第3章 压力和差压测量

第3章压力和差压测量3.1压力和差压的基本概念3.2液柱式压力计3.3弹性元件及弹性压力表3.4压阻、压电式压力计3.5压力计的选择、安装和校准2023/7/3013.1压力和差压的基本概念一、基本概念1.压力的定义垂直而均匀地作用在单位面积上的力，即物理学中常称的压强。2023/7/3022.压力的表示方法由于参照点不同，在工程上有几种不同表示方法：(1)绝对压力(pi)

:被测介质作用在容器表面积上的全部压力(2)大气压力(pd):由于地球表面空气柱重量形成的压力，随地理纬度、海拔高度及气象条件而变化(3)表压力(pb):

pb=pi-pd，压力测量仪表的指示值(4)真空度(负压，pz)：绝对压力小于大气压力时，表压力为负值，其绝对值为真空度。即：pz=pd–pi(5)差压(压差)：任意两处压力之差2023/7/303各种压力表示法之间的关系：绝对零压力绝对压力1大气压力表压力绝对压力2负压力(真空度)差压pb=pi-pdpz=pd–pi绝对压力32023/7/304温标的传递3.压力的计量单位

压力是力和面积的导出量。国际单位制中，

力F的单位——牛顿(N)，

面积S的单位——米2(m2)，

压力p单位——牛顿/米2(N/m2)常用单位：帕斯卡或帕(Pa)（1Pa＝1N/m2）、工程大气压(kgf/cm2)、毫米水柱(mmH2O)、毫米汞柱(mmHg)

2023/7/305特点：原理：

基于重力平衡原理。将被测压力转换为液柱高度或平衡重物的重量来测量。(2)

测量范围宽，如单活塞压力计测量范围达0.04～2500MPa、精度高(±0.01%)、性能稳定可靠;如液柱式压力计、活塞式压力计。二、压力检测的常用方法1.重力平衡法(1)

适用于测量正压、负压和绝对压力，测压上限高，用作校验仪表；(3)

结构复杂，成本较高。2023/7/3062.弹性力平衡法原理：特点：利用弹性元件弹性变形的特性，变形产生的弹性力与被测压力相平衡，测变形即可知压力。(1)

可测压力、负压、绝对压力和压差；(2)

类型多，应用广。如弹簧管式压力计、波纹管差压计等。2023/7/3073.物性测量法应变式、压电式、电容式压力传感器等原理:在压力作用下，测压元件的某些物理特性会发生与压力成确定关系的变化。被测压力直接转换为各种电参量测量。分类:2023/7/3084.机械力平衡法原理：特点：将被测压力经变换元件转换成一个集中力，用外力与之平衡，通过测量外力得到被测压力。(2)

可达较高的精度；(1)

多用于电动和气动组合仪表中；(3)

结构复杂，成本较高。2023/7/309根据流体静力学原理，流体内的某一点的静压力，由这一点的高度、流体的密度和外加压力决定。一般是采用充有水或水银等液体的玻璃U形管、单管或斜管进行压力测量的，其结构形式如图所示。3.2液柱式压力计p=gh+pd一、U型管压力计一般常由一支U型玻璃管构成。充液介质：水银、水、酒精等p0

p0

p1

p0

a）在U型管两端同时通大气，而未接被测压力时，U型管两边管内的液面高度相等。

b）当将U型管的一端接入被测压力p1后，如果p1大于p0，则U型管两边管内的液面就会产生高度差，这个液柱的高度差就反映了U型管两端所受压力的差值。2023/7/3011被测压力用表压p=p1-pd表达，则有：由于一旦U型管内的充入介质确定，则、g均为常数。所以h可以直接反映被测压力p的大小，此即为U型管测压的基本原理。应用范围:适用于低压、负压和压力差，读数误差可达1mm，测低压相对误差较大。二、单管压力计1.原理：同U型管压力计2.结构：杯径较管径大得多

3.特点：由于杯径>>管径，所以h1>>h2,则hh1,即：杯内的液位变化可忽略不计。一次性读数，使用方便。而U型管压力计要两次读数。4.应用范围：测量低压、负压和差压5.读数误差：0.5mm，较U型管好，三、斜管压力计1.结构：将单管压力计的玻璃管制成斜管2.表压：p=Lgsin3.特点：灵敏度高，误差较单管压力计小四、液柱测压中应考虑的问题1、误差

a）主要的测量误差是读数误差。直接读：1mm左右，光学放大镜辅助读：

0.05mm左右

b）其它影响测量结果的因素：①充液密度（如充液不纯，实际密度与理论密度不符）②标尺刻度误差③毛细管的吸附作用（对微压有影响）④使用的地点及环境温度影响等（地点影响g，温度易影响工作液体的胀、缩而致使h变化），必要时应作修正。⑤应垂直安装，否则引入附加误差。2、正确选择充液介质①测低压充低密度介质（可使h大）②测高压充高密度介质（否则冒顶）③要避免充液与被测介质有化学反应3、常用的标尺材料：

玻璃、钢、铜4、读数的位置（见右图）

1）眼与液柱面水平

2）水银柱读凸部

3）水读凹部3.3弹性元件及弹性压力表利用弹性元件受压变形的原理。用指针或刻度尺给出压力示值感受压力，产生变形(核心部分)调整仪表的零点和量程将弹性元件的变形进行变换和放大弹性元件变换放大机构指示机构调整机构弹性压力表组成：被测压力2023/7/3017一、测压弹性元件1.常用弹性元件：弹簧管、弹性膜片、波纹管弹簧管单圈弹簧管多圈弹簧管原理：被测压力作用于弹性元件时，弹性元件产生变形，即弹性元件将压力转换成位移。可测量正、负压，但一般不测差压弹性特性是自由端的位移量与所加压力的关系。2023/7/3018弹簧管放大图当被测压力p增大时，弹簧管撑直，通过齿条带动齿轮转动，从而带动电位器的电刷产生角位移。2023/7/3019

弹性膜片弹性特性是中心位移与压力的关系。平膜片波纹膜片挠性膜片测力弹簧2023/7/3020波纹管弹性特性是封闭端位移与压力的关系。（1）使用应在线性段，可内加螺旋弹簧改善特性（2）用波纹管作弹性元件的压力计，一般用于测量较低压力或压差。注意2023/7/30212.材料弹性元件常用的材料有铜合金、弹性合金、不锈钢等，不同的材料适用于不同的测压范围和被测介质。近年来随着新材料的出现和发展，半导体硅材料得到了更多的应用。2023/7/3022结构工作过程接头自由端拉杆扇形齿轮中心齿轮指针偏转指示压力消除两啮合齿轮间隙，减小仪表变差调整仪表机械零点改变机械传动的放大系数，调整仪表量程被测压力二、弹簧管压力计（波登管）2023/7/3023特点

结构简单，使用方便，价格低；测压范围宽，可测量负压、微压、低压、中压和高压，应用广泛；精确度可达±0.1级。优点：缺点：只能就地指示，是现场直读式仪表。2023/7/3024三、波纹管差压计

结构

测量机构：波纹管(1、10)、量程弹簧组(11)和扭力管(6)等2023/7/30252023/7/30自动检测技术及仪表控制系统26工作过程

差压信号低压波纹管自由端带动连杆右移挡板推动摆杆扭力管逆时针偏转芯轴逆时针转显示机构压力传感器的外形及内部结构2023/7/3027

在测压点附近的压力敏感件上面，附带有将位移变换为输出电信号的装置，通过电信号的传输，将压力指示和记录下来。四.弹性测压计信号的远传方式采用电远传方式常用的转换方式：电位器式、霍尔元件式、电感式、差动变压器式。2023/7/3028电位器式弹性元件的输出位移变为电位器滑动触点的位移，被测压力的变化就转换成电位器阻值的变化。特点：原理：将电位器与其它电阻组成一个电桥，当电位器阻值变化时，电桥输出电压就变化。简单、线性输出较好，但滑线电位器易磨损腐蚀，结构可靠性较差。2023/7/3029霍尔元件式原理：霍尔效应：霍尔元件图霍尔效应原理图B霍尔电势VH控制电流I-++-基于半导体材料的霍尔效应，将自由端的位移通过霍尔元件转换成电压信号输出。2023/7/3030SN霍尔元件输出的电势对应于自由端位移，给出被测压力值。特点：结构简单、灵敏度高，寿命长。对外部磁场敏感，耐振性差。局部放大图见右图2023/7/30313.4压阻、压电式压力计压力传感器：能够检测压力值并能提供远传信号的装置。结构形式：压阻式、压电式、应变式、电容式、光电式、光纤式等许多种。2023/7/3032二、压阻式压力传感器原理：基于半导体材料的“压阻效应”——当半导体的某一轴向受外力作用时，原子点阵排列规律发生变化，导致载流子迁移率及密度的变化，从而引起电阻率的变化。结构：用集成工艺直接在硅平膜片上按照一定晶向制成扩散压敏电阻。工作原理：硅平膜片在微小变形时有良好的弹性特性，当硅片受压后，它的变形使扩散电阻的阻值发生变化。其相对电阻变化可表示为：其中，πe为压阻系数，σ为应力。2023/7/3033测量电路-电桥：特点:灵敏度高，频率响应高；结构比较简单，可小型化；可用于静、动态压力测量；应用广泛，测量范围宽，可测低至10Pa的微压到高至60MPa的高压；精度高±0.2%～±0.02%。R1R2R3R4IS2023/7/3034二、压电式压力传感器压电效应：压电材料受到外力作用时，不仅几何尺寸发生变化，而且内部极化，表面上还会有电荷出现，形成电场；当外力去除后，材料回复到原来的状态的现象。在弹性范围内，压电元件产生的电荷量与作用力之间呈现线性关系：Q=kSp

式中，Q为电荷量；k为压电常数；S为作用面积；p为压力。工作原理：压电材料（石英、压电陶瓷、钛酸钡）的压电效应将被测压力转换为电信号。动态压力检测中常用传感器，不适宜测量缓变化的压力和静态压力。2023/7/3035结构：电荷量经放大可转为电压或电流输出。测量一般配有电荷放大器，以增加输出。可通过更改压电元件改变测量范围。可以通过叠加压电元件以提高灵敏度。特点:可作动态测量，不适合于静压力和慢变化的压力的测量,体积小，结构简单，工作可靠；频率响应高，不需外加电源；测量范围宽，可测100MPa以下的压力；测量精度较高。2023/7/3036三、应变式压力传感器组成：应变元件+弹性元件应变元件的工作原理：导体和半导体的应变效应。应变效应：即导体和半导体材料发生机械变形时，其电阻值将发生变化。实际的电阻应变片通常是一根电阻丝被弯曲而并行地排成栅形，贴在基板上成为电阻栅。2023/7/3037应变元件与弹性元件的装配：采用粘贴式或非粘贴式，在弹性元件受力变形时，应变元件也发生形变，其电阻值将有相应的改变。2023/7/30弹性元件可根据被测介质和测量范围的不同而采用各种型式。常见有圆膜片、弹性梁、应变筒等。38测量方法：

R1,R2是静态特性相同的应变元件，粘贴在弹性元件的适当位置上，R3,R4是另一对电阻，分别接入电桥的4个臂，则电桥的输出信号可以反映被测压力的大小。2023/7/3039四、电容式压力传感器测量原理：将弹性元件的位移转换为电容量的变化。平行板电容器的电容量：

ε为电容极板间介质的介电常数；A为两平行板相对面积；d为两平行板间距。实际测量中，大多采用保持其中两个参数不变，而仅改变A

或d

一个参数的方法，把参数的变化转换为电容量的变化。故有变极距式电容压力传感器和变面积式电容压力传感器。2023/7/3040结构：变极距式变面积式2023/7/3041五、振频式压力传感器工作原理：利用感压元件本身的谐振频率与压力的关系，通过测量频率信号的变化来检测压力。型式：振筒、振弦、振膜和石英晶体谐振。振筒式压力传感器由振筒组件和谐振电路组成。其感压元件本身具有一定的固有频率，当筒壁受压后，固有频率相应改变：特点：体积小，输出频率信号，重复性好，耐振；精确度高，为±0.1%和±0.01%；测量范围宽；适于气体测量。2023/7/3042六、集成式压力传感器集成化传感器。如以压阻式压力传感器为基础的集成传感器可同时检测差压、静压和温度。(通过多路转换开关和模/数转换后由微处理器进行相应的处理和显示)2023/7/30433.5压力表的选择、安装和校准一、压力表的选择

选择选择合适的仪表主要根据生产过程提出的要求，结合各类压力表的特点综合考虑。一般涉及类型、测量范围和测量精度等方面。

应满足生产过程的要求，要了解被测介质情况、现场环境及生产过程对仪表的要求，如信号是否需要远传、控制、记录或报警等。类型的选择1）在测稳压时，最大被测压力不超过测量上限值的2/3；2）在测脉动压力时，最大被测压力不超过上限值的1/2；3）在测量高压时，最大被测压力不超过上限值的3/5。4）一般，压力的最小值应不低于被测量上限值的1/3。根据被测压力的最大值和最小值计算出仪表的上下限后，要按压力仪表的标准系列选定量程。我国压力仪表测量范围的标准系列是：0～1、1.6、2.5、4、6、10nkPa（n为整数）等。测量范围（量程）

根据被测压力的大小及在测量过程中被测压力变化的情况来选取，选取仪表量程要留有余地。2023/7/3045应根据生产允许的最大测量误差来确定仪表的精度。一般在满足生产要求的情况下，尽可能选用精度较低、价廉耐用的压力表。考虑被测介质的性质，如温度、压力、粘度、腐蚀性、易燃易爆程度等；注意仪表安装使用时所处的现场环境条件，如环境温度、电磁场、振动等。测量精度其它例题：有一压力容器在正常工作时压力范围为0.4～0.6MPa，要求使用弹簧管压力表进行检测，并使测量误差不大于被测压力的4%，试确定该表的量程和精度等级。解：由题意可知，被测对象的压力比较稳定，设弹簧管压力表的量程上限为L上，则根据最大工作压力有：根据最小工作压力有：

根据仪表的量程系列，可选用量程范围为0～1.0MPa的弹簧管压力表。2023/7/3047由题意，被测压力的最大绝对误差为：要求所选仪表的最大引用误差为：按照仪表的精度等级，可选择1.5级的压力表。2023/7/3048二、压力检测系统包括测取压力的取压口、传递压力的引压管路和测量仪表设置取压口的原则：选择能反应被测压力真实情况的取压口。a）要选择被测介质直线流动的管段部分，不可选择管路拐弯、分叉、死角或其它易形成漩涡的地方；b）在保证加工方便和不堵塞的情况下，取压孔径尽可能小，使流体受到的扰动小，避免在孔内形成涡流；1、取压口的选择2023/7/3049c）测量流动介质压力时，应使取压口与流动方向垂直；d）测量液体压力时，取压口应在管道下部，使导压管不积存气体，测量气体时，取压口应在管道上部，使导压管内不积存液体。2023/7/30502、引压管路的铺设

铺设原则：a)引压管的内径一般为6～10mm，长度不得超过50～60m。更长距离时要使用远传式仪表。b)引压管路水平敷设时，要保持一定的倾斜度，以避免引压管中积存液体或气体，并有利于它们的排出。当被测介质为液体时，引压管向仪表方向倾斜；当被测介质为气体时，引压管向取压口方向倾斜。倾斜度一般大于3%～5%。c)当被测介质容易冷凝或冻结时，引压管路需保温措施。d)在取压口与仪表之间要装切断阀，以便设备检修时使用，切断阀应靠近取压口。2023/7/30512023/7/30523、测压仪表的安装

安装原则：①压力计应安装在易于观测和检修的地方，仪表安装处尽量避免振动和高温。②对于特殊介质应采取必要的防护措施。③压力计与引压管的连接处，要根据被测介质情况，选择适当的密封材料。④当仪表位置与取压点不在同一水平高度时，要考虑液体介质的液柱静压对仪表示值的影响。2023/7/3053测压仪表出厂前需进行检定，使之符合精度等级要求。使用中的仪表则应定期进行校验，以保证测量结果有足够的准确度。三、测压仪表的校准(1)静态校准在静态标准条件下，采用一定标准等级的校准设备，对仪表重复进行全量程逐级加载和卸载测试，获得各次校准数据，以确定仪表的静态基本性能指标和精度。校验方法：1）将被校表与标准表的示值在相同条件下进行比较；2）将被校表的示值与标准压力比较。温度205C，湿度80%，大气压力76080mmHg，且无振动冲击的环境精度是被较仪表的3～5倍常用的校准设备：液柱式压力计、活塞式压力计、配有高精度标准表的压力校验泵其允许绝对误差要小于被较表的允许绝对误差的1/3～1/5主要用于校验0.25级以上的精密压力表，及各种工业用压力表2023/7/3054举例：活塞式压力校准系统

原理：手轮推动工作活塞挤压工作液，当此压力与测量活塞及砝码的重力相平衡，活塞柱在某一平衡位置，从而测得工作液的压力，该压力同时传入被校仪表，观察仪表示值，看其是否与测量活塞上砝码荷重一致。砝码(2)动态校准对用于动态压力测量的传感器或测压系统必须进行动态校准，以确定其动态特性参数，如频率响应函数、固有频率、阻尼比等。产生标准动态压力信号的装置：1）稳态周期性压力信号源电磁式、机械式正弦压力发生器2）非稳态压力信号源激波管1）稳态校准正弦压力校准装置产生按正弦规律变化的压力，标准动态压力传感器与被校压力传感器同时测量正弦变化的压力，比较标准与被校传感器的输出，可以得到被校压力传感器的幅频特性与相频特性。电磁式正弦压力校准装置2）非稳态校准 整个试验装置包括激波管、气源、测量和记录部分。

激波管校准装置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128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129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135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137ClassenDC,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139六、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（s