第6章 物位测量

第6章物位测量6.1物位测量概述6.2常用物位测量的方法6.3锅炉汽包水位测量6.4物位检测仪表的选用及标定2023/7/3016.1物位测量概述一、物位的定义物位：指设备和容器中液体或固体物料表面位置。对应不同性质的物料又有以下定义：液位：指液体介质表面的高度。料位：指块状、颗粒状或粉末状固体物料的堆积高度。界位：指液-液、液-固的相界面位置。物位是液位、料位、界位的总称。

2023/7/302物位检测仪表的分类：按工作原理：

按测量方式：连续测量和定点测量（物位开关）压力式：利用物位发生变化时引起压力或差压变化的原理。直读式：采用侧壁开窗口或旁通管方式，直接显示容器中的物位高度。主要用于液位检测和压力较低的场合。物位检测仪表：对物位进行测量、指示和控制的仪表。二、物位检测仪表物位计、料位计、界位计2023/7/303光学/声学/微波式：利用物位对光波/声波/微波的遮断或反射特性电气式：利用物位变化引起某些电气参数变化的原理。机械式：通过测量物位探头与物料面接触时的机械力实现物位的测量。浮力式：利用浮子高度或浮力随液位高度而变化的原理，有浮筒式和浮子式液位计。核辐射式：利用射线（、）的透射或反射特性2023/7/304三、物位检测的作用1）确定容器中的贮料数量，以保证连续生产的需要或进行经济核算2）监视或控制容器中的物位，使它保持在规定的范围内；3）对它的上下极限位置进行报警，以保证生产安全正常进行。2023/7/3056.2常用物位测量的方法测量原理：基于连通器原理而实现液位的测量。一、直读式液位测量特点：简单、经济连通阀，用于切断玻璃液位计与容器2023/7/306二、压力式液位测量工作原理：把物位的测量转换为压力或压差的测量。设B点为选定的零液位。则从液面至零液位处的差压：式中ρ为被测介质密度；g为重力加速度。特点：测量简单、无可动部件、工作可靠、压力表精度高。2023/7/307测压仪表的测压基准点与取压基准点不一致时，应考虑附加液柱的影响，且需进行修正。注意压力变送器2023/7/3081.静压、差压式液位计

凡是可以测压力和差压的仪表，选择合适的量程均可用于检测液位。静压式液位计：用于敞口容器中液位的测量。差压式液位计：用于密闭容器中液位的测量。压力信号的引出：采用引压管2023/7/309对于有腐蚀性、结晶颗粒或黏度大、易凝固的介质可用法兰式仪表（法兰式压力变送器）。法兰式取压2023/7/3010读数的修正图(a)中的情况，差压计安装在最低液面以下，这时加在差压计两侧的差压为：这种附加差压可以调整仪表的零点来消除，即当差压计有hρg的差压作用时，其指示值调为零。2023/7/3011零点迁移ΔP=ρ1gH

ΔP=ρ1gH-ρ2g(h2-h1）ΔP=ρ1gH+ρ1gh1无迁移负迁移迁移量：-ρ2g(h2-h1)

正迁移迁移量：ρ1gh12023/7/30122.吹气式液位计原理：把一根导管插入敞开容器的下部，空气经节流元件和压力计后由导管下部敞开逸出。当空气从导管下端以气泡形式流出时，管内压力与管口处的静压力相等，因此压力计指示值即可反映液位高度。特点：可将压力检测点移至顶部，其使用和维修均很方便。很适合于地下储罐、深井等场合。精度影响：取决于测压仪表的精度，以及液体的温度对其密度的影响。（前两种液位计亦如此）可用于腐蚀性较强或沉淀严重的液体。2023/7/3013作业：用一台双法兰式差压变送器测量某容器的液位,如图所示。被测介质密度ρ=900kg/m3,毛细管内工作介质密度ρ0=950kg/m3。差压变送器的安装尺寸为h1=1m,h2=4m。求变送器的测量范围；并判断零点迁移方向,计算迁移量；当法兰式差压变送器的安装位置升高或降低时,问对测量有何影响?法兰式差压变送器测液位图2023/7/3014三、浮力式物位检测仪表浮子式（恒浮力式）、浮筒式（变浮力式）1.浮子式液位计——恒浮力式原理：把液位的变化传给浮在液面上的浮子，浮子受液体的浮力而漂在液面上，当浮力与重量相等时，浮子的位置就代表液位，并且随液位同步移动。浮子的形状：圆盘形、圆柱形和球形，要根据使用条件和使用要求来设计。2023/7/3015工作原理：浮子所受的绳子拉力、重力和浮力相等时，处于平衡状态而漂浮在液面上，平衡重锤位置反映浮子的位置，从而知液位。例：浮子重锤液位计通过增加浮子的定位能力减小摩擦力的影响2023/7/3016例：舌簧管式液位计—将液位的变化转为电信号的变化特点：结构简单，但连续性差、量程不能太大2023/7/30171-浮筒2-弹簧3-差动变压器2.浮筒式液位计——变浮力式原理：浮筒是圆柱形的，利用浮筒被液体浸没高度不同引起的浮力变化而检测液位。m—浮筒质量，A—浮筒截面积，c—弹簧的刚度系数，x0—弹簧的压缩位移，ρ—为被测液体密度，H—浮筒没入液体高度2023/7/30181-浮筒2-弹簧3-差动变压器上式表明,弹簧的变形与液位变化成正比。则容器中的液位高度：所以：当液位变化△H时，浮筒所受浮力改变，弹簧的变形亦有变化。达到新的力平衡时，有以下关系：2023/7/3019弹簧的变形检测：在浮筒连杆上装指针直接指示液位。在连杆上端装有差动变压器铁芯（如上图），通过差动变压器输出相应的电信号，从而测出液位。通过扭力管将浮筒的线位移转变为角位移，通过霍尔片感受位移的变化输出霍尔电势，霍尔电势的大小与角位移成正比，经处理后可变为标准信号。2023/7/3020四、电气式物位测量（可测量液位、料位和界位）电容式、电阻式、电接点式、电感式物位计1.电容式物位计工作原理：圆筒形电容器的电容值随两极板之间的电介质的不同而变化，故可以通过测量电容量的变化来测量物位。由同轴圆筒电极组成的电容器的电容量为：D、d固定，则介电常数ε和L变化会引起电容变化。2023/7/3021图7-10电容式物位计原理电容式物位计：无液部分电容：有液部分电容：总电容：所以：可见，电容变化量与液位变化成正比。(ε2－ε1)值越大，灵敏度越高。2023/7/3022组成：测量电极和测量电路组成测量电极的型式：随被测介质的不同而不同。非导电液体液位非导电固体料位导电液体液位测量电路（电容的检测）：交流电桥法、谐振电路法，可以输出标准电流信号，实现远距离传送。2023/7/3023特点：电容式物位计一般不受真空、压力、温度等环境条件的影响；安装方便、结构牢固，易维修；价格较低。但不适合于以下介质：介电常数随温度等影响而变化、介质在电极上有沉积或附着、介质中有气泡产生等。2023/7/30242.电阻式物位计工作原理：将物位变化转换为电阻变化，通过检测电阻变化量得到被测物位。适用于电的良导体的液位测量1—电阻极棒，2—绝缘套—电阻极棒的电阻率，A—电阻极棒截面积，H—电阻极棒总长，Hx—被测液体高度2023/7/30253.电接点式物位计4.电感式物位计2023/7/3026五、阻力式料位传感器1.重锤探测法工作原理：电机发出信号，使重锤在执行机构控制下动作，从仓顶处下降，通过计数或逻辑控制记录重锤下降的位置；当重锤碰到物料时，产生失重信号，控制执行机构使电机带动重锤迅速返回原点位置。2023/7/3027音叉由压电元件激振，以一定频率振动，当料位上升至触及音叉时，音叉振幅及频率急剧衰减甚至停振，电子线路检测到信号变化后向报警器及控制器发出信号。2.音叉法工作原理：2023/7/3028六、超声波物位测量振动频率在几十～20KHZ，能为人耳所闻的机械波称为声波；频率低于16HZ的机械波称为次声波；20kHz以上频率的机械波称为超声波。物位检测一般应用的都是超声波。超声波用于物位检测主要利用了它的以下性质：超声波可以在气体、液体及固体中传播，且有各自的传播速度。声波在介质中传播时会被吸收而衰减，气体吸收最强而衰减最大，液体其次，固体吸收最小。声波传播时的方向性随声波的频率的升高而变强，发射的声束也越尖锐，超声波近似直线传播，具有很好的方向性。当声波从一种介质向另一种介质传播时，因为介质密度不同，声波传播速度不同，分界面上有反射和透射现象。2023/7/3029组成：超声换能器（由压电材料制称，完成电能和超声能的可逆转换，可以是接、收分开的双探头方式也可以是自发自收的单探头方式）。电子装置（用于产生电信号以激励超声换能器发射超声波，并接收和处理经超声换能器转换的电信号。）2023/7/3030原理：固体、液体或气体对声波的吸收能力不同（气体最大），由接收的超声波可知物体是否达到预定位置，可实现报警或定位检测。又称声波阻断法。1.窄缝式超声波液位开关2023/7/30312.气介式超声液位传感器原理：利用超声波遇到相界面时，发生部分反射，部分折射入相邻介质的原理，通过测量声波从发射至接受反射回波的时间间隔来计算物料界面到探头的距离，从而确定物位高低。又称回波测距法。2023/7/3032补偿：由于超声波在介质中的传播速度易受温度和成分变化的影响，从而影响物位的测量，因此需要补偿。可以在超声换能器附近安装温度传感器，自动补偿因温度变化对物位测量的影响，还可以使用校正器，定期校正声速。c为超声波在介质中的传播速度，精确测量时间t后，可求得液位由超声波换能器到液面的距离H可由下式求出：3.液介式超声液位传感器H探头2023/7/3033特点：无机械可动部件，安装维修方便；超声换能器寿命长；可以实现非接触式测量、物位的定点测量，适合于有毒、高粘度及密闭容器物位的测量；对环境适应能力强，应用广泛。2023/7/3034七、磁致伸缩式液位传感器磁致伸缩液位计由探测杆，电路单元和浮子组成。压磁传感器以固定频率发出“询问”脉冲，沿磁致伸缩线向下传输，产生一个沿波导线向下传播的磁场；当与浮子内磁铁产生的磁场相遇时，在磁致伸缩线上产生一个扭应力波，“返回”脉冲，压磁传感器接收该脉冲。只要测出发射“询问”脉冲到接收“返回”脉冲的时间，便可计算液位的高度。原理：2023/7/3035雷达波由天线发射LH0H天线八、微波及射线式物位仪表1.微波式物位仪表2023/7/30362.核辐射式物位计（射线物位测量）放射性同位素在蜕变的过程中会发射出α、β、γ三种射线。γ射线穿透能力最强，电离能力最弱。原理：射线在穿透物质时，它的强度随物质层的厚度按指数规律降低，只要测出通过物质前后的辐射强度，就可知物位（或厚度）。射线射入一定厚度的介质时，其强度与厚度的关系：I0表示进入物料之间的射线强度；μ表示物料的吸收系数；H为物料的厚度；I为穿过介质后的射线强度。2023/7/3037组成：射线源、防护容器、射线检测器、电子转换和指示电路●检测器前置放大整形计数显示放射源被测物电子转换指示放射源：一般为γ射线源，钴（Co)或铯（Cs)。射线检测器：可将射线的强度转换为电信号。电子电路：接收检测器输出的脉冲信号，进行转换处理后输出与被测物位相应的标准信号。2023/7/3038检测方式：有固定安装式和随动式两种a)自动跟踪方式：电机带动射线源和接受器沿导轨随物位的变化而升降，且始终保持同一高度，可连续测量范围宽、但存在运动部件，结构复杂。b)固定安装方式：透射式测量，随物位的变化，射线的衰减程度变化，从而可测得物位。无运动机构，结构简单。c)、d)、e)发射源或接收器多点组合方式：可测量变化范围大的物位，连续测量，很好的改善了线性关系，但增加了安装与维护的困难2023/7/3039特点：核辐射式物位计属于非接触式物位测量仪表适用于高温、高压、强腐蚀、剧毒等条件苛刻的场合核射线还能够直接穿透钢板等介质，可用于高温熔融金属的液位测量使用时几乎不受温度、压力、电磁场的影响。但由于射线对人体有害，因此射线的剂量应严加控制，且须切实加强安全防护措施

(工业现场一般不优先考虑使用核辐射式物位计)2023/7/3040九、称重式液罐计量仪称重式液罐计量仪1—下波纹管；2—上波纹管；3—液相引压管；4—气相引压管；5—砝码；6—丝杠；7—可逆电机；8—编码盘；9—发讯器既能将液位测得很准，又能反映出罐中真实的质量储量。原理：天平原理2023/7/3041影响物位测量的因素：

在实际生产过程中，被测对象很少有静止不动的情况，因此会影响物位测量的准确性。对不同的介质有不同的影响。液位测量：液面波动（物料流进流出、沸腾或泡沫）、大型容器中各处物理量分布不均（温度、密度和粘度）、液体处于特殊状态中（高温、高压、高粘度、含大量杂质）料位测量：料面不规则、物料排出后有滞留区、物料间空隙不稳定界位测量：存在浑浊段2023/7/30426.3锅炉汽包水位测量汽包水位过高会造成蒸汽带水，使蒸汽品质恶化，轻则使管道和汽轮机结垢加重，降低效率，重则使机组发生严重事故。水位过低会破坏锅炉汽水自然循环，使水冷壁局部过热甚至发生爆管。自然循环示意图2023/7/3043火电生产过程中一般都是采用云母水位计、差压水位计和电接点式水位计等测量汽包水位。重量水位：假想某一瞬时汽包出口与入口都封闭起来，汽侧中的水回到水一侧，水侧中的汽回到汽一侧，而且汽、水平静下来时的水位。2023/7/3044一、连通器水位计1.云母水位计由于云母水位计温度低于汽包内温度，因此云母水位计的示值水柱高度低于汽包重量水位高度。s——汽包内饱和蒸汽密度；w——汽包内饱和水密度；a——测量管内水柱的平均密度；2023/7/3045△H大小与下列因素有关：(1)汽包内水位H一定时，与汽包工作压力有关。压力愈高，水位误差愈大。(2)汽包工作压力一定时，汽包内水位H愈高，则指示误差△H也愈大。(3)与云母水位计的环境温度有关。环境温度愈低，冷却水平均密度ρa越大，故误差△H越大。指示误差：2023/7/30462.双色水位计工作原理：将普通光经滤光玻璃(红、绿两种)，使红光、绿光透过，再经被测液体或气体折射，在光路上设置窗口予以显现，可测知光路上是液体或气体。2023/7/3047利用汽包内汽、水介质的电阻率相差很大的性质来测量汽包水位。纯水的电阻率104Ω·m，饱和蒸汽的电阻率106Ω·m，炉水含盐量大，电阻率约10Ω·m工作原理：将汽包内水位转换成相应电接点的通断状态，然后通过电信号远传来指示水位的。3.电接点式水位计组成：测量桶、若干电接点、信号电缆、电源及显示器等。2023/7/3048电接点超纯氧化铝（99.95%氧化铝）、聚四氟乙烯显示方式

氖灯显示、双色显示、数字显示2023/7/3049优点：电信号，便于远传指示；结构简单、迟延小、反应灵敏；无机械传动部件，能够适应锅炉变参数运行；缺点：输出的信号是不连续的开关信号；电接点失灵故障。挂水：炉水沿着电接点和筒内壁溅延，导致某些汽侧接点的“挂水”短路故障。开路：因水质结构、化学腐蚀及汽泡堆堵造成某些水侧接点与测量筒体间“开路”故障。2023/7/3050水位测量筒内水柱温度的影响；汽包工作压力的影响；电接点间距的影响。误差分析：2023/7/3051它是静压式液位测量仪表，在汽包水位、高加水位、除氧器水位测量中都得到应用。二、差压式水位计工作原理：通过平衡容器，将水位变化转换成差压的变化，从而测量水位。1.简单平衡容器按照流体静力学原理2023/7/30522.双室平衡容器给固定水柱增装蒸汽保温室，使得固定水柱的温度达到汽包内的汽水温度，消除固定水柱非饱和状态时温度的影响。2023/7/30533.差压水位的压力校正

校正原理：

对简单平衡容器或双室平衡容器输出的差压信号，通过引入汽包压力信号进行一定的校正计算，从而消除压力对测量影响的一种补偿方法。2023/7/3054MagneticResonanceImaging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124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125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131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133ClassenDC,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135六、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）