机械制造工艺学

机械制造工艺学

ManufacturingTechnology主讲人：孙晓燕TelQ：69382186工程技术系机械教研室2-404E-mail：sunxiaoyan0909@126.com

约定不迟到；认真听课，课下复习；课堂内不吃东西；

关闭通信等能够发出声音的工具；……如果做不到……大家都没面子绪论第一节机械制造工程学科的发展1、机械制造工业与夕阳产业

随着知识经济的兴起，一些人却把制造业贬成为“日薄西山”的“夕阳产业”、“旧经济”，这种思想在很大程度也影响了校园、也极大地影响了在坐同学的学习热情。

事实果真如此吗？中国取代日本成为全球第二大工业制造国

2009年中国制造业在全球制造业总值中所占比例，已经达到15.6%，超过日本的15.4%，成为仅次于美国的全球第二大工业制造国。

但是，中国制造业大而不强，多数企业尚处于产业链中低附加值的底部，生产性服务相对落后。美国服务型制造企业占所有制造企业的58%，而中国只有2.2%。中国的制造业和国际先进水平有一定的差距。第一是劳动生产率比较低，中国的制造业能源消耗大，污染比较严重，制造业的能耗占全国一次能耗的63％，单位产品的能耗高出国际水平20％至30％，全国CO2的排放量67.2％是锅炉排放；当然事情是两方面，这既是一个缺点有的时候也是优点，因为中国需要解决就业问题，如果都搞自动化工厂每年新增就业就有问题。第二是产品以低端为主，附加价值不高。增加值率仅为26.23％，比美国、日本及德国分别低22％、22％和11％，出口主要是劳动密集型和技术含量低的产品。产业结构不合理，作为先进生产力代表，国家核心竞争力关键是装备制造业，在我们国家只占26％，比发达国家低10个百分点左右。我们进口的产品占外贸出口总额将近一半左右，集成电路95％要进口，轿车制造装备、数控机床、纺织机械70％依赖进口。我们出口的是中低端产品，即使少数高新技术产品也是劳动密集型的或者是来料加工型，而进口是高新技术产品。制造业竞争力排名中国夺冠德国经济网站“特别新闻”报道称,德勤全球制造业小组与美国竞争力委员会近日联合发布了《2010年全球制造业竞争力指数》报告。该报告是经过对全球各地400名高级制造业管理人员的调查后撰写的。中国以10分高居2010年全球制造业竞争力榜首,印度(8.15分)、韩国(6.79分)、美国(5.84分)、巴西(5.41分)、日本(5.11分)、墨西哥(4.84分)、德国(4.80分)、新加坡(4.69分)、波兰(4.69分)则分列2~10名。机械制造技术手工机械手工机械制造机床、工具机、工作母机汽车、涡轮机两方面含义制造某种机械的技术用机械来加工零件（或工件）的技术；什么是机械制造？机械设计制造及其自动化是先进设计制造技术为主线，以机械设计和制造为基础，强调机与电、液、测控、计算机等的结合，研究机械系统、生产过程自动化系统的一门学科。内容涵盖了机械设计与制造的基础理论和微电子技术、计算机技术、信息处理技术和计算机辅助设计及制造技术（CAD/CAM）的专业基础知识。一般说来，机械制造是指从原材料开始，经过热、冷加工，装配成产品，对产品进行调试和检测，包装和发运的全过程。机械制造在人们生活、国民经济中处于什么地位？

2．机械工业在国民经济中的地位社会生产中的各行各业，诸如交通、动力、冶金、石化、电力、建筑、轻纺、航空、航天、电子、医疗、军事、科研等，乃至人民的日常生活中，都使用着各种各样的机器、机械、仪器和工具。它们的品种、数量和性能等都极大地影响着这些行业的生产能力、劳动效率和经济效益。这些机器、机械、仪器和工具统称为机械装备。机械工业在国民经济中的地位机械装备的大部分都是由一定形状和尺寸的金属零件所组成的。能够生产这些零件并将其装配成机械装备的工业，称为机械制造工业。机械工业是国民经济各部门的装备部，国民经济的各部门的生产技术水平和经济效益，在很大程度上取决于机械工业所能提供装备的技术性能，质量和可靠性。因此，机械工业技术水平和规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志。机械制造工程学科的发展3.制造技术的重要性制造技术——已不是单纯的制造工艺方法和产品设计，它是一个从产品概念到最终产品的集成活动和系统，是一个功能体系和信息处理系统，是从产品设计—进入市场—返回产品设计的大系统。企业生产力构成—制造技术的作用占62%制造技术的重要性日本——制造技术的关键：精密工程，特种加工和制造系统自动化；美国——50年代只重视高科技术和军用技术的发展，80年代初美国开始反省；我国——机械工业产品水平（基础机械，基础零部件，基础工艺）

关键问题—发展现代制造技术制造技术的发展阶段手工业生产阶段大工业生产阶段虚拟现实工业生产阶段机械制造工程学科的发展4.机械制造科学的发展机械制造工艺（一般）：冷加工：车、铣、刨、磨等热加工：铸造、锻压（塑性加工）、焊接、热处理等机械制造过程是：一种离散的生产过程—实现自动化的难度大依赖个人经验和技艺较多，难以用数学方法、规律、逻辑进行描述。加工工艺分类去除加工结合加工附着注入变形加工切削镀渗碳、氧化锻造、铸造机械制造工程学科的发展5.制造工艺技术的进展①加工精度各年代达到的加工精度：

1mm18世纪后期(1776),蒸汽机（灰铸铁汽缸）

0.01mm19世纪中期(1850)μm微米级(10–6m)20世纪50年代末

nm纳米级(10-9m)20世纪末,镜面磨、抛光、研磨、超精加工等②表面完整性使用寿命和工作可靠性③生产率(永久性话题)

机动工时——切削用量（切削速度）辅助工时——待料、换刀、装夹、维修、调整机床二．课程研究对象与任务工艺是使各种原材料、半成品成为产品的经验、方法和过程。各种机械制造的方法和过程的总和称之为机械制造工艺。工艺是生产中最活跃的因素，它既是构思和想法，又是实际的方法和手段，并落实在由工件、刀具、机床、夹具所构成的工艺系统中。所以它包含和涉及的范围很广，需要多门学科知识的支持，同时又和生产实际联系十分紧密。一个新的设计工作者，常常会面临一些感到十分棘手、困惑的问题。工艺是什么？研究对象：机械产品的制造工艺（制造方法和过程的总称）课程任务：掌握机加工和装配方面的基本理论和知识了解影响加工质量的因素,学会分析研究加工质量的方法学会制定零件机加工工艺规程和部件、产品装配工艺规程的方法掌握机床夹具设计的基本原理和方法了解先进的制造技术,认识其作用和重要性课程的特点:1、专业课,更新快2、实践性强3、工程性4、实验、实习、习题、课程设计等.5、基础理论:金属工艺学,金工实习,互换性与技术测量,金属切削原理,金属切削刀具,金属切削机床等。

课程学习方法:掌握基本概念,基本方法,与实际结合。第二节基本概念一、机械加工的生产过程

1、生产过程：原材料→机械产品（全部劳动过程）主要生产过程：制坯—机加工—热处理—装配—检验—试车—油漆辅助生产过程：包装，储运，能源供应等。2、加工工艺过程：直接改变毛坯的形状、尺寸、表面粗糙度及力学物理性能，使之成为合格零件的全部劳动过程。加工工艺过程又可分为铸造、锻造、冲压、焊接、机械加工、热处理、装配、涂装等工艺过程。基本概念二、机械加工工艺过程的组成（若干工序组成）工序：一个（或一组）工人在一个工作地点，对一个（或同时对几个）工件连续完成的那一部分加工过程。工序的四要素：工人、工作地、工件三不变加上连续完成。

工艺过程工序1工序2工序3安装1安装2安装3工位1工位2工位3工步1工步2走刀1走刀2工序（举例）图1-4阶梯轴零件图阶梯轴工序安排方案阶梯轴第一种工序安排方案工序号工序内容设备1加工小端面，对小端面钻中心孔，粗车小端外圆，对小端倒角；加工大端面，对大端面钻中心孔，粗车大端外圆，对大端倒角；精车外圆车床2铣键槽，手工去毛刺铣床适于单件生产阶梯轴工序安排方案阶梯轴第二种工序安排方案工序号工序内容设备1加工小端面，对小端面钻中心孔，粗车小端外圆，对小端倒角车床2加工大端面，对大端面钻中心孔，粗车小端外圆，对小端倒角车床3精车外圆车床4铣键槽，手工去毛刺铣床适于大批大量生产工序安排和工序数目的确定与零件的技术要求、零件的数量和现有工艺条件等有关。机械加工工艺的组成

安装：在每一工序中工件一次装夹（定位和夹紧）所完成的那部分工序。工序和安装（对应工序1）工序号安装号安装内容设备11车小端面，钻小端面中心孔，粗车小端外圆，倒角车床2车大端面，钻大端面中心孔，粗车大端外圆，倒角3精车大端外圆4精车小端外圆25铣键槽，手工去毛刺铣床在一个工序中应尽量减少安装次数，以免增加辅助时间和安装误差。机械加工工艺过程的组成工位：工件在一次安装中（工件相对机床床身变换加工位置），在每一个位置上的安装内容。

图1-5多工位加工装卸工件钻孔扩孔铰孔在车床加工轴类零件时，虽然工件沿轴心旋转，但一次装夹对应一个工位。工步：加工表面、切削刀具、切削速度和进给量都不变的情况下所完成的那部分加工，称为一个工步。在一道工序（一次安装或一个工位）中，可能需要加工若干个表面；也可能虽然加工一个表面但却要用若干把不同刀具；或者虽然只用一把刀具，但却需要若干种不同切削用量作若干次加工。机械加工工艺过程的组成机械加工工艺过程的组成有时为了提高生产率，把几个待加工表面用几把刀具同时进行加工，称为复合工步。图1-6立轴转塔车床回转刀架图1-7立式转塔车床的一个复合工步

（加工齿轮内孔和外圆）图1-8刨平面复合工步目的：提高工作效率复合工步看成是一个工步机械加工工艺过程的组成走刀：同一切削速度及进给量对同一表面进行切削一次。

走刀是构成工艺过程的最小单元。机械加工工艺过程的组成齿轮零件图机械加工工艺过程的组成序号工序名称工序内容工艺过程细分1车外圆Ø100粗车

半精车

外圆Ø100

一次安装，一个工位，二个工步，三次走刀

车端面A粗车半精车A面二个工步，三次走刀

倒角

一个工步

车端面B粗车

半精车B面

一次安装，一个工位，二个工步，三次走刀

倒角

一个工步

钻扩铰孔Ø25

钻扩铰Ø25孔

三个工步，三次走刀

2钻铰4—Ø12孔

钻孔4—Ø12

一次安装，4个工位，4个工步，4次走刀

铰孔4—Ø12

4个工步，4次走刀

3刨（插）键槽

刨键槽

一次安装，一个工位，一个工步，多次走刀

4滚齿

一次安装，一个工位，一个工步，多次走刀

5热处理

齿面高频

6钳工修键槽

修键槽Ra1.6

7去毛刺，清洗，上油

第三节生产类型与工艺特点（一）生产纲领和生产批量

生产纲领(年产量)：在计划期内，应生产产品产量的进度计划（计划期为一年的生产纲领称为年生产纲领）。年生产纲领是设计和修改工艺规程的重要依据，是车间（或工段）设计的基本文件。式中：N：零件的年生产纲领（件/年）Q：产品的年产量（台/年）

n：每台产品中该零件的数量（件/台）

α：备品百分率

β：废品百分率生产批量：一次投入或产出同一产品或零件的数量。确定生产批量的几方面因素：

市场需求及趋势分析；便于生产的组织与安排；产品的制造工作量；④生产资金的投入；⑤制造生产率和成本。式中：n’：每批中的零件数量N：零件的年生产纲领规定的零件数量A：零件应该储备的天数F：一年中工作日的天数生产类型与机械加工工艺规程（二）生产类型生产类型：批量大小的分类

年产量产品大小和结构的复杂性生产类型零件的年生产纲领（件/年）重型零件（30kg以上）中型零件（4～30kg）轻型零件（4kg以下）单件生产小于5小于10小于100小批生产5～10010～200100～500中批生产100～300200～500500～5000大批生产300～1000500～50005000～50000大量生产大于1000大于5000大于50000表1-5各种生产类型的规范生产类型的工艺特点：

第四节工件加工时的定位及基准一、工件的定位（一）工件的装夹（定位和夹紧）1、装夹定位—工件在机床工作台或夹具上，相对刀具占有正确位置。

夹紧——工件定位后将其固定，使其在加工过程中位置不变。工件的装夹（3种）双联齿轮2的内孔套在心轴3上（心轴3与插齿机回转工作台同轴）保证该齿轮的齿圈与内孔同轴！大齿轮端面靠在靠垫4上（靠垫两端面平行）保证切出的齿轮不歪斜！用夹紧螺母1将双联齿轮压紧在靠垫4上保证插齿时该双联齿轮不会转动！夹紧螺母双联齿轮（工件）定位心轴靠垫(基座)图1-11工件的装夹1.夹具中装夹工件的装夹（3种）2、直接找正装夹定位是由工人用千分表、划针等工具，找正某些表面，以保证被加工表面相对刀具的正确位置。特点：效率低、精度高、适合于单件小批量生产或在精度要求特别高的生产中使用。图1-12直接找正装夹工件的装夹（3种）3.划线找正装夹在工件上画出加工表面的位置，按划线用划针找正被加工表面相对刀具的正确位置。特点：精度较高、效率低，适用于单件、中小批量生产中的复杂铸件或铸件精度较低的粗加工工序。

图1-13按划线找正装夹工件的定位（二）定位原理1、六点定位原理一个物体在空间可以有

6个独立的运动。3个平移运动：3个转动：

图1-14自由度示意图1个自由度只需要1个约束点来限制。六点定位原理：采用6个按一定规则布置的约束点来限制工件的6个自由度，实现完全定位，此即“六点定位原理”。通常把上述6个独立运动称为6个自由度。定位原理xoy面三点：xoz面二点：yoz面一点：图1-15长方体工件的定位分析定位原理在应用“六点定位原理”进行定位问题分析时，应注意到如下五点：定位就是限制自由度，通常用合理设置定位支承点的方法，来限制工件的自由度。定位支承点限制工件的自由度的作用，应理解为定位支承点与工件定位基准面始终保持紧贴接触。若二者脱离，则意味着失去定位作用。一个定位支承点仅限制一个自由度，一个工件仅有六个自由度，所设置的定位支承点数目，原则上不应超过六个；分析定位支承点的定位作用时，不考虑力的影响。欲使其在外力作用下不能运动，是夹紧的任务；反之，工件在外力作用下不能运动（即被夹紧），也并非是说工件的所有自由度都被限制了。所以，定位和夹紧是两个概念，绝不能混淆。定位支承点是由定位元件抽象而来。在夹具中，定位支承点总是通过具体的定位元件体现。至于具体的定位元件应转化为几个定位支承点，需结合其结构进行分析。定位原理2、用定位元件代替约束点

常用定位元件：支承钉、支承板、长销、短销、长V形块、短V形块、长定位套、短定位套、固定锥销浮动锥销等典型定位元件的定位分析，见教材表1-7。定位原理3、完全定位和不完全定位

根据加工面的要求,需要限制6个自由度，称完全定位。根据加工面的要求，需要限制的自由度少于6个，称不完全定位。完全定位和不完全定位（举例）完全定位和不完全定位（举例）有时为了使定位元件帮助承受切削力、夹紧力或为了保证一批工件的进给长度一致，常常对无位置尺寸要求的自由度也加以限制。图1-20a球体上通铣

平面限制2个自由度图1-20b球体上通铣

平面限制3个自由度定位原理4、过定位和欠定位欠定位：要求限制的自由度没得到限制。过定位：一个自由度被两个以上约束点约束。欠定位（举例）过定位（举例）纠正措施：将4个平头支承钉改为3个球头支承钉，重新布置3个球头支承钉的位置；将4个平头支承钉之一改为辅助支承，辅助支承只起支承作用而不起定位作用。

后果：若工件的定位面尚未经过机械加工，表面仍然粗糙，则该定位面实际上只可能与3个支承钉接触，究竟与哪3个支承钉接触，与重力、夹紧力和切削力都有关，定位不稳。如果在夹紧力作用下强行使工件定位面与4个支承钉都接触，就只能使工件变形，产生加工误差。过定位（举例）过定位是否允许？

一般情况下，如果工件的定位面为没有经过机械加工的毛坯面，或虽经过了机械加工，但仍然很粗糙，这时过定位是不允许的。如果工件的定位面经过了机械加工，并且定位面和定位元件的尺寸、形状和位置都做得比较准确，比较光整，则过定位不但对工件的位置尺寸影响不大，反而可以增强加工时的刚性，这时过定位是允许的。一面两孔组合定位工件的定位面为其底平面和两个孔，夹具的定位元件为一个支撑板和两个短圆柱销，产生了过定位。在装夹时，由于工件的两孔或夹具上的两短圆柱销在直径或间距尺寸上有误差，则会产生工件不能定位（即装不上），如果要装上，则只能是短圆柱销或工件要产生变形。解决的方法是将其中的一个短圆柱销改为菱形销。一面两销定位孔与端面组合定位5.定位分析方法总体分析法：从工件定位的总体来分析限制了哪些自由度。分件分析法：分别从各个定位面得所受约束来分析所限制的自由度。

进行分件分析时，先分析限制自由度比较多的定位元件（通常为主定位元件），再逐步分析限制自由度比较少的定位元件，这样有利于分析定位中组合关系对自由度限制的影响。工件加工时的定位及基准二、基准基准设计基准工艺基准工序基准定位基准测量基准装配基准粗基准精基准辅助基准基准的分类（一）设计基准

设计图样上所采用的基准。中心线端面

图1-27设计基准举例

图钻套轴心线O-O是各外圆和内孔的设计基准，端面A是端面B、C的设计基准。基准的分类（二）工艺基准工艺过程中所采用的基准。按用途不同，进一联步分为：工序基准：工序图上用来确定本工序所加工的表面，加工后的尺寸、形状、位置的基准。首先考虑用设计基准为工序基准；所选工序基准尽可能用于工件的定位和工序尺寸的检查；当采用设计基准为工序基准有困难时，可另选工序基准，但必须可靠地保证零件设计尺寸的技术要求。工艺基准定位基准：在加工中用作定位的基准。是获得零件尺寸的直接基准。又进一步分为：—粗基准：未经机械加工的定位基准；—精基准：经过机械加工的定位基准；—附加基准：零件上根据机械加工工艺需要而专门设计的定位基准（如车削时所用的顶尖孔）。测量基准：零件测量时所采用的基准。装配基准：装配时用来确定零件或部件在产品中的相对位置所采用的基准。作业P251-111-121-12b）鸡心夹1-12c）胀套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135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136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142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144ClassenDC,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146六、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