第3章数控机床的进给传动系统华南农业大学工程学院徐凤英引言主运动：提供主切削的运动。进给运动：保证刀具与工件相对位置关系为目的。数控机床的机械传动装置作用是将伺服电机的旋转运动转变为执行件的直线运动。包括：减速装置运动转换装置导向元件等。本讲主要内容对数控机床进给系统机械结构的要求齿轮传动副滚珠丝杆螺母副数控机床的回转工作台数控机床分度工作台3.1对进给传动系统的基本要求1．提高传动部件刚度2.减小传动件的惯量3．降低间隙传动件的间隙4．减小系统的摩擦阻力5.提高谐振1．提高传动部件刚度丝杆螺母副或蜗轮蜗杆副及其支承部件的刚度。刚度不足与摩擦阻力影响传动准确性。提高刚度方法：缩短传动链，合理选择丝杆尺寸预紧丝杆螺母副支承部件。2.减小传动件的惯量决定进给系统的加速度，影响进给系统快速性。高速加工的数控机床，尽可能减小零部件的质量、直径，3．降低间隙传动件的间隙影响进给系统定位精度影响闭环系统稳定性造成进给系统反向死区传动链消除间隙的结构措施齿轮副丝杆螺母副联轴器支承部件等4．减小系统的摩擦阻力会降低传动效率，产生发热；系统的快速性,定位精度和闭环系统的动态稳定性减少摩擦阻力措施滚珠丝杆螺母副静压丝杠副直线滚动导轨副静压导轨塑料导轨等高效执行部件，提高运动精度，定位准确，快速响应特性好，避免低速爬行。5.提高谐振机械构件具有高的：固有频率合适的阻尼要求机械传动系统的固有频率应高于伺服驱动系统固有频率的2－3倍。进给传动装置电机与丝杆之间的连接Exit1、带有齿轮传动的进给运动2、经同步带论传动的进给运动3、电机通过联轴器直接与丝杆连接电机与丝杆之间的连接3.2进给传动系统基本形式分为：直线运动直线进给运动包括机床的基本坐标轴X、Y、Z轴以及与基本坐标轴平行的坐标轴U、V、W等的运动；圆周运动。圆周进给运动是指绕基本坐标轴X、Y、Z回转的坐标轴运动。实现直线进给运动的三种形式：1.丝杠副丝杠副通常为滚准丝杠或静压丝杠，将伺服电机的旋转运动变为直线运动。2.齿轮齿条副齿轮齿条副将电机的旋转运动编程直线运动。3.直线电动机床身工作台3.2.1滚珠丝杠副为了提高数控机床进给系统的快速响应性能和运动精度;必须减少运动部件的摩擦阻力和动、静摩擦力之差；中小型数控机床中，滚珠丝杠副是采用最普遍的结构。滚珠丝杠类型三、滚珠丝杆螺母副
在丝杆和螺母之间以滚珠为滚动体的螺旋运动元件。丝杆1和螺母2都加工有弧形槽，将它们套装在一起时，两个圆弧形的螺旋槽对合起来行成了螺旋滚道，在滚道内装满滚珠3.
滚珠丝杠螺母副+滚动导轨副滚珠丝杠螺母副结构图1-丝杠2-滚道3-螺母4-滚珠1.丝杠2.反向器3.螺母4.滚珠１．工作原理和特点
1）传动效率高，摩擦损失小2）灵敏度高，传动平稳无爬行
3）传动精度高，传动刚度高4）不能自锁，有可逆性5）制造成本高隆创日盛
/ArticleShow.asp?ArticleID=837隆创日盛的高速化滚珠螺杆高速进给：,进给速度达到90m/min以上，Dm-N值达15万以上。高定位精度：达JISC3级以上。高刚性：最佳化丝杠牙型与结构设计。高负载：以多卷数连续循环钢珠系统达到多负荷滚珠分布，使成为高负载之滚珠丝杠。低振动噪音：最佳细长比与循环结构设计。加速度：1.0g(9.8m/sec2)以上。恒温设计：最佳化散热设计，有效抑制因高速而产生之热变形。环保化设计：搭配自润式。应用工具机、快速进给模具、高速切削中心机重负荷滚珠螺杆2重负荷，比标准品额定负荷提升2~3倍以上精密等级以JISC5和JISC7级为主。高速耐久的强度设计，延长在高加减速进给的使用寿命。应用全电式射出成形机、冲压机、重负荷致动器、锻压机械。无需润滑管路系统，大量节省油品成本大幅延长保养维护周期粉尘环境、恶劣天气环境和用水环境自润式产品配合油脂使用，良好润滑产业机械、电子机械、传动机械、航空工业图3-2
滚珠丝杠图HWIN精密级滚珠螺杆精度及图（3）滚珠丝杠副的循环方式两种循环方式有：外循环：滚珠在循环返回过程中，与丝杠滚道脱离接触；主要有插管式和螺旋槽式。内循环：滚珠在整个循环过程中，滚珠始终与丝杠各表面保持接触；滚珠丝杠副的循环方式图示3－3a为螺旋槽式，它是在螺母外圆上铣出螺旋槽，槽的两端钻出通孔并与螺纹滚道相切，行程返回通道，这种形式的机构闭插管式结构径向尺寸小，但制造上较为复杂。图3－3b插管式结构简单，工艺性好，承载能力较高，径向尺寸较大应用最为广泛，可用于重载传动系统中。2．内循环结构螺母装有2－4个反向器，数目与滚珠圈数相等，反向器沿螺母圆周等分分布。
这种形式结构紧凑，刚度好，滚珠流通性好，摩擦损失小，但制造较困难。适用于高灵敏、高精度的进给系统，不宜用于重载传动中。2．滚珠丝杆副间隙的调整滚珠丝杠的传动间隙是轴向间隙。为了保证滚珠丝杠反向传动精度和轴向刚度，必须消除滚珠丝杆螺母副轴向间隙。消除间隙的方法常采用双螺母结构，利用两个螺母的相对轴向位移，使每个螺母中的滚珠分别接触丝杆滚道的左右两侧。这种方法预紧消除轴向间隙时，预紧力一般应为最大轴向负载的l/3。当要求不太高时，预紧力可小于此值。过大会使空载力矩增加，从而降低传动效率，缩短使用寿命。此外，还要消除丝杠安装部分和驱动部分的间隙。3．滚珠丝杆副间隙的调整
常见双螺母丝杠消除间隙方法如下：（1）垫片式调隙调整垫片的厚度，使左右螺母产生方向相反的位移，使两个螺母中的滚珠分别贴近在螺旋滚道的两个相反的测面上，即可消除间隙和产生预紧力。双螺母垫片调隙式（中间加垫片）结构简单可靠、刚度好，应用最为广泛。专业生产厂根据用户要求调整好预紧力，使用时装卸非常方便。双螺母螺纹调隙式调整方便，使用过程中随时调整，但预紧力大小不能准确控制。缺点是调整精度较差。双螺母螺纹消隙图例（3）滚珠丝杆副齿差式消隙在两个螺母的凸缘上各制有圆柱外齿轮，分别与固紧在套筒两端的内齿圈相啮合，其齿数分别为Z1、Z2，且Z1－Z2=1，两个内齿圈1、4与外齿轮齿数分别相同，并用螺钉和销钉固定在螺母座3的两端。齿差式消隙图例调整时，先取下内齿圈，让两个螺母2、5相对于套筒同方向都转动一个齿，然后再插入内齿圈，则两个螺母便产生相对角位移，移进相应的距离，达到调整间隙，间隙量为：式中Z1、Z2为齿轮的齿数，Ph为滚珠丝杠的导程。齿差调隙例子当Z1=99,Z2=100,Ph=10mm时，如果两个螺母向相同方向各转过一个齿时，其相对轴向位移为：若间隙量为0.005mm，则相应的两螺母沿同方向转过5个齿即可消除。4．滚珠丝杆副的支承方式（1）一端装止推轴承(固定－自由式)如图a所示。这种安装方式的承载能力小，轴向刚度低，仅适应于短丝杠及垂直布置丝杠。一般用与数控机床的调整环节和升降台式数控铣床的垂直坐标轴。滚珠丝杠副支承方式图例一端固定一端浮动。丝杠受热后有膨胀伸长的余地，需保证螺母与两支承同轴。结构较复杂，工艺较困难，适用于较长丝杠或卧式丝杠。滚珠丝杆副的支承方式（2）中小型数控机床采用60双向推力角接触球轴承。能够承受大轴向力，增大滚珠数目，相应减小滚珠的直径，采用特殊设计的尼龙成型保持架比一般轴承轴向刚度提高两倍以上。滚珠丝杆副的支承两端装推力轴承。丝杠进行预拉伸安装。轴承无间隙，可减少丝杠因自重引起的弯曲变形；丝杠不会因温升而伸长，从而保持丝杠的精度。4.滚珠丝杠的密封与润滑
（1）密封防尘密封圈和防护套密封，防止灰尘及杂质进入滚珠丝杠副。密封圈有接触时和非接触式两种，装载滚珠螺母的两端。外面的丝杠一般采用螺旋钢带、伸缩套筒、锥形套管以及折叠式防护罩。一端连接在滚珠螺母的端面，另一端面固定在滚珠丝杠的支承座上。钢带缠卷式丝杠防护装置。
丝杠防护套润滑使用润滑剂，以提高耐磨性及传动效率，维持传动精度，延长使用寿命，润滑剂有润滑油和润滑脂润滑脂一般在安装过程中放进滚珠螺母的滚道内，定期补充。使用润滑油时应注意要经常通过注油孔注油。滚珠螺杆选用和安装5.滚珠丝杠的标记及选择（1）公称直径d0大于丝杠工作长度的1/30.常用范围20－80mm.（2）基本导程Ph是丝杠相对于螺母旋转2π弧度时，螺母上的基准点的轴向位移。d0不变，导程小，则螺旋升角也小也，传动效率η也变小，承载能力降低（3）接触角β滚珠与滚道在接触点处的公法线与螺纹轴线的垂直线间的夹角理想夹角为45°其他参数：丝杠螺纹大径d、丝杠螺纹小径d1、螺纹全长l、滚珠直径db、螺母螺纹大径D/螺母螺纹小径D1、滚道圆弧半径R等。滚珠丝杠副的国家标准GB/T17587.1-1998规定深圳赛瑞德精工机械技术公司滚珠丝杠的精度等级中1级最高，依次递减一般传动用4/5/7级精度，数控机床和精密机械用2、3级精度，精密机床选用1、2级精度。滚珠丝杠螺母副+滚动导轨3.2.2静压丝杠副通过油压在丝杠和螺母的接触面之间，产生一层保持一定厚度且具有一定刚度的压力油膜，使丝杠和螺母之间有边界磨擦变为液体摩擦。1.工作原理油腔连接形式与节流控制方式每扣螺纹每侧中径上开3－4个油腔，每个油腔用一个节流器控制，分散节流控制。将分布于同侧、同方位上的3－4个油腔用一个节流器控制，集中阻尼节流。2.特点1）摩擦系数小，仅为0.0005,比滚珠丝杠的摩擦损失根小，启动力矩小，传动灵敏，避免了爬行。2）油膜层可以吸振，提高了运动的平稳性。3）有利于散热和减少热变性，提高了机床的加工精度和光洁度；4）油膜层有一定的刚度，减小了反向间隙；5）油膜层对丝杠的误差有均化作用，使传动误差小于制造误差；5）承载能力与供油压力成正比，与转速无关。各种丝杠进给机构特性表
3.2.3静压蜗杆－蜗轮条副大型数控机床不宜采用丝杠传动加大丝杠直径，则转动惯量增大，伺服系统的动态特性不易保证常用静压蜗杆－蜗轮条幅和齿轮－齿条副传动。液体静压蜗杆－蜗轮条机构液压泵输出的压力油，经过蜗杆螺纹内的毛细管节流器10，进入蜗轮条齿的两侧面油腔内，经过啮合面之间的间隙进入齿顶与齿根之间的间隙，压力降为零，流回油箱。特点1）摩擦阻力小，启动摩擦系数小于0.005,功率消耗小，传动效率高，可达0.94-0.98。在低速度下运动也很平稳。2）使用寿命长。齿面不直接接触，不易磨损，能长期保持精度；3）抗振性好。油腔内的压力油层有良好的吸振能力。4）有足够的轴向刚度；5）蜗轮条能无限接长，因此运动部件的形成可以很长，不受滚珠丝杠受结构的限制。3.2.4双齿轮－齿条副在大型数控机床的直线进给运动采用齿轮－齿条结构，效率高，结构简单但齿轮－齿条传动机构的位移精度和运动平稳性较差。需提高齿条本身的制造精度获采用精度补偿，消除传动间隙。双片薄齿轮错齿调整法负载小时，可采用。分别与齿条齿槽上左右两侧贴紧，从而消除齿侧间隙。不满足大型机床的重负载工作要求。1．圆柱齿轮传动消除间隙螺母降调整轴3往上调时，间隙减小，预紧力加大，反之，间隙加大，预紧力减小。传动间隙的调整可以靠液压预加负载。PHS—BS快速进给和高精度中档高速数控机床中，采用PHS-BS，（PrecicionHigh-speedBallScrews—简称PHS-BS）
3.2.5AC直线电动机驱动ACLinearMotor简称AC-LM
优点：省去大量中间传动机构，加快系统反映速度，提高系统精确度，得到广泛的应用。消除传动环节对精度、刚度、快速性和稳定性的影响，获得比传动进给驱动系统更高的定位精度、快进速度和加速度。德国DMG公司高性能数控装备的进给配置3种类型：坐标轴全部配置AC-LM驱动的“快速型”数控装备。DMC85VLinear、混合驱动型。在X轴配置AC-LM，Y、Z轴则采用PHS-BSCTV250、CTX300、CTX420、DMC104V、DMF220F、DMF360F等均属混合驱动型。DMF500Linear动柱式大型立式加工中心，坐标轴全部配置PHS-BS驱动的“强力型”加工中心。DMC63H高速卧式加工中心美国CINCINNATILAMB公司的HPC-800HP卧式高速加工中心X、Y、Z三轴采用双PHS-BS驱动，V=80m/min，加速度1.5g。框中框结构的双驱动大大提高了快速进给的稳定性1.工作原理为旋转电动机沿圆周方向拉开战平的产物旋转电动机的定子部分成为直线电动机的一次侧；旋转电动机的转子部分，成为电动机的二次侧。多相交流电流后，则在气隙中产生一个平稳的行波磁场。直线电动机磁场沿气隙作直线运动，并在动子导体中感应出电动势，产生电流，电流与行波磁场相互作用产生异步推动力，使动子沿行波方向作直线运动。改变直线异步电动机定子绕组中的电源相序，行波磁场移动方向会反过来，直线异步电动机可作往复直线运动。
分类直线电动机的种类按结构形式可分为；单边扁平型、双边扁平型、圆盘型、圆筒型（或称为管型）等；按工作原理可分为：直流异步同步步进AC-LM在数控装备领域优势：
(1)高速、超高速、高加速度、生产批量大、要求定位的运动多、速度大小和方向频繁变化的场合。(2)大型、超长行程高速加工中心。(3)要求高动态特性、低速和高速时的随动性、高灵敏的动态精密定位。(4)轻载、快速特种CNC装备。结构分类短二次侧和短一次侧两种形式。高速机床用直线电动机一般采用短一次侧、动一次侧。励磁式交流电机分类永磁式二次侧是一块一块铺设的永磁钢，其一侧是含铁心的三向绕组。感应式一次侧二者相同，二次侧用自行短路的不馈电栅代替永磁钢。不同电时是没有磁性的，利于机床的安装、使用和维护。性能不断改进，已接近永磁式直线电动机水平。横向磁通钕铁硼永磁电机无铁心钕铁硼永磁电机
永磁电机
大功率直流永磁电机
混合永磁电机和调速变频器感应电机
Exit键联接间隙的消除方法
无键联接结构
2、键连接间隙补偿机构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162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163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169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171ClassenDC,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173六、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：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
