结构力学第8章

结构力学

第8章位移法

主要内容1位移法基本概念位移法的基本结构和基本未知量等截面直杆的转角位移方程位移法典型方程直接利用平衡条件建立位移法方程位移法与力法联合应用用位移法计算有斜柱的刚架§8.1位移法的基本概念力法是分析超静定结构的最基本也是历史最悠久的方法。力法是以多余力作为基本未知量，首先根据变形协调条件求出多余力，然后再求出其它反力、内力和变形。位移法是以结构的结点位移作为基本未知量，以结点的平衡条件作为补充方程，首先求出结点位移，然后再求出其它反力、内力。求解问题的顺序正相反。作为入门，我们先看一个简单的例子。以便更具体地了解位移法解题的基本思路。如图示对称桁架，承受对称荷载Fp作用。图(a)Fpii由于对称，结点B将仅有竖向位移。在位移法中，基本未知量为。取结点B为隔离体如图(b)所示图(b)Fp设第i根杆受的拉力为FNi，由静力平衡条件，得(a)另一方面，考虑任一根杆i，设其伸长量为ui，由几何关系得(b)由虎克定律得(c)iiui图(c)(b)(c)则:(d)上式就是拉压杆的刚度方程它反映了杆端力FNi与杆端位移ui之间的关系。把(d)式代入(a)式得(a)(e)上式就是位移法的基本方程它反映了结构的结点位移与结构的结点荷载之间的关系。图(a)Fpii图(b)Fpiiui图(c)由基本方程得(f)至此完成了位移法的关键一步，即在外荷载的作用下，结构的结点位移求解。各杆的内力也可以确定(g)上面简要地介绍了位移法解题的过程，其要点如下位移法的基本未知量是结点位移；位移法的基本方程实质是结点沿基本未知量方向的平衡方程；求解基本方程后，即可求出各杆的内力。§8.2位移法的基本结构和基本未知量上节中以简单桁架为例说明了位移法的基本要点，下面讨论如何将位移法应用于刚架计算。如图(a)所示由两根杆组成的刚架。Z131Z1图(c)因此，在位移法中，应以结点位移Z(或用表示)作为基本未知量，并以单跨超静定梁作为基本计算单元，因此，用位移法分析刚架时，需要解决下面三个问题：如果能求出转角Z1，则各杆(12杆、13杆)的内力均可按前面的力法求得。位移法的基本未知量的数目(至少要求出多少个位移未知量)单跨超静定梁分析相应于基本未知量的位移法方程如何建立和求解。图(a)123Fp12图(b)Z1Fp在本节中，我们讨论第一个问题，位移法的基本未知量的数目及相应的位移法基本结构。其它两个问题，后面讨论。为了将原刚架的各杆变成单跨超静定梁，可以在原刚架的结点上引入某些附加约束如：附加的刚臂（阻止结点转动的约束）

附加链杆（阻止结点线位移的约束）引入附加的刚臂或附加链杆后，使得结构的结点变成固定端或铰支端，而各杆成为单跨超静定梁。所得的结构即为位移法计算时的基本结构。而结构独立的基本未知量数目等于把原结构转变为基本结构时，所附加的刚臂和附加链杆数目之和。这样，在确定了基本结构的同时，也就确定了位移法的基本未知量的数目。如：附加刚臂一个基本未知量基本结构附加链杆两个基本未知量基本结构三个基本未知量基本结构Z1Z1Z2Z2Z3Z1基本结构三个基本未知量EAEA两个基本未知量基本结构若：EA=？0个基本未知量EAEAZ1Z2Z3Z1Z2§8.3等截面直杆的转角位移方程（物理方程）前面曾提到，位移法分析刚架的基本计算单元为单跨超静定梁，因此，需事先知道这种梁在杆端位移和荷载作用下的杆端内力情况。1杆端位移引起的杆端力如图(a)所示两端固定梁AB，已知A端位移是vA、A，B端位移是vB、B。求该梁杆端力MAB、FQAB、MBA、FQBA。图中的位移方向均为正方向把变形分解，首先考虑杆端弯矩作用下的杆端转角，如图(b)所示。(a)i=EI/l称为杆的线刚度。图(a)ABxyAvABvBMABMBAA'B'MABFQABFQBAMBA图(b)则杆端的最终转角为(c)由上式解得(d)由静力平衡条件可求得杆端剪力为(e)为了便于以后应用，下面讨论在B端具有不同支承条件时的杆端位移与杆端力的关系。其次，因杆端线位移引起的杆端转角为(b)MABMBAA'B'图(c)vAvB〞(1)B端为铰支，如图(c)所示在(c)的第一式中，令MBA=0得由平衡条件得(h)(f)FQAB图(c)ABxyMABFQBA(e)(d)(2)B端为定向支承，如图(d)所示。

图(d)ABxyMABMBA由(d)式得(i)2荷载引起的杆端力书中给出了常见约束情况下荷载引起的杆端弯矩(顺时针为正)和杆端剪力（对杆内任一点产生顺时针矩的为正）的大小，使用时可直接查表（该表是用前面的力法求得的）杆端弯矩用MFAB、MFBA表示；杆端剪力用FFQAB、FFQBA表示。如：ABMFABMFBAFFQABFFQBAFpa/2a/23等截面单跨超静定梁的转角位移方程若等截面梁同时承受已知的杆端位移和荷载共同作用，则由叠加原理易求得最终的杆端力为(1)两端为固定

(8-1)这就是两端固定等截面直杆的转角位移方程。ABxMABMBAFQABFQBAy(2)A端为固定，B端铰支

(8-2)这就是A端为固定、B端铰支等截面直杆的转角位移方程(3)A端为固定，B端定向(8-3)这就是A端为固定、B端定向等截面直杆的转角位移方程ABxyMABMBAxFQABAByMABFQBA结束语作业：

§8.4位移法典型方程1无侧移刚架的计算无侧移刚架指无结点线位移的刚架首先我们来分析最简单的无侧移刚架位移法典型方程的建立。Z1=

+Z1显然位移法的基本未知量仅有一个，1号结点转角Z1。在1号结点引入刚臂得位移法基本结构如图(b)所示。1

约束刚臂使沿Z1方向上无转动，在荷载的作用下，此时附加刚臂上将产生反力矩R1p，如图(c)所示。2使基本结构的1结点发生与原结构相同的转角Z1，此时附加刚臂上的力矩为K11，如图(d)所示。a/2EI2EI1Fpa/2a图(a)图(b)基本结构1FpFpR1p1图(c)约束结点K11图(d)放松结点1设：沿Z1方向上单位转角时，刚臂上的力矩为k11，则代入(a)式得(a)(8-4)这就是一个基本未知量时的位移法典型方程。应用叠加原理，(c)+(d)，则刚臂上的约束力矩为Z1=

+Z1图(b)基本结构1FpFpR1p1图(c)约束结点K11图(d)放松结点1k1111对于本题：32EI/a4EI/a2EI/a4EI/ak1132EI/a3Fpa/16R1p-3Fpa/16代入典型方程得求出结点1的转角后，任一截面的内力和反力由叠加原理得(8-5)a/2EI2EI1Fpa/2a图(a)图(f)Mp图FpR1p1例1如图示两跨连续梁，做M图(EI=常数)。解：一个基本未知量，基本结构如图位移法基本方程为15159930q=2kN/mFp=20kNABC图(a)3m3m6m4i2i3i图(d)Mp图Z1图(b)基本结构最终M图如图(e)所示。11.5793016.71151599304i2i3i图(d)Mp图图(e)M图(kN.m)11.5793016.71图(e)M图(kN.m)2有侧移刚架的计算一般而言，刚架在结点处既有角位移，还有结点线位移，这类刚架称为有侧移刚架。位移法分析有侧移刚架的基本思路与无侧移刚架相同，只是分析时要复杂些。应注意位移法基本未知量既包括角位移又包括线位移。例2如图示刚架，做M图(EI=常数)。图(b)基本结构Z1Z2K2K1+=叠加(c)、(d)，注意到沿Z1、Z2方向原结构无荷载作用，易得下面讨论K1、K2的表达形式(a)图(a)ll/2l/2FpABCDFpABCD图(c)约束结构FpR1pR2p图(d)放松结构Z2Z1k11k211Z1=1;Z2=0Z1=0;Z2=1k12k221因为(a)(b)由(a)、(b)两式得(8-6)这就是两个基本未知量时的位移法典型方程

4i2i3iK2K1图(d)放松结构Z2Z13i/l6i/l6i/l对于本题（反力互等定理）k12k2212i/l23i/l2图(c)Mp图R1pFpR2pFpl/8Fpl/8Fpl/8k11k211Z1=1;Z2=04i2i3iZ1=0;Z2=1k12k2213i/l6i/l6i/lll/2l/2FpABCD代入典型方程得解之得

叠加法求任一截面的弯矩图(g)M图(×Fpl/552)4i2i3i3i/l6i/l6i/lll/2l/2FpABCD2718366276013827183662760138图(g)M图(×Fpl/552)图(c)Mp图FpFpl/8Fpl/8Fpl/83位移法典型方程的一般形式

对于具有n个基本未知量的刚架，用完全相同的方法，可以得到相应于n个基本未知量的典型方程为(8-7)写成矩阵的形式为(8-8)上式中，{Z}为基本未知量(结点位移)列向量；{Rp}为自由项(荷载)列向量；[k]为刚度系数矩阵。注意：kij的物理意义为沿第j个位移Zj方向上单位位移（其余的位移分量全为零）时，在Zi方向上所产生的约束反力；kij=

kji满足反力互等定理；kii>0。

若用位移法求解非荷载因素（如温度和支座位移）对超静定结构的影响，则（8-8）式为其中：刚度系数矩阵[k]和{Z}

与（8-8）式相同，而自由项列向量分别为注意:

Rit(i=1,2n)代表基本结构单独在温度影响下所引起的沿位移基本未知量方向上的约束反力；Ri(i=1,2n)代表基本结构单独在支座位移影响下所引起的沿位移基本未知量方向上的约束反力；例3如图示刚架，做M图。解：基本未知量2个基本结构如图(b)所示。位移法典型方程为图(b)基本结构Z1

Z2

0.57.57.5R1p

R2p

求系数Fp=2kN图(a)EIEIEIEI=kM

l=4m

l/2

l/2

llABCDE5Fp

Fp5Fp

图(e)Mp图代入典型方程得r11

r21

4i2ir12

r22

解之得叠加法求任一截面的弯矩2i4i4i2i3i3i最终M图如图(f)所示。；2i4i4i2i3i3i4i2i0.57.57.5R1p

R2p

图(e)Mp图ABCDE图(f)M图（kN.m）0.0950.050.170.190.367.647.64100.0950.050.170.190.367.647.6410图(f)M图(kN.m)结束语作业：

位移法应用及与力法比较*在实际问题的计算应采用力法还是采用位移法呢？这是一个很难回答的问题。应当注意：不管采用力法还是位移法，目的只有一个——把结构的最终内力图做出来。因此，一般而言除了个人的爱好之外，不管采用何种方法，当未知量数目相对较少时，该方法就应理解为合理的计算方法，这是因为此时的计算工作量相对较少。例4如图示刚架截面为矩形，其高度h=l/10，线胀系数为，各杆抗弯刚度EI相同，t1=40oC，t2=20oC，做M图。ll/2CADl/2Bt1t1t2t2t2t1分析：这是一个非荷载因素对超结构影响问题。按位移法计算其未知量数目为2按力法计算其未知量数目也为2首先按位移法分析位移法基本未知量2个基本结构如图(b)所示。Z1

Z2位移法典型方程为求系数图(a)ll/2CADl/2Bt1t1t2t2t2t1图(b)CABt1t1t2t2Dt2t1解：所以，仅考虑平均温度

t0引起的轴向变形时，因各杆伸长而引起的结构位移如图所示应注意：在此位移过程中，忽略刚架的轴力和剪力对温度引起的轴向变形限制。ABDCR'2tR'1t

CDACR'1t

R'2tABCDCDACM't图R'1t

R'2t则各杆两端的相对侧移为R'2tR'1t

查表可得仅考虑内外温差

t引起的弯曲变形时，因各杆的杆端弯矩，则其弯图如图所示M"t图CABDR"1t

R"2t所以，仅考虑内外温差

t引起的弯曲变形时，因各杆弯曲而引起的结构位移如图所示因此，同时考虑平均温度

t0引起的轴向变形及内外温差

t引起的弯曲变形时，在附加刚臂与链杆上约束反力为把所求的数据代入位移法方程得解之得叠加法求任一截面的弯矩M't图M"t图CABDM't图M"t图CABD最终的弯矩图为374.17117.5117.5128.33374.17117.5117.5128.33看来用位移法求解该题并不容易，若采用力法呢？图(a)ll/2CADl/2Bt1t1t2t2t2t1如图示刚架截面为矩形，其高度h=l/10，线胀系数为，各杆抗弯刚度EI相同，t1=40oC，t2=20oC，用力法做M图。解：力法分析该题时其超静定次数为2力法基本结构如图(b)所示图(b)t1t1t2t2t2t1X1X2X2相应的力法典型方程为求系数做内力图ll/2ll⊖111ll/2ll1⊖11用第6章公式计算自由项把求出的数据代入力法方程整理得解之得374.17117.5117.5128.33与位移法结果相同例5如图示结构作M图（EI=常数）。llABCC解分析——这是一个超静定结构求支座位移的影响问题。超静定次数为1，位移法基本未知量个数为1。先用位移法求解取位移法基本结构如图(b)所示图(b)CZ1

位移法典型方程为求系数(i=EI/l)3i3i把系数代入位移法方程可得叠加法求任一截面的弯矩3i3iABC最终M图为1再用力法求解取力法基本结构如图(c)所示图(c)CX1

力法典型方程为l求系数把系数代入力法方程可得1与位移法结果相同如图示对称结构作M图。FpEI=常数lll解分析——这是一个对称超静定结构在荷载作用下的影响问题。首先考虑对称性，因为利用结构的对称性可以达到简化计算的目的（1）进行荷载分组原结构=Fp/2Fp/2+Fp/2Fp/2正对称荷载部分M为零，仅许分析反对称荷载部分例6因此原结构简化为下图示结构作M图。Fp/2Fp/2EIEIEIEIEIFp/2Fp/2EI/2EI/2Fp/2EI/2Fp/2EI/2EIEI采用半刚架法继续简化若按位移法计算其未知量数目为3若按力法计算其未知量数目也为1因此相对而言，力法简单。首先按力法分析注：此题采用力法求解时，也可采用未知量分组的方法进行计算：Fp/2Fp/2由于荷载是反对称的，取对称的基本结构并把未知量分组。Fp/2Fp/2X1X1X2X2X3利用第7章结论：对称结构在反对称的荷载作用下，其正对称的未知力必等于零，只需计算反对称的未知量。Fp/2Fp/2X1X1也是一个力法基本未知量！按力法分析时，其基本结构可取为Fp/2EI/2X1EIEI相应的力法典型方程为求系数1lllFpl/2Fpl/2代入力法典型方程并整理得解之得Fp/27Fp/24则半刚架的M图为M图(Fpl/24)7755利用反对称性，整个刚架的M图为M图(Fpl/24)7755107777551077M图(Fpl/24)按位移法分析时，其基本结构可取为Fp/2EI/2EIEIZ1

Z3Z2

相应的位移法典型方程为求系数(i=EI/l)3i4i2i2i4i1.5i3i/l3i/2l3i4i2i2i4i1.5i3i/l1.5i/l将其代入典型方程得解之得叠加法求任一截面的弯矩3i4i2i2i4i1.5i3i/l1.5i/lABCD则则半刚架的M图为M图(Pl/24)7755与前面力法结果相同！可以看出，由于结构中约束相对较少，采用位移法计算时，基本未知量相对较多，因此，位移法相对力法繁杂。若此题变为如下所示结构，即仅中间立柱EI变为2EI？FpEIlllEIEIEI2EI采用半刚架法可得Fp/2EIEIEI继续采用荷载分组理论Fp/2EIEIEIFp/4EIEIEIFp/4+Fp/4EIEIEIFp/4仅需考虑反对称荷载即可继续半刚架法可得Fp/4EIEIl/2l此时，结构变为静定的！不必再按超静定问题求解。问题1：此时能否采用力法求解？问题2：此时能否采用位移法求解？采用位移法求解时基本未知量数目？结束语作业：

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136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137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143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145ClassenDC,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147六、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FF