矢量MzB:施加90度RF脉冲后的磁化矢量Mxy.并以Larmor频率横向施进C:90度脉冲对磁化矢量的作用。即M以螺旋运动的形式倾倒到横向平面ABC在这一过程中，产生能量
三、弛豫（Relaxation）回复“自由”的过程
1.
纵向弛豫（T1弛豫）：
M0（MZ）的恢复，“量变”高能态1H→低能态1H自旋—晶格弛豫、热弛豫
吸收RF光子能量（共振）低能态1H高能态1H
放出能量（光子，MRS）T1弛豫时间：
MZ恢复到M0的2/3所需的时间
T1愈小、M0恢复愈快T2弛豫时间：MXY丧失2/3所需的时间；T2愈大、同相位时间长MXY持续时间愈长MXY与ST1加权成像、T2加权成像
所谓的加权就是“突出”的意思
T1加权成像（T1WI）—-突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别
T2加权成像（T2WI）—-突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别。
磁共振诊断基于此两种标准图像磁共振常规h检查必扫这两种标准图像.T1的长度在数百至数千毫秒（ms）范围T2值的长度在数十至数千毫秒（ms）范围
在同一个驰豫过程中,T2比T1短得多
如何观看MR图像：首先我们要分清图像上的各种标示。分清扫描序列、扫描部位、扫描层面。正常或异常的所在部位—即在同一层面观察、分析T1、T2加权像上信号改变。绝大部分病变T1WI是低信号、T2WI是高信号改变。只要熟悉扫描部位正常组织结构的信号表现，通常病变与正常组织不会混淆。一般的规律是T1WI看解剖,T2WI看病变。磁共振成像技术－－图像空间分辨力，对比分辨力一、如何确定MRI的来源（一）层面的选择1.MXY产生（1H共振）条件
RF=ω=γB02.梯度磁场Z（GZ）
GZ→B0→ω
不同频率的RF
特定层面1H激励、共振
3.层厚的影响因素
RF的带宽↓
GZ的强度↑层厚↓〈二〉体素信号的确定1、频率编码2、相位编码
M0↑–GZ、RF→相应层面MXY———-GY→沿Y方向1H有不同ω
各1H同相位MXY旋进速度不同同频率一定时间后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋进频率不同位置不同（相位不同）〈三〉空间定位及傅立叶转换
GZ—-某一层面产生MXYGX—-MXY旋进频率不同
GY—-MXY旋进相位不同（不影响MXY大小）
↓某一层面不同的体素，有不同频率、相位
MRS（FID）第三节、磁共振检查技术检查技术产生图像的序列名产生图像的脉冲序列技术名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE压脂压水MRA短TR短TE－－T1W长TR长TE－－T2W增强MR最常用的技术是：
