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文檔簡介
第十四章分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
本章重要概念(1)分布計算的三種形式:處理分布,數(shù)據(jù)分布,功能分布。(2)C/S系統(tǒng),工作模式,技術(shù)特征體系結(jié)構(gòu):兩層、三層、多層C/S結(jié)構(gòu)。(3)DDBS的定義、特點(diǎn)、優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)和分類;分布式數(shù)據(jù)存儲的兩種形式(分片和分配)。(4)DDB的體系結(jié)構(gòu):六層模式,分布透明性的三個層次,DDBS的組成,DDBMS的功能和組成。(5)分布式查詢處理的查詢代價,基于半聯(lián)接的優(yōu)化策略,基于聯(lián)接的優(yōu)化策略。(6)分布式數(shù)據(jù)庫的并發(fā)控制和恢復(fù)中出現(xiàn)的問題,以及處理機(jī)制。
本章重要概念引言
隨著傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)日趨成熟、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和應(yīng)用范圍的擴(kuò)充,數(shù)據(jù)庫應(yīng)用已經(jīng)普遍建立于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之上。集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)表現(xiàn)出它的不足:1、數(shù)據(jù)按實(shí)際需要已在網(wǎng)絡(luò)上分布存儲,再采用集中式處理,勢必造成通信開銷大;2、應(yīng)用程序集中在一臺計算機(jī)上運(yùn)行,一旦該計算機(jī)發(fā)生故障,則整個系統(tǒng)受到影響,可靠性不高;3、集中式處理引起系統(tǒng)的規(guī)模和配置都不夠靈活,系統(tǒng)的可擴(kuò)充性差。在這種形勢下,集中式DB的“集中計算”概念向“分布計算”概念發(fā)展。分布計算主要體現(xiàn)在客戶機(jī)/服務(wù)器模式和分布式數(shù)據(jù)庫體系結(jié)構(gòu)兩個方面。本章將分別介紹這兩種技術(shù)。本章的重點(diǎn)(1)兩層、三層、多層C/S結(jié)構(gòu)。(2)分布式數(shù)據(jù)存儲:分片和分配。(3)DDB的體系結(jié)構(gòu)。(4)基于半聯(lián)接查詢優(yōu)化
早期的DBS是主從式(主機(jī)/終端式)系統(tǒng),是一種集中式DB體系結(jié)構(gòu)。其主要特點(diǎn)是DBMS軟件、所有用戶的數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序都存儲在一個中心計算機(jī)(稱之為主機(jī))上,通常是大型機(jī)。用戶僅能通過終端發(fā)出存取數(shù)據(jù)的請求,由通信線路傳輸給主機(jī),主機(jī)響應(yīng)并處理之后,再將處理結(jié)果通過通信線路返回給用戶終端。集中式DB的結(jié)構(gòu)圖用戶終端DB主機(jī)存取請求處理結(jié)果通信線路14.1集中計算與分布計算(一)14.1集中計算與分布計算(二)“分布計算”概念處理分布數(shù)據(jù)分布功能分布1“分布計算”概念1、處理分布
處理分布,數(shù)據(jù)集中。網(wǎng)絡(luò)中各個節(jié)點(diǎn)上用戶的應(yīng)用程序向同一個DB存取數(shù)據(jù),然后在各自節(jié)點(diǎn)的計算機(jī)上進(jìn)行應(yīng)用的處理。它仍屬于集中式DB范疇,只是用戶計算機(jī)(相當(dāng)于智能終端)上具有應(yīng)用處理的能力,且增加了網(wǎng)絡(luò)接口,可在網(wǎng)絡(luò)下運(yùn)行。2、數(shù)據(jù)分布
數(shù)據(jù)分布在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同節(jié)點(diǎn)上,而這些數(shù)據(jù)在邏輯上是一個整體,構(gòu)成一個邏輯數(shù)據(jù)庫。網(wǎng)絡(luò)中的每一個節(jié)點(diǎn)可以執(zhí)行局部應(yīng)用,即具有獨(dú)立處理本地數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的能力;也可以執(zhí)行全局應(yīng)用,可以存取和處理異地數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)。這就是分布式數(shù)據(jù)庫的概念。(分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有機(jī)結(jié)合)3、功能分布在分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中,網(wǎng)絡(luò)上每個節(jié)點(diǎn)都是一個通用計算機(jī),既執(zhí)行分布式DBMS,又執(zhí)行應(yīng)用程序。隨著工作站功能的增強(qiáng)和廣泛使用,為了解決計算機(jī)的瓶頸問題,需要把DBMS功能和應(yīng)用處理功能分開。網(wǎng)絡(luò)中一些節(jié)點(diǎn)上的計算機(jī)專門用于執(zhí)行DBMS功能,稱為DB服務(wù)器(DBServer)。(例如:在服務(wù)器上安裝DB2或SQLSserver,用于完成事務(wù)處理和數(shù)據(jù)訪問的控制);而另一些節(jié)點(diǎn)上的計算機(jī)則專門處理用戶的應(yīng)用程序,稱為客戶機(jī)(Client)。通常在客戶機(jī)上安裝DBMS的應(yīng)用開發(fā)工具(如:PowerBuilder、VisualBasic、Delphi),實(shí)現(xiàn)用戶界面和前端處理。
C/S結(jié)構(gòu)的DBS又可分為單服務(wù)器結(jié)構(gòu)和多服務(wù)器結(jié)構(gòu)兩類。單服務(wù)器結(jié)構(gòu)是在網(wǎng)絡(luò)中僅有一臺DB服務(wù)器,而有多臺客戶機(jī)(本質(zhì)上仍然屬于集中式DBS);多服務(wù)器結(jié)構(gòu)是在網(wǎng)絡(luò)中可以有多臺DB服務(wù)器和多臺客戶機(jī),屬于分布式DBS范疇。用戶客戶機(jī)DB服務(wù)器數(shù)據(jù)請求處理結(jié)果通信線路14.2客戶機(jī)/服務(wù)器計算模式2.1C/S結(jié)構(gòu)的工作模式C/S結(jié)構(gòu)的基本原則是將計算機(jī)應(yīng)用任務(wù)分解成多個子任務(wù),由多臺計算機(jī)分工完成。即“功能分布”原則??蛻舳送瓿蓴?shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)表示、用戶接口等功能;服務(wù)器完成DBMS的核心功能。這種客戶請求服務(wù)、服務(wù)器提供服務(wù)的處理方式是一新型的計算機(jī)應(yīng)用模式。
C/S結(jié)構(gòu)的工作模式客戶機(jī)的任務(wù)服務(wù)器的任務(wù)管理用戶界面接受來自客戶機(jī)的數(shù)據(jù)庫請求接受用戶數(shù)據(jù)處理對數(shù)據(jù)庫的請求處理應(yīng)用邏輯格式化結(jié)果并傳給客戶機(jī)生成數(shù)據(jù)庫請求進(jìn)行完整性檢查向服務(wù)器發(fā)數(shù)據(jù)庫請求維護(hù)數(shù)據(jù)字典、索引從服務(wù)器接受結(jié)果處理數(shù)據(jù)恢復(fù)格式化結(jié)果優(yōu)化查詢/更新處理2.2C/S環(huán)境下應(yīng)用成分的分布一個典型的應(yīng)用程序可分解成四個組成成分。1、用戶界面的顯示邏輯:這是與用戶交互的應(yīng)用代碼。它完成屏幕格式化、屏幕信息讀寫、窗口管理、鍵盤及鼠標(biāo)管理等任務(wù)。最流行的形式是各種圖形用戶界面。2、應(yīng)用邏輯:這是根據(jù)輸入數(shù)據(jù)來完成業(yè)務(wù)處理和規(guī)則的應(yīng)用代碼。用3GL或4GL編寫。
3、事務(wù)邏輯:這是應(yīng)用程序中DML語句編寫的代碼,在RDBMS中一般是用SQL編寫。4、數(shù)據(jù)管理:應(yīng)用程序中由DBMS完成訪問實(shí)際DB的程序。雖不屬于應(yīng)用程序本身,但它是分布式處理的基本組成部分。14.3C/S系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)3.1C/S系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)文件打印機(jī)DB用戶客戶機(jī)用戶客戶機(jī)用戶客戶機(jī)文件服務(wù)器打印服務(wù)數(shù)據(jù)庫服務(wù)客戶機(jī)中間件服務(wù)器14.4C/S結(jié)構(gòu)的演變1.兩層C/S結(jié)構(gòu)客戶軟件和服務(wù)器軟件可以放在一臺計算機(jī)上,但多數(shù)情況下放在網(wǎng)絡(luò)中不同計算機(jī)上??蛻糗浖话阍诳蛻舳诉\(yùn)行,服務(wù)器軟件一般在服務(wù)器上運(yùn)行。客戶機(jī)1客戶機(jī)N服務(wù)器DB用戶用戶第一層第二層
2.三層C/S結(jié)構(gòu)由于兩層結(jié)構(gòu)中客戶機(jī)上都必須安裝應(yīng)用程序和工具(含公共程序),例如在每臺客戶機(jī)上都安裝PowerBuilder,使客戶端過于龐大、負(fù)載太重,從而影響效率。因此引入三層。三層結(jié)構(gòu)中,服務(wù)器端分為兩個部分:應(yīng)用服務(wù)器(包括從客戶端劃分出一部分應(yīng)用和從專用服務(wù)器中劃分出一部分工作)和DB服務(wù)器。三層結(jié)構(gòu)的思想是:①使客戶機(jī)變“瘦”,即進(jìn)一步變小,客戶端只安裝瀏覽器就可以訪問應(yīng)用程序②并不是使服務(wù)變“肥”,而是增加服務(wù)器的品種,容易組裝。三層結(jié)構(gòu)的功能層次如下:①
表示層:負(fù)責(zé)顯示和與用戶交互(由客戶機(jī)實(shí)現(xiàn))。②
功能層:實(shí)現(xiàn)應(yīng)用邏輯(由應(yīng)用服務(wù)器實(shí)現(xiàn))。③數(shù)據(jù)層:負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)管理(由DB服務(wù)器實(shí)現(xiàn))。
客戶機(jī)1客戶機(jī)N應(yīng)用服務(wù)器DB用戶用戶第一層第二層DB服務(wù)第三層
Web上的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用是典型的三層C/S結(jié)構(gòu)(稱為B/S)下圖所示的是WWW的三層C/S結(jié)構(gòu):
表示層:由WWW瀏覽器實(shí)現(xiàn)。功能層:由Web服務(wù)器實(shí)現(xiàn)。數(shù)據(jù)層:由DB服務(wù)器實(shí)現(xiàn)。
WWW瀏覽器WWW服務(wù)器DB用戶DB服務(wù)器3.多層C/S結(jié)構(gòu)WWW瀏覽器WWW服務(wù)器DB用戶DB服務(wù)器中間件DB服務(wù)器文件服務(wù)器事務(wù)服務(wù)器文檔服務(wù)器Web服務(wù)器電子郵件服務(wù)器其他應(yīng)用服務(wù)器4.網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的類型Internet數(shù)據(jù)庫服務(wù)器Web服務(wù)器客戶端瀏覽器JavaJavaScriptActiveXVBScriptHTML/DHTML文檔VRML文檔5.Web的工作過程步驟如下:(1)用戶啟動客戶端瀏覽器,在瀏覽器中確定將要訪問頁面的URL地址。瀏覽器軟件使用HTTP協(xié)議,向該URL地址所指向的Web服務(wù)器發(fā)出請求。Web服務(wù)器根據(jù)瀏覽器送來的請求,把URL地址轉(zhuǎn)換成頁面所在服務(wù)器上的文件路徑名,找到相應(yīng)的文件。(3)如果URL指向HTML文檔,則Web服務(wù)器使用HTTP
協(xié)議把該文檔直接送給瀏覽器。在HTML文檔中可能包含有JavaScript和VBScript等腳本程序段,隨HTML文檔一起下載的還可能有JavaApplet和ActiveX等小程序。如果HTML文檔中嵌入了CGI和ASP程序,則由Web服務(wù)器運(yùn)行這些程序,把結(jié)果送到瀏覽器。(4)瀏覽器解釋HTML文檔,在客戶端屏幕上向用戶展示結(jié)果。
6.與C/S模式相比,B/S模式具有以下特點(diǎn)1、使用簡單。2、易于維護(hù)。3、兼容性好。4、易于擴(kuò)展。5、多級安全保障機(jī)制。6、信息共享度高。XML——(ExtensibleMarkuplanguage)可擴(kuò)展標(biāo)記語言HTML——(HypertextMarkuplanguage)超文本標(biāo)記語言7.數(shù)據(jù)庫訪問中間件盡管有了標(biāo)準(zhǔn)SQL,但是一個個特定的前端應(yīng)用程序仍然無法訪問不同DBMS中的數(shù)據(jù),這主要是由于以下兩個原因決定:(1)各個廠商的SQL版本不同。他們對標(biāo)準(zhǔn)SQL進(jìn)行了獨(dú)特的擴(kuò)充或解釋,導(dǎo)致不同的RDBMS提供的SQL互不兼容(例:SQLSERVER使用的是T—SQL,ORACLE使用的是PL/SQL)。(2)各個廠商的RDBMS在客戶端和服務(wù)器之間的通信協(xié)議不同。C/S結(jié)構(gòu)是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)最常用的結(jié)構(gòu),而標(biāo)
準(zhǔn)SQL僅僅只對語言方面進(jìn)行了規(guī)定,對于客戶端和服務(wù)器之間的通信沒有進(jìn)行規(guī)定。為了降低應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的耦合性,提供應(yīng)用系統(tǒng)的可移植性和可擴(kuò)展性,有必要建立一個公共的、網(wǎng)絡(luò)透明、與具體數(shù)據(jù)庫無關(guān)的應(yīng)用程序調(diào)用接口,這就形成了數(shù)據(jù)庫訪問中間件。一個數(shù)據(jù)庫訪問中間件的實(shí)現(xiàn)需要滿足三個透明性的要求:網(wǎng)絡(luò)透明性:能支持所有類型的網(wǎng)絡(luò)。服務(wù)器透明性:不管服務(wù)器上的DBMS是何種型號(SQLSERVE、ORACLE、SYBASE等),一個好的中間件應(yīng)能通過標(biāo)準(zhǔn)的SQL語言與不同的DBMS上的SQL語言連接起來。語言透明性:客戶機(jī)可用任何開發(fā)語言進(jìn)行發(fā)送請求和接受回答,被調(diào)用的功能應(yīng)該像語言那樣也是獨(dú)立的。另外,還需要保證開發(fā)語言的數(shù)據(jù)類型和服務(wù)器上數(shù)據(jù)庫使用的數(shù)據(jù)類型可以相互轉(zhuǎn)換。使用數(shù)據(jù)庫訪問中間件,用戶可以獲得多方面的好處:(1)它消除了數(shù)據(jù)庫平臺(軟、硬件)的差異,從而可以讓用戶將更多的精力集中在系統(tǒng)功能設(shè)計上,所得到的應(yīng)用軟件也易于移植和升級。(2)它能提供客戶機(jī)和服務(wù)器之間的多種功能,如:訪問優(yōu)化、分布式訪問管理等。(3)它具有安全性機(jī)制,保證數(shù)據(jù)在不可靠的網(wǎng)絡(luò)中安全的傳輸,防止企業(yè)信息在網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中泄密。典型的數(shù)據(jù)庫訪問中間件有“開放數(shù)據(jù)庫互連”(ODBC)、“JAVA數(shù)據(jù)庫互連”(JDBC)。
(1)ODBCODBC技術(shù)為應(yīng)用程序提供了一套調(diào)用層接口函數(shù)庫和基于動態(tài)鏈接庫的運(yùn)行支持環(huán)境。應(yīng)用程序調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)的ODBC函數(shù)和SQL語句,通過可加載的驅(qū)動程序?qū)⑦壿嫿Y(jié)構(gòu)映射到具體的DBMS系統(tǒng)。使用ODBCAPI幾乎可以將所有平臺上的關(guān)系數(shù)據(jù)庫連接起來。ODBC的體系結(jié)構(gòu)可以分為四層:ODBC數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序:主要處理業(yè)務(wù)邏輯,是ODBC的使用者。它調(diào)用ODBC函數(shù),遞交SQL語句給DBMS,從而實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)庫的交互,并對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
驅(qū)動程序管理器:是一個名為ODBC.DLL的動態(tài)鏈接庫。它為不同的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動程序提供統(tǒng)一的函數(shù)調(diào)用,并管理這些不同的驅(qū)動程序,實(shí)現(xiàn)各種驅(qū)動程序的正確調(diào)度。數(shù)據(jù)庫驅(qū)動程序:是一個動態(tài)鏈接庫,由各個數(shù)據(jù)庫廠商提供。它提供對具體數(shù)據(jù)庫操作的接口,因此它是應(yīng)用程序?qū)Ω鞣N數(shù)據(jù)源發(fā)出操作的實(shí)際執(zhí)行者。ODBC規(guī)范定義了兩種類型的DB驅(qū)動程序——單層驅(qū)動程序和多層驅(qū)動程序。數(shù)據(jù)源(DSN):是驅(qū)動程序與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)連接的橋梁,數(shù)據(jù)源不是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),而是用于表達(dá)一個ODBC驅(qū)動程序和DBMS特殊連接的命名。在連接中,用數(shù)據(jù)源名來代表用戶名、服務(wù)器名和所連接的數(shù)據(jù)庫名等。
數(shù)據(jù)源可以分為三類:第一類是用戶數(shù)據(jù)源,只有創(chuàng)建者才能使用,并且只能在所定義的機(jī)器上運(yùn)行。任何用戶都不能使用其它用戶創(chuàng)建的用戶數(shù)據(jù)源。第二類是系統(tǒng)數(shù)據(jù)源,所有用戶和在WINNT下以服務(wù)方式運(yùn)行的應(yīng)用程序均可使用客觀存在。第三類是文件數(shù)據(jù)源,是ODBC3.0以上版本增加的一種數(shù)據(jù)源,將用戶定義數(shù)據(jù)源信息保存到一個文件中,并可被不同機(jī)器上安裝了相同驅(qū)動程序的用戶共享??捎糜谄髽I(yè)用戶。
客戶應(yīng)用程序SQLServer驅(qū)動程序Oracle數(shù)據(jù)源SQLServer數(shù)據(jù)源其他數(shù)據(jù)源驅(qū)動程序管理器其他ODBC驅(qū)動程序Oracle驅(qū)動程序(2)JDBCJDBC是執(zhí)行SQL語句的JAVAAPI,它由一組用JAVA語言編寫的類和接口組成。它已成為一種供數(shù)據(jù)庫開發(fā)者使用的標(biāo)準(zhǔn)API,用戶可以使用純JAVAAPI來編寫數(shù)據(jù)庫應(yīng)用,大大擴(kuò)展了JAVA的應(yīng)用范圍。目前,JDBC已經(jīng)得到除微軟之外的幾乎所有廠商的支持。JDBC接口分為兩個層次。一個是應(yīng)用程序?qū)拥腏AVAAPI,供數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序開發(fā)人員使用;另一個是驅(qū)動程序?qū)拥腏DBCDriverAPI,由驅(qū)動廠家實(shí)現(xiàn),并被驅(qū)動程序管理器調(diào)用。
(3)OLEDB數(shù)據(jù)訪問接口
通常,數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)都支持兩種數(shù)據(jù)訪問接口,一種是專用接口,一種是通用接口。專用接口是與特定的DBMS有關(guān)的,不同的DBMS提供的專用接口不同。而通用接口是很多DBMS都可以使用的,目前最流行的通用數(shù)據(jù)訪問接口是ODBC和OLEDB,現(xiàn)在很多DBMS都支持這兩種通用接口。
目前,人們采用的信息管理系統(tǒng)多種多樣,有文件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等,數(shù)據(jù)格式也各不相同,有文本格式、電子表格格式及在Internet上使用的電子郵件格式和HTML格式等。即使是在數(shù)據(jù)庫中,不同廠家的DBMS對數(shù)據(jù)的管理方式也不相同。而不同的管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)有不同的訪問方法。這就意味著如果要同時訪問這些管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)就必須使用多種數(shù)據(jù)訪問方法,應(yīng)用程序開發(fā)者也必須是多種數(shù)據(jù)訪問方法的專家,這顯然是不現(xiàn)實(shí)的。
為此,Microsoft提出了一致的數(shù)據(jù)訪問(UniversalDataAccess)策略,此策略可以在不同應(yīng)用程序(從C/S到Web)中保證開放和集成,并為訪問所有類型的數(shù)據(jù)(關(guān)系和非關(guān)系的,甚至是非結(jié)構(gòu)的)提供基于標(biāo)準(zhǔn)的方法。一致的數(shù)據(jù)訪問策略基于OLEDB(ObjectLinkedandEmbedDataBase),對象鏈接與嵌入式數(shù)據(jù)庫)來訪問所有類型的數(shù)據(jù),并通過ADO(ActiveXDataObject,ActiveX數(shù)據(jù)對象)來提供應(yīng)用程序開發(fā)者使用的編程模型。
ADO和OLEDB實(shí)際是同一種技術(shù)的兩種表現(xiàn)形式。OLEDB提供的是通過COM(ComponentObjectModel,組件對象模型)接口,而ADO提供的是一個對象模型,它簡化了應(yīng)用程序中使用OLEDB獲取數(shù)據(jù)的過程。ADO對象模型中包含了三個一般用途的對象:Connection、Commamd和Recordset。開發(fā)人員可以創(chuàng)建這三個對象并使用這些對象訪問數(shù)據(jù)庫。這些對象的描述如下:
ConnectionErrorsCommandParameterPropertyRecordsetFieldPropertyPropertyPropertyADO對象模型Connection對象:包含了與數(shù)據(jù)源連接的信息。Commamd對象:包含了與一個命令相關(guān)的信息。例,查詢字符串、參數(shù)定義等。Recordset對象:包含了從數(shù)據(jù)源得到的記錄集。Field對象:包含了記錄集中的某個記錄的字段信息。Property對象:ADO對象的屬性。Parameter對象:與Commamd對象相關(guān)的參數(shù)。Error對象:包含了由數(shù)據(jù)源產(chǎn)生的Error集合中的擴(kuò)展的錯誤信息。
14.4分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概述 隨著傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)日趨成熟、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大,以分布式為主要特征的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的研究與開發(fā)受到人們的注意。分布式數(shù)據(jù)庫是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,在數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域已形成一個分支。分布式數(shù)據(jù)庫的研究始于20世紀(jì)70年代中期。世界上第一個分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)SDD-1是由美國計算機(jī)公司(CCA)于1979年在DEC計算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。20世紀(jì)90年代以來,分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)入商品化應(yīng)用階段,傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品均發(fā)展成以計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及多任務(wù)操作系統(tǒng)為核心的分布式數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品,同時分布式數(shù)據(jù)庫逐步向客戶機(jī)/服務(wù)器模式發(fā)展。14.4.2DDBS的定義分布式系統(tǒng)是用通信網(wǎng)絡(luò)連接起來的結(jié)點(diǎn)(亦稱為“場地”)的集合,每個結(jié)點(diǎn)都是擁有集中式數(shù)據(jù)庫的計算機(jī)系統(tǒng)。定義14.1DDBS是物理上分散邏輯上集中的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分布存放在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的不同場地的計算機(jī)中,每一場地都有自治處理(即獨(dú)立處理)能力并能完成局部應(yīng)用,而每一場地也參與(至少一種)全局應(yīng)用,程序通過網(wǎng)絡(luò)通信子系統(tǒng)執(zhí)行全局應(yīng)用。定義14.2DDB是計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中各場地上數(shù)據(jù)庫的邏輯集合。定義14.3DDBMS是DDBS中的一組軟件,它負(fù)責(zé)管理分布環(huán)境下邏輯集成數(shù)據(jù)的存取、一致性和完備性。
14.4.3DDBS的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)(一)DDBS的基本特點(diǎn)物理分布性:數(shù)據(jù)不是存儲在一個場地上,而是存儲在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的多個場地上。邏輯整體性:數(shù)據(jù)物理分布在各個場地,但邏輯上是一個整體,它們被所有用戶(全局用戶)共享,并由一個DDBMS統(tǒng)一管理。場地自治性:各場地上的數(shù)據(jù)由本地的DBMS管理,具有自治處理能力,完成本場地的應(yīng)用(局部應(yīng)用)。場地之間協(xié)作性:各場地雖然具有高度的自治性,但是又相互協(xié)作構(gòu)成一個整體。14.4.3DDBS的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)(二)DDBS的其他特點(diǎn)數(shù)據(jù)獨(dú)立性集中與自治相結(jié)合的控制機(jī)制適當(dāng)增加數(shù)據(jù)冗余度事務(wù)管理的分布性14.4.3DDBS的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)(三)DDBS的優(yōu)點(diǎn)具有靈活的體系結(jié)構(gòu)適應(yīng)分布式的管理和控制機(jī)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越系統(tǒng)的可靠性高、可用性好局部應(yīng)用的響應(yīng)速度快可擴(kuò)展性好,易于集成現(xiàn)有的系統(tǒng)14.4.3DDBS的特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)(四)DDBS的缺點(diǎn)
系統(tǒng)開銷較大,主要花在通信部分。復(fù)雜的存取結(jié)構(gòu)(如輔助索引、文件的鏈接技術(shù)),在集中式DBS中是有效存取數(shù)據(jù)的重要技術(shù),但在分布式系統(tǒng)中不一定有效。數(shù)據(jù)的安全性和保密性較難處理。14.4.4DDBS的分類同構(gòu)同質(zhì)型DDBS:各個場地都采用同一類型的數(shù)據(jù)模型(譬如都是關(guān)系型),并且是同一型號的DBMS。同構(gòu)異質(zhì)型DDBS:各個場地采用同一類型的數(shù)據(jù)模型,但是DBMS的型號不同,譬如DB2、ORACLE、SYBASE、SQLServer等。異構(gòu)型DDBS:各個場地的數(shù)據(jù)模型的型號不同,甚至類型也不同。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,異種機(jī)聯(lián)網(wǎng)問題已經(jīng)得到較好的解決,此時依靠異構(gòu)型DDBS就能存取全網(wǎng)中各種異構(gòu)局部庫中的數(shù)據(jù)。14.4.1數(shù)據(jù)分片(一)水平分片:按一定的條件把全局關(guān)系的所有元組劃分成若干不相交的子集,每個子集為關(guān)系的一個片段。垂直分片:把一個全局關(guān)系的屬性集分成若干子集,并在這些子集上作投影運(yùn)算,每個投影稱為垂直分片。導(dǎo)出分片:又稱為導(dǎo)出水平分片,即水平分片的條件不是本關(guān)系屬性的條件,而是其他關(guān)系屬性的條件。混合分片:以上三種方法的混合??梢韵人椒制俅怪狈制蛳却怪狈制偎椒制?,或其他形式,但他們的結(jié)果是不相同的。14.4.1數(shù)據(jù)分片(二)完備性條件:必須把全局關(guān)系的所有數(shù)據(jù)映射到片段中,決不允許有屬于全局關(guān)系的數(shù)據(jù)卻不屬于它的任何一個片段??芍貥?gòu)條件:必須保證能夠由同一個全局關(guān)系的各個片段來重建該全局關(guān)系。對于水平分片可用并操作重構(gòu)全局關(guān)系;對于垂直分片可用聯(lián)接操作重構(gòu)全局關(guān)系。不相交條件:要求一個全局關(guān)系被分割后所得的各個數(shù)據(jù)片段互不重疊(對垂直分片的主鍵除外)。14.4.2數(shù)據(jù)分配集中式:所有數(shù)據(jù)片段都安排在同一個場地上。分割式:所有數(shù)據(jù)只有一份,它被分割成若干邏輯片段,每個邏輯片段被指派在一個特定的場地上。全復(fù)制式:數(shù)據(jù)在每個場地重復(fù)存儲。也就是每個場地上都有一個完整的數(shù)據(jù)副本?;旌鲜剑哼@是一種介乎于分割式和全復(fù)制式之間的分配方式。14.5分布式數(shù)據(jù)庫的體系結(jié)構(gòu)14.5.1體系結(jié)構(gòu)(一)全局外模式全局概念模式分片模式分配模式局部概念模式局部內(nèi)部式14.5.1體系結(jié)構(gòu)(二)14.5.1體系結(jié)構(gòu)(三)數(shù)據(jù)分片和數(shù)據(jù)分配概念的分離,形成了“數(shù)據(jù)分布獨(dú)立型”概念。數(shù)據(jù)冗余的顯式控制。數(shù)據(jù)在各個場地的分配情況在分配模式中一目了然,便于系統(tǒng)管理。局部DBMS的獨(dú)立性。這個特征也稱為“局部映射透明性”。此特征允許我們在不考慮局部DBMS專用數(shù)據(jù)模型的情況下,研究DDB管理的有關(guān)問題。14.5.2分布透明性(一)14.5.2分布透明性(二)分片透明性位置透明性局部數(shù)據(jù)模型透明性14.5.3分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(一)DDBS的組成框架
14.5.3分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(二)接受用戶請求,并判定把它送到哪里,或必須訪問哪些計算機(jī)才能滿足該要求。訪問網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)字典,了解如何請求和使用其中的信息。如果目標(biāo)數(shù)據(jù)存儲于系統(tǒng)的多個計算機(jī)上,就必須進(jìn)行分布式處理。通信接口功能。在用戶、局部DBMS和其他計算機(jī)的DBMS之間進(jìn)行協(xié)調(diào)。在一個異構(gòu)型分布式處理環(huán)境中,還需提供數(shù)據(jù)和進(jìn)程移植的支持。這里的異構(gòu)型是指各個場地的硬件、軟件之間存在著差別。14.5.3分布式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(三)14.6.3基于半聯(lián)接的優(yōu)化策略(一)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸時,都是以整個關(guān)系(也可以是片段)傳輸,顯然這是一種冗余的方法。在一個關(guān)系傳輸?shù)搅硪粓龅睾螅⒎敲總€數(shù)據(jù)都參與聯(lián)接操作或都有用。因此,不參與聯(lián)接的數(shù)據(jù)或無用的數(shù)據(jù)不必在網(wǎng)絡(luò)中來回傳輸。這個思想引出了基于半聯(lián)接的優(yōu)化策略。這個方法的基本原理是采用半聯(lián)接操作,在網(wǎng)絡(luò)中只傳輸參與聯(lián)接的數(shù)據(jù)。14.6.3基于半聯(lián)接的優(yōu)化策略(二) 假設(shè)關(guān)系R在場地1,關(guān)系S在場地2,在場地2需要獲得R?S的結(jié)果。如果在場地2直接計算R?S的值,那么需要先把關(guān)系R從場地1傳輸?shù)綀龅?執(zhí)行。顯然,傳輸R的數(shù)據(jù)量較大。 可以采用半聯(lián)接方法計算聯(lián)接操作的值。設(shè)R和S的公共屬性為BR?S=(R?πB(S))?S=(R?S)?S。等式右邊的式子稱為“半聯(lián)接程序”。舉例:P36314.6.4基于直接聯(lián)接的優(yōu)化方法(一)兩個關(guān)系在同一場地嵌套循環(huán)法:順序掃描外層關(guān)系R,對R的每一個元組掃描內(nèi)層關(guān)系S,查找在聯(lián)接屬性上一致的元組,把匹配的元組組合起來使之成為聯(lián)接結(jié)果的一部分。這種方法要求掃描一次關(guān)系R和掃描card(R)次關(guān)系S(可見S的元組越少越好),以查找匹配的元組。排序掃描法:先把兩個關(guān)系按聯(lián)接屬性進(jìn)行排序,然后按照聯(lián)接屬性值的順序掃描這兩個關(guān)系,使匹配的元組成為聯(lián)接結(jié)果的一部分。這種方法對兩個關(guān)系都只掃描了一次。但增加了排序代價。14.6.4基于聯(lián)接的優(yōu)化方法(二)兩個關(guān)系在不同場地整體傳輸:若有聯(lián)接操作R?S,R為外層關(guān)系,S為內(nèi)層關(guān)系。如果傳送的是內(nèi)層關(guān)系S,則在目的地必須把它存入一個臨時關(guān)系中(因?yàn)镾將被多次掃描,但傳輸量少)。如果傳送的是外層關(guān)系R,則內(nèi)層關(guān)系S可直接使用依次到來的R元組,而無需保存R(但傳輸量大)。按需傳輸:只傳輸所需聯(lián)接的元組,一次一個元組,無需臨時存儲器。因?yàn)槊看翁崛《家蠼粨Q一次信息,所以傳輸代價較高,只有在高速局部網(wǎng)絡(luò)中才是合理的。14.7分布式事務(wù)管理
數(shù)據(jù)項的多拷貝問題:由于DDB存在著冗余,有可能一個數(shù)據(jù)存儲在多個場地,因此并發(fā)控制方法和恢復(fù)方法都應(yīng)保證這些拷貝間的一致性。單個場地的故障:當(dāng)系統(tǒng)中一個或多個場地發(fā)生故障時,DDBMS應(yīng)當(dāng)繼續(xù)和其他正在運(yùn)行的場地一起工作。當(dāng)一個場地得到恢復(fù)時,它的局部數(shù)據(jù)庫必須在它與系統(tǒng)重連接之前保持和其他場地同步。通訊網(wǎng)絡(luò)的故障:系統(tǒng)必須有能力處理一個或多個連接場地的通訊故障。這個問題的極端情況是發(fā)生網(wǎng)絡(luò)分割,即將網(wǎng)絡(luò)分割成若干分區(qū),每個分區(qū)內(nèi)的場地可以相互通訊,而不同分區(qū)內(nèi)的場地不能通訊。④分布式事務(wù)恢復(fù):如果某些場地在提交過程中發(fā)生故障時,提交用于訪問存儲在多個場地數(shù)據(jù)庫的事務(wù)時也會產(chǎn)生問題。兩階段提交協(xié)議(2PC)⑥并發(fā)控制:采用封鎖技術(shù)。例:ROWA協(xié)議。⑤分布式死鎖:死鎖可能會在若干場地中發(fā)生,處理死鎖的技術(shù)必須要擴(kuò)充以考慮這種情況。
14.7分布式事務(wù)管理
小結(jié)(一)“分布計算”概念突破了集中式DBS的框架,數(shù)據(jù)分布使系統(tǒng)走上分布式DB的道路,功能分布使系統(tǒng)走上C/S道路。這是DBS的兩個發(fā)展。C/S系統(tǒng)包括一個計算機(jī)網(wǎng)絡(luò),通常用一個局域網(wǎng)連結(jié)。幾乎在所有情況下,客戶機(jī)都是微機(jī);服務(wù)器有時用小型機(jī)或大型機(jī),但多數(shù)情況下也使用微機(jī)或高檔微機(jī)。應(yīng)用程序在客戶機(jī)上處理,DBMS和OS的數(shù)據(jù)管理分放在服務(wù)器上。小結(jié)(二)C/S結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了從兩層、三層到多層的演變過程??偟内厔菔鞘箍蛻魴C(jī)越來越“瘦”,變成瀏覽器;而服務(wù)器的種類越來越多,容易實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的組裝。C/S系統(tǒng)使應(yīng)用與用戶更加貼近,為用戶提供較好的性能和更復(fù)雜的界面。分布式系統(tǒng)是在集中式系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。DDB是數(shù)據(jù)庫技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展,DDBS日趨成為數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域的主流方向。小結(jié)(三)DDB具有數(shù)據(jù)分布性和邏輯整體性的特點(diǎn)。DDBS能夠支持涉及多個場地的全局應(yīng)用。DDB的數(shù)據(jù)存儲有數(shù)據(jù)分片和數(shù)據(jù)分配兩種策略。DDB的模式結(jié)構(gòu)為理解DDBS提供了一種通用的概念結(jié)構(gòu)。分布透明性是DDBS追求的目標(biāo)。DDBMS是負(fù)責(zé)管理分布環(huán)境下,邏輯集成數(shù)據(jù)的存取、一致性、有效性和完備性的軟件系統(tǒng)。小結(jié)(四)DDBS中數(shù)據(jù)分布在各個場地,系統(tǒng)中壓倒一切的性能目標(biāo)是盡量減少網(wǎng)絡(luò)中傳送信息的次數(shù)和傳送的數(shù)據(jù)量。分布式查詢中基于半聯(lián)接的優(yōu)化策略是常用的技術(shù)。對于并發(fā)控制和恢復(fù),DDBMS環(huán)境中會出現(xiàn)大量在集中式DBMS環(huán)境中碰不到的問題。分布式的并發(fā)控制有主場地方法和主拷貝方法,再輔之于備份場地技術(shù)。小結(jié)(五)分布式DBMS集中式DBMS①存取方式用戶→DDBMS→分布式網(wǎng)絡(luò)OS→網(wǎng)絡(luò)通信→局部DBMS→局部OS→DB用戶→DBMS→OS→DB②數(shù)據(jù)冗余性有控制的冗余最小的冗余③數(shù)據(jù)表示級別(四級)用戶試圖,全局視圖,分片視圖,分配視圖(三級)外部視圖,概念視圖,內(nèi)部視圖④數(shù)據(jù)存放方式復(fù)制在多個場地,模式分散化,處理程序也分散化集中在一個地點(diǎn)⑤DBA分布在各場地,進(jìn)行局部控制集中在一起⑥同步由全局DBMS和網(wǎng)絡(luò)OS組成由OS完成⑦封鎖分散控制集中控制⑧實(shí)際資源多個CPU,多個DBMS一個CPU,一個DBMS⑨操作方式當(dāng)前方式,響應(yīng)方式兩種一種方式(當(dāng)前方式)⑩數(shù)據(jù)一致性所有主場地的邏輯結(jié)果是一致的,但各個場地的復(fù)制中數(shù)據(jù)可能不一致任何時候都需要保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性思考與練習(xí)題1、Windows身份驗(yàn)證模式和混合模式的區(qū)別是什么?2、SQLSERVER的默認(rèn)安裝位置是什么?3、在啟動SQLSERVER2000服務(wù),使用哪個工具?要使用SQLSERVER2000,必須至少啟動哪個服務(wù)?4、SQLSERVER數(shù)據(jù)庫由哪兩類文件組成?這些文件的作用是什么?擴(kuò)展名分別是什么?5、在SQLSERVER2000中,數(shù)據(jù)的存儲單位是什么?這個存儲單位的大小是多少?6、在定義數(shù)據(jù)文件和日志文件時,可以指定哪幾個屬性?7、通常情況下,將數(shù)據(jù)庫的中的權(quán)限劃分為哪兩類?8、SQLSERVER2000的安全認(rèn)證過程是什么?9、SQLSERVER2000的登錄帳戶有哪兩種?10、權(quán)限的管理包含哪些內(nèi)容?11、在利用數(shù)據(jù)導(dǎo)入/導(dǎo)出向?qū)鬏敂?shù)據(jù)時,數(shù)據(jù)源和目的地的類型必須相同嗎?12、若要定期備份數(shù)據(jù)庫,則必須要啟動SQLSERVER的哪個服務(wù)?13、目前常用的有哪兩個通用數(shù)據(jù)訪問接口?14、ODBC中的數(shù)據(jù)源的含義是什么?15、ODBC數(shù)據(jù)源共有哪三種類型?每種類型之間的區(qū)別是什么?
MagneticResonanceImaging磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時間長Damadian1973做出兩個充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像
Mallard1980磁共振裝置商品化1989
0.15T永磁商用磁共振設(shè)備中國安科
2003諾貝爾獎金LauterburMansfierd時間MR成像基本原理實(shí)現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒有核輻射)有一個穩(wěn)定的靜磁場(磁體)梯度場和射頻場:前者用于空間編碼和選層,后者施加特定頻率的射頻脈沖,使之形成磁共振現(xiàn)象信號接收裝置:各種線圈計算機(jī)系統(tǒng):完成信號采集、傳輸、圖像重建、后處理等
人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下,H核進(jìn)動雜亂無章,磁性相互抵消zMyx進(jìn)入靜磁場后,H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列(正負(fù)方向),正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后,少數(shù)正向排列(低能態(tài))的H核合成總磁化矢量M,即為MR信號基礎(chǔ)ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進(jìn)C:90度脈沖對磁化矢量的作用。即M以螺旋運(yùn)動的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中,產(chǎn)生能量
三、弛豫(Relaxation)回復(fù)“自由”的過程
1.
縱向弛豫(T1弛豫):
M0(MZ)的恢復(fù),“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫
吸收RF光子能量(共振)低能態(tài)1H高能態(tài)1H
放出能量(光子,MRS)T1弛豫時間:
MZ恢復(fù)到M0的2/3所需的時間
T1愈小、M0恢復(fù)愈快T2弛豫時間:MXY喪失2/3所需的時間;T2愈大、同相位時間長MXY持續(xù)時間愈長MXY與ST1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像
所謂的加權(quán)就是“突出”的意思
T1加權(quán)成像(T1WI)----突出組織T1弛豫(縱向弛豫)差別
T2加權(quán)成像(T2WI)----突出組織T2弛豫(橫向弛豫)差別。
磁共振診斷基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像.T1的長度在數(shù)百至數(shù)千毫秒(ms)范圍T2值的長度在數(shù)十至數(shù)千毫秒(ms)范圍
在同一個馳豫過程中,T2比T1短得多
如何觀看MR圖像:首先我們要分清圖像上的各種標(biāo)示。分清掃描序列、掃描部位、掃描層面。正常或異常的所在部位---即在同一層面觀察、分析T1、T2加權(quán)像上信號改變。絕大部分病變T1WI是低信號、T2WI是高信號改變。只要熟悉掃描部位正常組織結(jié)構(gòu)的信號表現(xiàn),通常病變與正常組織不會混淆。一般的規(guī)律是T1WI看解剖,T2WI看病變。磁共振成像技術(shù)--圖像空間分辨力,對比分辨力一、如何確定MRI的來源(一)層面的選擇1.MXY產(chǎn)生(1H共振)條件
RF=ω=γB02.梯度磁場Z(GZ)
GZ→B0→ω
不同頻率的RF
特定層面1H激勵、共振
3.層厚的影響因素
RF的帶寬↓
GZ的強(qiáng)度↑層厚↓〈二〉體素信號的確定1、頻率編碼2、相位編碼
M0↑--GZ、RF→相應(yīng)層面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω
各1H同相位MXY旋進(jìn)速度不同同頻率一定時間后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋進(jìn)頻率不同位置不同(相位不同)〈三〉空間定位及傅立葉轉(zhuǎn)換
GZ----某一層面產(chǎn)生MXYGX----MXY旋進(jìn)頻率不同
GY----MXY旋進(jìn)相位不同(不影響MXY大?。?/p>
↓某一層面不同的體素,有不同頻率、相位
MRS(FID)第三節(jié)、磁共振檢查技術(shù)檢查技術(shù)產(chǎn)生圖像的序列名產(chǎn)生圖像的脈沖序列技術(shù)名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE壓脂壓水MRA短TR短TE--T1W長TR長TE--T2W增強(qiáng)MR最常用的技術(shù)是:多層、多回波的SE(spinecho,自旋回波)技術(shù)磁共振掃描時間參數(shù):TR、TE磁共振掃描還有許多其他參數(shù):層厚、層距、層數(shù)、矩陣等序列常規(guī)序列自旋回波(SE),快速自旋回波(FSE)梯度回波(FE)反轉(zhuǎn)恢復(fù)(IR),脂肪抑制(STIR)、水抑制(FLAIR)高級序列水成像(MRCP,MRU,MRM)血管造影(MRA,TOF2D/3D)三維成像(SPGR)彌散成像(DWI)關(guān)節(jié)運(yùn)動分析是一種成像技術(shù)而非掃描序列自旋回波(SE)必掃序列圖像清晰顯示解剖結(jié)構(gòu)目前只用于T1加權(quán)像快速自旋回波(FSE)必掃序列成像速度快多用于T2加權(quán)像梯度回波(GE)成像速度快對出血敏感T2加權(quán)像水抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)(IR)水抑制(FLAIR)抑制自由水梗塞灶顯示清晰判斷病灶成份脂肪抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)(IR)脂肪抑制(STIR)抑制脂肪信號判斷病灶成分其它組織顯示更清晰血管造影(MRA)無需造影劑TOF法PC法MIP投影動靜脈分開顯示水成像(MRCP,MRU,MRM)含水管道系統(tǒng)成像膽道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于診斷梗阻擴(kuò)張超高空間分辨率掃描任意方位重建窄間距重建技術(shù)大大提高對小器官、小病灶的診斷能力三維梯度回波(SPGR) 早期診斷腦梗塞
彌散成像MRI的設(shè)備一、信號的產(chǎn)生、探測接受1.磁體(Magnet):靜磁場B0(Tesla,T)→組織凈磁矩M0
永磁型(permanentmagnet)常導(dǎo)型(resistivemagnet)超導(dǎo)型(superconductingmagnet)磁體屏蔽(magnetshielding)2.梯度線圈(gradientcoil):
形成X、Y、Z軸的磁場梯度功率、切換率3.射頻系統(tǒng)(radio-frequencesystem,RF)
MR信號接收二、信號的處理和圖象顯示數(shù)模轉(zhuǎn)換、計算機(jī),等等;MRI技術(shù)的優(yōu)勢1、軟組織分辨力強(qiáng)(判斷組織特性)2、多方位成像3、流空效應(yīng)(顯示血管)4、無骨骼偽影5、無電離輻射,無碘過敏6、不斷有新的成像技術(shù)MRI技術(shù)的禁忌證和限度1.禁忌證
體內(nèi)彈片、金屬異物各種金屬置入:固定假牙、起搏器、血管夾、人造關(guān)節(jié)、支架等危重病人的生命監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、維持系統(tǒng)不能合作病人,早期妊娠,高熱及散熱障礙2.其他鈣化顯示相對較差空間分辨較差(體部,較同等CT)費(fèi)用昂貴多數(shù)MR機(jī)檢查時間較長1.病人必須去除一切金屬物品,最好更衣,以免金屬物被吸入磁體而影響磁場均勻度,甚或傷及病人。2.掃描過程中病人身體(皮膚)不要直接觸碰磁體內(nèi)壁及各種導(dǎo)線,防止病人灼傷。3.紋身(紋眉)、化妝品、染發(fā)等應(yīng)事先去掉,因其可能會引起灼傷。4.病人應(yīng)帶耳塞,以防聽力損傷。掃描注意事項顱腦MRI適應(yīng)癥顱內(nèi)良惡性占位病變腦血管性疾病梗死、出血、動脈瘤、動靜脈畸形(AVM)等顱腦外傷性疾病腦挫裂傷、外傷性顱內(nèi)血腫等感染性疾病腦膿腫、化膿性腦膜炎、病毒性腦炎、結(jié)核等脫髓鞘性或變性類疾病多發(fā)性硬化(MS)等先天性畸形胼胝體發(fā)育不良、小腦扁桃體下疝畸形等脊柱和脊髓MRI適應(yīng)證1.腫瘤性病變椎管類腫瘤(髓內(nèi)、髓外硬膜內(nèi)、硬膜外),椎骨腫瘤(轉(zhuǎn)移性、原發(fā)性)2.炎癥性疾病脊椎結(jié)核、骨髓炎、椎間盤感染、硬膜外膿腫、蛛網(wǎng)膜炎、脊髓炎等3.外傷骨折、脫位、椎間盤突出、椎管內(nèi)血腫、脊髓損傷等4.脊柱退行性變和椎管狹窄癥椎間盤變性、膨隆、突出、游離,各種原因椎管狹窄,術(shù)后改變,5.脊髓血管畸形和血管瘤6.脊髓脫髓鞘疾?。ㄈ鏜S),脊髓萎縮7.先天性畸形胸部MRI適應(yīng)證呼吸系統(tǒng)對縱隔及肺門區(qū)病變顯示良好,對肺部結(jié)構(gòu)顯示不如CT。胸廓入口病變及其上下比鄰關(guān)系縱隔腫瘤和囊腫及其與大血管的關(guān)系其他較CT無明顯優(yōu)越性心臟及大血管大血管病變各類動脈瘤、腔靜脈血栓等心臟及心包腫瘤,心包其他病變其他(如先心、各種心肌病等)較超聲心動圖無優(yōu)勢,應(yīng)用不廣腹部MRI適應(yīng)證主要用于部分實(shí)質(zhì)性器官的腫瘤性病變肝腫瘤性病變,提供鑒別信息胰腺腫瘤,有利小胰癌、胰島細(xì)胞癌顯示宮頸、宮體良惡性腫瘤及分期等,先天畸形腫瘤的定位(臟器上下緣附近)、分期膽道、尿路梗阻和腫瘤,MRCP,MRU直腸腫瘤骨與關(guān)節(jié)MRI適應(yīng)證X線及CT的后續(xù)檢查手段--鈣質(zhì)顯示差和空間分辨力部分情況可作首選:1.累及骨髓改變的骨?。ㄔ缙诠侨毖詨乃?,早期骨髓炎、骨髓腫瘤或侵犯骨髓的腫瘤)2.結(jié)構(gòu)復(fù)雜關(guān)節(jié)的損傷(膝、髖關(guān)節(jié))3.形狀復(fù)雜部位的檢查(脊柱、骨盆等)軟件登錄界面軟件掃描界面圖像瀏覽界面膠片打印界面報告界面報告界面2合理應(yīng)用抗菌藥物預(yù)防手術(shù)部位感染概述外科手術(shù)部位感染的2/3發(fā)生在切口醫(yī)療費(fèi)用的增加病人滿意度下降導(dǎo)致感染、止血和疼痛一直是外科的三大挑戰(zhàn),止血和疼痛目前已較好解決感染仍是外科醫(yī)生面臨的重大問題,處理不當(dāng),將產(chǎn)生嚴(yán)重后果外科手術(shù)部位感染占院內(nèi)感染的14%~16%,僅次于呼吸道感染和泌尿道感染,居院內(nèi)感染第3位嚴(yán)重手術(shù)部位的感染——病人的災(zāi)難,醫(yī)生的夢魘
預(yù)防手術(shù)部位感染(surgicalsiteinfection,SSI)
手術(shù)部位感染的40%–60%可以預(yù)防圍手術(shù)期使用抗菌藥物的目的外科醫(yī)生的困惑★圍手術(shù)期應(yīng)用抗生素是預(yù)防什么感染?★哪些情況需要抗生素預(yù)防?★怎樣選擇抗生素?★什么時候開始用藥?★抗生素要用多長時間?定義:指發(fā)生在切口或手術(shù)深部器官或腔隙的感染分類:切口淺部感染切口深部感染器官/腔隙感染一、SSI定義和分類二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)——切口淺部感染
指術(shù)后30天內(nèi)發(fā)生、僅累及皮膚及皮下組織的感染,并至少具備下述情況之一者:
1.切口淺層有膿性分泌物
2.切口淺層分泌物培養(yǎng)出細(xì)菌
3.具有下列癥狀體征之一:紅熱,腫脹,疼痛或壓痛,因而醫(yī)師將切口開放者(如培養(yǎng)陰性則不算感染)
4.由外科醫(yī)師診斷為切口淺部SSI
注意:縫線膿點(diǎn)及戳孔周圍感染不列為手術(shù)部位感染二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)——切口深部感染
指術(shù)后30天內(nèi)(如有人工植入物則為術(shù)后1年內(nèi))發(fā)生、累及切口深部筋膜及肌層的感染,并至少具備下述情況之一者:
1.切口深部流出膿液
2.切口深部自行裂開或由醫(yī)師主動打開,且具備下列癥狀體征之一:①體溫>38℃;②局部疼痛或壓痛
3.臨床或經(jīng)手術(shù)或病理組織學(xué)或影像學(xué)診斷,發(fā)現(xiàn)切口深部有膿腫
4.外科醫(yī)師診斷為切口深部感染
注意:感染同時累及切口淺部及深部者,應(yīng)列為深部感染
二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)—器官/腔隙感染
指術(shù)后30天內(nèi)(如有人工植入物★則術(shù)后1年內(nèi))、發(fā)生在手術(shù)曾涉及部位的器官或腔隙的感染,通過手術(shù)打開或其他手術(shù)處理,并至少具備以下情況之一者:
1.放置于器官/腔隙的引流管有膿性引流物
2.器官/腔隙的液體或組織培養(yǎng)有致病菌
3.經(jīng)手術(shù)或病理組織學(xué)或影像學(xué)診斷器官/腔隙有膿腫
4.外科醫(yī)師診斷為器官/腔隙感染
★人工植入物:指人工心臟瓣膜、人工血管、人工關(guān)節(jié)等二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)—器官/腔隙感染
不同種類手術(shù)部位的器官/腔隙感染有:
腹部:腹腔內(nèi)感染(腹膜炎,腹腔膿腫)生殖道:子宮內(nèi)膜炎、盆腔炎、盆腔膿腫血管:靜脈或動脈感染三、SSI的發(fā)生率美國1986年~1996年593344例手術(shù)中,發(fā)生SSI15523次,占2.62%英國1997年~2001年152所醫(yī)院報告在74734例手術(shù)中,發(fā)生SSI3151例,占4.22%中國?SSI占院內(nèi)感染的14~16%,僅次于呼吸道感染和泌尿道感染三、SSI的發(fā)生率SSI與部位:非腹部手術(shù)為2%~5%腹部手術(shù)可高達(dá)20%SSI與病人:入住ICU的機(jī)會增加60%再次入院的機(jī)會是未感染者的5倍SSI與切口類型:清潔傷口 1%~2%清潔有植入物 <5%可染傷口<10%手術(shù)類別手術(shù)數(shù)SSI數(shù)感染率(%)小腸手術(shù)6466610.2大腸手術(shù)7116919.7子宮切除術(shù)71271722.4肝、膽管、胰手術(shù)1201512.5膽囊切除術(shù)8222.4不同種類手術(shù)的SSI發(fā)生率:三、SSI的發(fā)生率手術(shù)類別SSI數(shù)SSI類別(%)切口淺部切口深部器官/腔隙小腸手術(shù)6652.335.412.3大腸手術(shù)69158.426.315.3子宮切除術(shù)17278.813.57.6骨折開放復(fù)位12379.712.28.1不同種類手術(shù)的SSI類別:三、SSI的發(fā)生率延遲愈合疝內(nèi)臟膨出膿腫,瘺形成。需要進(jìn)一步處理這里感染將導(dǎo)致:延遲愈合疝內(nèi)臟膨出膿腫、瘺形成需進(jìn)一步處理四、SSI的后果四、SSI的后果在一些重大手術(shù),器官/腔隙感染可占到1/3。SSI病人死亡的77%與感染有關(guān),其中90%是器官/腔隙嚴(yán)重感染
——InfectControlandHospEpidemiol,1999,20(40:247-280SSI的死亡率是未感染者的2倍五、導(dǎo)致SSI的危險因素(1)病人因素:高齡、營養(yǎng)不良、糖尿病、肥胖、吸煙、其他部位有感染灶、已有細(xì)菌定植、免疫低下、低氧血癥五、導(dǎo)致SSI的危險因素(2)術(shù)前因素:術(shù)前住院時間過長用剃刀剃毛、剃毛過早手術(shù)野衛(wèi)生狀況差(術(shù)前未很好沐?。τ兄刚髡呶从每股仡A(yù)防五、導(dǎo)致SSI的危險因素(3)手術(shù)因素:手術(shù)時間長、術(shù)中發(fā)生明顯污染置入人工材料、組織創(chuàng)傷大止血不徹底、局部積血積液存在死腔和/或失活組織留置引流術(shù)中低血壓、大量輸血刷手不徹底、消毒液使用不當(dāng)器械敷料滅菌不徹底等手術(shù)特定時間是指在大量同種手術(shù)中處于第75百分位的手術(shù)持續(xù)時間其因手術(shù)種類不同而存在差異超過T越多,SSI機(jī)會越大五、導(dǎo)致SSI的危險因素(4)SSI危險指數(shù)(美國國家醫(yī)院感染監(jiān)測系統(tǒng)制定):病人術(shù)前已有≥3種危險因素污染或污穢的手術(shù)切口手術(shù)持續(xù)時間超過該類手術(shù)的特定時間(T)
(或一般手術(shù)>2h)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法根據(jù)指南使用預(yù)防性抗菌藥物正確脫毛方法縮短術(shù)前住院時間維持手術(shù)患者的正常體溫血糖控制氧療抗菌素的預(yù)防/治療預(yù)防
在污染細(xì)菌接觸宿主手術(shù)部位前給藥治療
在污染細(xì)菌接觸宿主手術(shù)部位后給藥
防患于未然六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用144預(yù)防和治療性抗菌素使用目的:清潔手術(shù):防止可能的外源污染可染手術(shù):減少粘膜定植細(xì)菌的數(shù)量污染手術(shù):清除已經(jīng)污染宿主的細(xì)菌六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用145需植入假體,心臟手術(shù)、神外手術(shù)、血管外科手術(shù)等六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防性抗菌素使用指征:可染傷口(Clean-contaminatedwound)污染傷口(Contaminatedwound)清潔傷口(Cleanwound)但存在感染風(fēng)險六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用:預(yù)防性抗生素對哪些病人有用?什么時候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑?六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防性抗菌素顯示有效的手術(shù)有:婦產(chǎn)科手術(shù)胃腸道手術(shù)(包括闌尾炎)口咽部手術(shù)腹部和肢體血管手術(shù)心臟手術(shù)骨科假體植入術(shù)開顱手術(shù)某些“清潔”手術(shù)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用:預(yù)防性抗生素對哪些病人有用?什么時候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑?六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用
理想的給藥時間?目前還沒有明確的證據(jù)表明最佳的給藥時機(jī)研究顯示:切皮前45~75min給藥,SSI發(fā)生率最低,且不建議在切皮前30min內(nèi)給藥影響給藥時間的因素:所選藥物的代謝動力學(xué)特性手術(shù)中污染發(fā)生的可能時間病人的循環(huán)動力學(xué)狀態(tài)止血帶的使用剖宮產(chǎn)細(xì)菌在手術(shù)傷口接種后的生長動力學(xué)
手術(shù)過程
012345671hr2hrs6hrs1day3-5days細(xì)菌數(shù)logCFU/ml六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用151術(shù)后給藥,細(xì)菌在手術(shù)傷口接種的生長動力學(xué)無改變
手術(shù)過程抗生素血腫血漿六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用Antibioticsinclot
手術(shù)過程
血漿中抗生素予以抗生素血塊中抗生素血漿術(shù)前給藥,可以有效抑制細(xì)菌在手術(shù)傷口的生長六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用153ClassenDC,etal..NEnglJMed1992;326:281切開前時間切開后時間予以抗生素切開六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用不同給藥時間,手術(shù)傷口的感染率不同NEJM1992;326:281-6投藥時間感染數(shù)(%)相對危險度(95%CI)早期(切皮前2-24h)36914(3.8%)6.7(2.9-14.7)4.3手術(shù)前(切皮前45-75min)170810(0.9%)1.0圍手術(shù)期(切皮后3h內(nèi))2824(1.4%)2.4(0.9-7.9) 2.1手術(shù)后(切皮3h以上)48816(3.3%)5.8(2.6-12.3)
5.8全部284744(1.5%)似然比病人數(shù)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用結(jié)論:抗生素在切皮前45-75min或麻醉誘導(dǎo)開始時給藥,預(yù)防SSI效果好155六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用切口切開后,局部抗生素分布將受阻必須在切口切開前給藥?。?!抗菌素應(yīng)在切皮前45~75min給藥六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用:預(yù)防性抗生素對哪些病人有用?什么時候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑?有效安全殺菌劑半衰期長相對窄譜廉價六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用抗生素的選擇原則:各類手術(shù)最易引起SSI的病原菌及預(yù)防用藥選擇六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用
手術(shù)最可能的病原菌預(yù)防用藥選擇膽道手術(shù)革蘭陰性桿菌,厭氧菌頭孢呋辛或頭孢哌酮或
(如脆弱類桿菌)頭孢曲松闌尾手術(shù)革蘭陰性桿菌,厭氧菌頭孢呋辛或頭孢噻肟;
(如脆弱類桿菌)+甲硝唑結(jié)、直腸手術(shù)革蘭陰性桿菌,厭氧菌頭孢呋辛或頭孢曲松或
(如脆弱類桿菌)頭孢噻肟;+甲硝唑泌尿外科手術(shù)革蘭陰性桿菌頭孢呋辛;環(huán)丙沙星婦產(chǎn)科手術(shù)革蘭陰性桿菌,腸球菌頭孢呋辛或頭孢曲松或
B族鏈球菌,厭氧菌頭孢噻肟;+甲硝唑莫西沙星(可單藥應(yīng)用)注:各種手術(shù)切口感染都可能由葡萄球菌引起六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用:預(yù)防性抗生素對哪些病人有用?什么時候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑?六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用單次給藥還是多次給藥?沒有證據(jù)顯示多次給藥比單次給藥好傷口關(guān)閉后給藥沒有益處多數(shù)指南建議24小時內(nèi)停藥沒有必要維持抗菌素治療直到撤除尿管和引流管手術(shù)時間延長或術(shù)中出血量較大時可重復(fù)給藥細(xì)菌污染定植感染一次性用藥用藥24h用藥4872h數(shù)小時從十?dāng)?shù)小時到數(shù)十小時六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用用藥時機(jī)不同,用藥期限也應(yīng)不同短時間預(yù)防性應(yīng)用抗生素的優(yōu)點(diǎn):六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用減少毒副作用不易產(chǎn)生耐藥菌株不易引起微生態(tài)紊亂減輕病人負(fù)擔(dān)可以選用單價較高但效果較好的抗生素減少護(hù)理工作量藥品消耗增加抗菌素相關(guān)并發(fā)癥增加耐藥抗菌素種類增加易引起脆弱芽孢桿菌腸炎MRSA(耐甲氧西林金黃色葡萄球菌)定植六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用延長抗菌素使用的缺點(diǎn):六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用:預(yù)防性抗生素對哪些病人有用?什么時候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑?正確的給藥方法:六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用應(yīng)靜脈給藥,2030min滴完肌注、口服存在吸收上的個體差異,不能保證血液和組織的藥物濃度,不宜采用常用的-內(nèi)酰胺類抗生素半衰期為12h,若手術(shù)超過34h,應(yīng)給第2個劑量,必要時還可用第3次可能有損傷腸管的手術(shù),術(shù)前用抗菌藥物準(zhǔn)備腸道局部抗生素沖洗創(chuàng)腔或傷口無確切預(yù)防效果,不予提倡不應(yīng)將日常全身性應(yīng)用的抗生素應(yīng)用于傷口局部(誘發(fā)高耐藥)必要時可用新霉素、桿菌肽等抗生素緩釋系統(tǒng)(PMMA—青大霉素骨水泥或膠原海綿)局部應(yīng)用可能有一定益處六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用不提倡局部預(yù)防應(yīng)用抗生素:時機(jī)不當(dāng)時間太長選藥不當(dāng),缺乏針對性六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防用藥易犯的錯誤:在開刀前45-75min之內(nèi)投藥按最新臨床指南選藥術(shù)后24小時內(nèi)停藥擇期手術(shù)后一般無須繼續(xù)使用抗生素大量對比研究證明,手術(shù)后繼續(xù)用藥數(shù)次或數(shù)天并不能降低手術(shù)后感染率若病人有明顯感染高危因素或使用人工植入物,可再用1次或數(shù)次小結(jié)預(yù)防SSI干預(yù)方法
——正確的脫毛方法用脫毛劑、術(shù)前即刻備皮可有效減少SSI的發(fā)生手術(shù)部位脫毛方法與切口感染率的關(guān)系:備皮方法 剃毛備皮 5.6%
脫毛0.6%備皮時間 術(shù)前24小時前 >20%
術(shù)前24小時內(nèi) 7.1%
術(shù)前即刻 3.1%方法/時間 術(shù)前即刻剪毛 1.8%
前1晚剪/剃毛 4.0%THANKYOUMagneticResonanceImagingPART01磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時間長Damadian1973做出兩個充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像
Mallard1980磁共振裝置商品化1989
0.15T永磁商用磁共振設(shè)備中國安科
2003諾貝爾獎金LauterburMansfierd時間PART02MR成像基本原理實(shí)現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒有核輻射)有一個穩(wěn)定的靜磁場(磁體)梯度場和射頻場:前者用于空間編碼和選層,后者施加特定頻率的射頻脈沖,使之形成磁共振現(xiàn)象信號接收裝置:各種線圈計算機(jī)系統(tǒng):完成信號采集、傳輸、圖像重建、后處理等
人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下,H核進(jìn)動雜亂無章,磁性相互抵消zMyx進(jìn)入靜磁場后,H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列(正負(fù)方向),正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后,少數(shù)正向排列(低能態(tài))的H核合成總磁化矢量M,即為MR信號基礎(chǔ)ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進(jìn)C:90度脈沖對磁化矢量的作用。即M以螺旋運(yùn)動的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中,產(chǎn)生能量
三、弛豫(Relaxation)回復(fù)“自由”的過程
1.
縱向弛豫(T1弛豫):
M0(MZ)的恢復(fù),“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫
吸收RF光子能量(共振)低能態(tài)1H高能態(tài)1H
放出能量(光子,MRS)T1弛豫時間:
MZ恢復(fù)到M0的2/3所需的時間
T1愈小、M0恢復(fù)愈快T2弛豫時間:MXY喪失2/3所需的時間;T2愈大、同相位時間長MXY持續(xù)時間愈長MXY與ST1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像
所謂的加權(quán)就是“突出”的意思
T1加權(quán)成像(T1WI)----突出組織T1弛豫(縱向弛豫)差別
T2加權(quán)成像(T2WI)----突出組織T2弛豫(橫向弛豫)差別。
磁共振診斷基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像.T1的長度在數(shù)百至數(shù)千毫秒(ms)范圍T2值的長度在數(shù)十至數(shù)千毫秒(ms)范圍
在同一個馳豫過程中,T2比T1短得多
如何觀看MR圖像:首先我們要分清圖像上的各種標(biāo)示。分清掃描序列、掃描部位、掃描層面。正?;虍惓5乃诓课?--即在同一層面觀察、分析T1、T2加權(quán)像上信號改變。絕大部分病變T1WI是低信號、T2WI是高信號改變。只要熟悉掃描部位正常組織結(jié)構(gòu)的信號表現(xiàn),通常病變與正常組織不會混淆。一般的規(guī)律是T1WI看解剖,T2WI看病變。磁共振成像技術(shù)--圖像空間分辨力,對比分辨力一、如何確定MRI的來源(一)層面的選擇1.MXY產(chǎn)生(1H共振)條件
RF=ω=γB02.梯度磁場Z(GZ)
GZ→B0→ω
不同頻率的RF
特定層面1H激勵、共振
3.層厚的影響因素
RF的帶寬↓
GZ的強(qiáng)度↑層厚↓〈二〉體素信號的確定1
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