基于-FPGA-的卡爾曼濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基于FPGA的卡爾曼濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)姓名：楊秋月

學(xué)號(hào)：2010202120081基于FPGA的卡爾曼濾波器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)背景知識(shí)簡(jiǎn)介基于FPGA的卡爾曼濾波器的設(shè)計(jì)123仿真結(jié)果及相關(guān)結(jié)論4

背景知識(shí)簡(jiǎn)介

1.卡爾曼和卡爾曼濾波2.卡爾曼濾波原理3.卡爾曼濾波器的實(shí)現(xiàn)方法及比較卡爾曼和卡爾曼濾波卡爾曼（RudolfEmilKalman）匈牙利數(shù)學(xué)家，1930年出生于匈牙利首都布達(dá)佩斯。1953，1954年于麻省理工學(xué)院分別獲得電機(jī)工程學(xué)士及碩士學(xué)位。1957年于哥倫比亞大學(xué)獲得博士學(xué)位。我們現(xiàn)在要學(xué)習(xí)的卡爾曼濾波器，正是源于他的博士論文和1960年發(fā)表的論文《ANewApproachtoLinearFilteringandPredictionProblems》（線性濾波與預(yù)測(cè)問題的新方法）?？柭鼮V波（Kalmanfiltering）當(dāng)輸入由白噪聲產(chǎn)生的隨機(jī)信號(hào)時(shí)，使期望輸出和實(shí)際輸出之間的均方根誤差達(dá)到最小的線性系統(tǒng)?？柭鼮V波采用狀態(tài)空間法在時(shí)域內(nèi)設(shè)計(jì)濾波器，是一種最優(yōu)估計(jì)算法。自從被提出以來，獲得了廣泛的實(shí)際應(yīng)用，其應(yīng)用領(lǐng)域包括控制、通訊、信號(hào)處理、石油地震勘探、故障診斷、圖像處理等?？柭鼮V波原理卡爾曼濾波，是一種線性最小方差估計(jì)，特點(diǎn)是考慮了系統(tǒng)的模型誤差和測(cè)量噪聲的統(tǒng)計(jì)特性。設(shè)隨機(jī)線形離散系統(tǒng)的狀態(tài)方程為：觀測(cè)方程為：式中

為系統(tǒng)的狀態(tài)向量，為系統(tǒng)的觀測(cè)序列，為系統(tǒng)的過程噪聲序列，為觀測(cè)噪聲序列，為系統(tǒng)控制輸入，為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，為系數(shù)矩陣，為觀測(cè)矩陣。

卡爾曼濾波原理因?yàn)榭刂埔?guī)律是有規(guī)律的信號(hào)，可以先不考慮，假設(shè)=0。設(shè)k時(shí)刻的狀態(tài)估計(jì)值為：卡爾曼濾波的遞推步驟如下所示:狀態(tài)一步預(yù)測(cè)值：預(yù)測(cè)誤差方差：

濾波增益：最佳濾波值：濾波誤差方差：

卡爾曼濾波器的實(shí)現(xiàn)方法及比較用DSP處理器實(shí)現(xiàn)在應(yīng)用中，卡爾曼濾波器通常由DSP處理器來實(shí)現(xiàn)。使用DSP處理器具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單靈活，可直接采用C語言矩陣運(yùn)算的優(yōu)點(diǎn)，但由于卡爾曼算法在運(yùn)算中有大量的矩陣加減乘除運(yùn)算且DSP處理器采用程序順序執(zhí)行的CPU架構(gòu)，在要求較高的場(chǎng)合,不能滿足系統(tǒng)高速、實(shí)時(shí)的需要。用FPGA實(shí)現(xiàn)采用的是硬件并行算法，能很好的解決速度和實(shí)時(shí)性的問題，并且具有靈活的可配置特性和優(yōu)良的抗干擾能力，使得FPGA構(gòu)成的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)非常易于修改、測(cè)試及硬件升級(jí)。

基于FPGA的卡爾曼濾波器的設(shè)計(jì)

1.FPGA設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介2.基于FPGA的卡爾曼濾波器各功能模塊設(shè)計(jì)

（時(shí)鐘分頻模塊AD控制模塊卡爾曼濾波模塊）

1.FPGA設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介一般地，數(shù)字濾波器的FPGA實(shí)現(xiàn)是用VHDL或VerilogHDL等硬件描述語言通過編寫底層代碼實(shí)現(xiàn)。這種編程方式效率低，難度大。利用Altera公司FPGA的DSP開發(fā)工具DSPBuilder設(shè)計(jì)卡爾曼濾波器，比基于硬件描述語言的設(shè)計(jì)周期更短，設(shè)計(jì)更容易。設(shè)計(jì)選用的FPGA是Altera公司CycloneⅡEP2C20Q240C8N，F(xiàn)PGA中I/O端口可自由定義，電路設(shè)計(jì)方便，編程靈活，不易受外部干擾。系統(tǒng)編譯環(huán)境采用QuartusⅡ，頂層設(shè)計(jì)為圖形化方式，易實(shí)現(xiàn)模塊化。FPGA的主要任務(wù)是控制AD轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并從AD芯片中讀取轉(zhuǎn)換輸出數(shù)據(jù)，進(jìn)行卡爾曼濾波處理并輸出。

設(shè)計(jì)思路

本實(shí)驗(yàn)以基于現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列FPGA器件和模數(shù)轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為硬件平臺(tái)，進(jìn)行算法設(shè)計(jì)?；谀K化設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)了時(shí)鐘分頻模塊，AD轉(zhuǎn)換芯片的FPGA控制模塊和卡爾曼濾波模塊?？柭鼮V波模塊采用DSPBuilder設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)換成硬件描述語言VHDL后，應(yīng)用軟件Modelsim、QuartusII進(jìn)行仿真并完成硬件驗(yàn)證?；贔PGA的卡爾曼濾波器各功能模塊設(shè)計(jì)基于FPGA的卡爾曼濾波器各功能模塊設(shè)計(jì)圖1芯片模塊結(jié)構(gòu)劃分示意圖

芯片模塊結(jié)構(gòu)芯片模塊的劃分如下圖所示，分頻模塊和AD控制模塊采用VHDL語言編程實(shí)現(xiàn)，卡爾曼濾波模塊用DSPBuilder軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。

單元功能模塊設(shè)計(jì)＊分頻模塊

分頻模塊是將外部時(shí)鐘進(jìn)行分頻設(shè)定，得到系統(tǒng)內(nèi)部AD控制模塊和卡爾曼濾波模塊所需要的時(shí)鐘，并為AD芯片提供時(shí)鐘信號(hào)基準(zhǔn)。此模塊采用VHDL語言編程實(shí)現(xiàn)。這里給出10分頻時(shí)序仿真圖，其中分頻模塊的外部時(shí)鐘輸入頻率為50MHz，產(chǎn)生的時(shí)鐘頻率為5MHz。

圖2分頻模塊時(shí)序仿真圖基于FPGA的卡爾曼濾波器各功能模塊設(shè)計(jì)＊AD控制模塊

ADS8364的簡(jiǎn)介與工作原理

采用ADS8364芯片對(duì)輸入信號(hào)數(shù)據(jù)采樣。ADS8364是TI公司的一款高速、低功耗、6路模擬輸入、16位并行輸出的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。六路模擬輸入分為三組(A,B和C)，每個(gè)輸入端都有一個(gè)保持信號(hào)來實(shí)現(xiàn)所有通道的同時(shí)采樣與轉(zhuǎn)換功能，適合于多路采集系統(tǒng)的需要。ADS8364的時(shí)鐘信號(hào)由外部提供，轉(zhuǎn)換時(shí)間為20個(gè)時(shí)鐘周期，最高頻率為5MHz，ADS8364的6個(gè)通道可以同時(shí)進(jìn)行采樣/轉(zhuǎn)換。ADS8364采用+5V工作電壓，并帶有80DB共模抑制的全差分輸入通道以及6個(gè)4μs連續(xù)近似的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、6個(gè)差分采樣放大器。另外，在REFin和REFout引腳內(nèi)部還帶有+2.5V參考電壓。ADS8364的差分輸入可在-VREF到+VREF之間變化。ADS8364與FPGA的接口連接如圖。

圖3ADS8364與FPGA連接示意圖基于FPGA的卡爾曼濾波器各功能模塊設(shè)計(jì)

ADS8364的工作原理三個(gè)保持信號(hào)(HOLDA,HOLDB,HOLDC)啟動(dòng)指定通道的轉(zhuǎn)換。當(dāng)三個(gè)保持信號(hào)同時(shí)被選通時(shí)，其轉(zhuǎn)換結(jié)果將保存在六個(gè)寄存器中。A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果為16位，最高位為符號(hào)位，數(shù)據(jù)輸出方式很靈活，分別由BYTE,ADD與地址線A2、A1、A0的組合控制。在ADS8364的HOLDX保持至少20ns的低電平時(shí)，轉(zhuǎn)換開始。這個(gè)低電平可使各個(gè)通道的采樣保持放大器同時(shí)處于保持狀態(tài)，從而使各個(gè)通道同時(shí)開始轉(zhuǎn)換。當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)果被存入輸出寄存器后，引腳EOC的輸出將保持半個(gè)時(shí)鐘周期的低電平。通過置RD和CS為低電平可使數(shù)據(jù)讀出到并行輸出總線。

圖4ADS8364工作時(shí)序圖

結(jié)合ADS8364的工作時(shí)序，如下圖所示，在FPGA內(nèi)部設(shè)計(jì)AD采樣控制模塊，為ADS8364采樣提供所需的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并從ADS8364中讀取轉(zhuǎn)換輸出數(shù)據(jù)，同時(shí)為后續(xù)的電路提供相應(yīng)的控制信號(hào)。

圖5AD采樣控制模塊與分頻模塊的圖元文件連接圖

本設(shè)計(jì)以一通道的數(shù)據(jù)采樣為例，狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)定為22個(gè)（20個(gè)AD轉(zhuǎn)換狀態(tài)，2個(gè)讀數(shù)據(jù)狀態(tài)），狀態(tài)機(jī)的輸出控制位為16位。采用VHDL語言編程實(shí)現(xiàn)狀態(tài)機(jī)后，生成圖元文件。下圖所示為AD采樣控制模塊與分頻模塊的圖元文件的連接。

圖6AD采樣控制模塊時(shí)序仿真波形

ADS8364的時(shí)鐘輸入由50MHz系統(tǒng)時(shí)鐘10分頻得到。AD芯片與其控制模塊使用相同的5MHz時(shí)鐘信號(hào)。編譯后進(jìn)行時(shí)序仿真，仿真波形如下圖所示。＊卡爾曼濾波模塊

DSPBuilder簡(jiǎn)介

DSPBuilder是

Altera公司推出的FPGA

的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)工具。它將Matlab

和

Simulink系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)工具的算法開發(fā)、仿真和驗(yàn)證功能與QuartusII的基于VerilogHDL

及

VHDL

語言的設(shè)計(jì)流程整合在一起，實(shí)現(xiàn)了這些工具的集成，為用戶提供了一個(gè)從軟件到硬件的完整的

DSP開發(fā)平臺(tái)。基于FPGA的卡爾曼濾波器各功能模塊設(shè)計(jì)

使用DSPBuilder設(shè)計(jì)數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的流程為:(1)在Matlab/Simulink中建立一個(gè)*.mdl模型文件,用圖形方式調(diào)用AlteraDSPBuilder和Simulink其他庫中的圖形模塊進(jìn)行數(shù)學(xué)模型設(shè)計(jì);(2)利用Simulink圖形化仿真分析功能對(duì)此設(shè)計(jì)模型進(jìn)行純數(shù)學(xué)上的仿真、驗(yàn)證及修改;(3)通過AlteraDSPBuilder中的SignalCompiler模塊把Matlab/Simulink的設(shè)計(jì)文件(·mdl)轉(zhuǎn)成相應(yīng)的硬件描述語言VHDL設(shè)計(jì)文件(·vhd)，以及用于控制綜合與編譯的RTL腳本;(4)在SignalCompiler里用選定的工具自動(dòng)進(jìn)行綜合和編譯,或用QuartusII調(diào)用上述VHDL文件,選擇器件型號(hào)鎖定引腳重新編譯;(5)配置芯片(programdevice),即把SRAM對(duì)象文件(*.sof)下載到FPGA芯片.

卡爾曼濾波算法矩陣運(yùn)算的分解卡爾曼濾波算法涉及到矩陣運(yùn)算，把矩陣運(yùn)算分解成一系列加減乘除運(yùn)算單元，利用DSPBuilder的加減乘除等模塊來建模實(shí)現(xiàn)。利用平行的硬件技術(shù)來實(shí)現(xiàn)算法，可以提高執(zhí)行速度。在本設(shè)計(jì)中，卡爾曼濾波算法的5個(gè)方程可以分解成如下的形式。狀態(tài)一步預(yù)測(cè)值分解為：

其中：(2)預(yù)測(cè)誤差方差分解為：其中：(3)濾波增益可分解為：

其中：(4)最佳濾波值可分解為：其中：(5)濾波誤差方差分解為：其中：輸出預(yù)測(cè)可分解為：圖7卡爾曼濾波系統(tǒng)模型

基于FPGA的卡爾曼濾波器各功能模塊設(shè)計(jì)（1）卡爾曼濾波系統(tǒng)模型在Matlab/Simulink中建立一個(gè)*.mdl模型文件，根據(jù)以上的等式，利用DSPBuilder庫和Simulink庫中的圖形模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)輸入。本設(shè)計(jì)采用層次化設(shè)計(jì)，依據(jù)卡爾曼濾波算法分解的等式，利用DSPBuilder庫中的加減乘除模塊以及端口模塊來實(shí)現(xiàn)建模。建立的頂層系統(tǒng)模型如下圖所示。

注：圖中，sub1為來自Simulink庫中的輸入信號(hào)模塊，信號(hào)y為未疊加噪聲的原信號(hào)，yv為疊加高斯白噪聲的待濾波的信號(hào)。fc1,fc2,sub2,sub3,sub4為卡爾曼濾波的五個(gè)子系統(tǒng)模塊。（2）卡爾曼濾波模型的仿真結(jié)果

●Simulink仿真結(jié)果圖8疊加白噪聲的正弦輸入信號(hào)圖9濾波后的信號(hào)和未疊加白噪聲的正弦輸入信號(hào)

采用疊加高斯白噪聲的正弦信號(hào)作為輸入信號(hào)，對(duì)建立的濾波器模型進(jìn)行仿真。

圖10誤差波形從以上仿真結(jié)果看出，疊加噪聲的輸入信號(hào)通過濾波后，與未疊加噪聲的正弦信號(hào)相吻合，待信號(hào)達(dá)到穩(wěn)定后，誤差在0.5度以內(nèi)。Simulink仿真結(jié)果（續(xù)）

●modelsim仿真結(jié)果在Simulink中進(jìn)行的仿真是屬于系統(tǒng)驗(yàn)證性質(zhì)的，是對(duì)*.mdl文件進(jìn)行的仿真，并沒有對(duì)生成的VHDL代碼進(jìn)行過仿真。生成VHDL描述是RTL級(jí)的，是針對(duì)具體的硬件結(jié)構(gòu)的，而在Matlab的Simulink中的模型仿真是針對(duì)算法實(shí)現(xiàn)的，這二者之間有可能存在軟件理解上的差異，轉(zhuǎn)換后的VHDL代碼實(shí)現(xiàn)可能與mdl模型描述的情況不完全相符，這就需要針對(duì)生成的RTL級(jí)VHDL代碼進(jìn)行功能仿真?；贔PGA的卡爾曼濾波器各功能模塊設(shè)計(jì)modelsim

仿真結(jié)果（續(xù)）利用Modelsim進(jìn)行功能仿真。設(shè)置輸入輸出信號(hào)均為模擬形式，仿真波形如下所示：比較兩種仿真結(jié)果可知，modelsim與Simulink的仿真結(jié)果一致。圖11modelsim功能仿真圖

●QuartusⅡ時(shí)序仿真

基于FPGA的卡爾曼濾波器各功能模塊設(shè)計(jì)在QuartusⅡ環(huán)境中打開DSPBuilder建立項(xiàng)目文件，選擇器件型號(hào)進(jìn)行編譯和時(shí)序仿真，得到時(shí)序波形如下圖所示。圖12卡爾曼濾波的時(shí)序仿真圖QuartusⅡ時(shí)序仿真（續(xù)）

用DSPBuilder設(shè)計(jì)卡爾曼濾波模型是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)子模塊，把卡爾曼濾波模型轉(zhuǎn)化后的VHDL文件生成圖元文件，如下圖所示，以便在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中調(diào)用。圖13生成的卡爾曼圖元文件

在QuartusⅡ環(huán)境下，整個(gè)系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)中，調(diào)用各個(gè)子模塊，構(gòu)成完整的設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行編譯、仿真、引腳分配等工作，最后配置芯片，把SRAM對(duì)象文件(*.sof)下載到FPGA芯片中，對(duì)硬件進(jìn)行測(cè)試。利用LA1032邏輯分析儀（廣州致遠(yuǎn)電子有限公司生產(chǎn)）對(duì)16位實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取如下圖所示，并轉(zhuǎn)換處理，驗(yàn)證了本設(shè)計(jì)的正確性。圖14LA1032邏輯分析儀讀取數(shù)據(jù)基于FPGA的卡爾曼濾波器各功能模塊設(shè)計(jì)利用LA1032邏輯分析儀驗(yàn)證總體設(shè)計(jì)的正確性

卡爾曼濾波器在多領(lǐng)域中有重要的作用。FPGA可實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)處理功能，并能滿足實(shí)時(shí)性的要求。本設(shè)計(jì)基于FPGA器件和AD轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為硬件平臺(tái)，進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集及卡爾曼濾波算法設(shè)計(jì)，尤其對(duì)基于DSPBuilder卡爾曼濾波器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳述。采用DSPBuilder進(jìn)行設(shè)計(jì)是從與硬件完全無關(guān)的系統(tǒng)級(jí)仿真開始,便于研究者迅速地將算法級(jí)的構(gòu)思應(yīng)用于系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,從而可以專注于系統(tǒng)級(jí)算法的設(shè)計(jì),避免了繁瑣的語言編程和電路設(shè)計(jì),縮短系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的時(shí)間周期。在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要，對(duì)轉(zhuǎn)化的VHDL程序進(jìn)行修改擴(kuò)充與優(yōu)化，并可作為IP核的形式進(jìn)行重復(fù)利用。結(jié)語ThankYou!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(shí)間長(zhǎng)Damadian1973做出兩個(gè)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(guó)安科

2003諾貝爾獎(jiǎng)金LauterburMansfierd時(shí)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(chǎng)的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒有核輻射)有一個(gè)穩(wěn)定的靜磁場(chǎng)（磁體）梯度場(chǎng)和射頻場(chǎng)：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(hào)接收裝置：各種線圈計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：完成信號(hào)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(dòng)雜亂無章，磁性相互抵消zMyx進(jìn)入靜磁場(chǎng)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(hào)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(duì)磁化矢量的作用。即M以螺旋運(yùn)動(dòng)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(shí)間：

MZ恢復(fù)到M0的2/3所需的時(shí)間

T1愈小、M0恢復(fù)愈快T2弛豫時(shí)間：MXY喪失2/3所需的時(shí)間；T2愈大、同相位時(shí)間長(zhǎng)MXY持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)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(zhǎng)度在數(shù)百至數(shù)千毫秒（ms）范圍T2值的長(zhǎng)度在數(shù)十至數(shù)千毫秒（ms）范圍

在同一個(gè)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(hào)改變。絕大部分病變T1WI是低信號(hào)、T2WI是高信號(hào)改變。只要熟悉掃描部位正常組織結(jié)構(gòu)的信號(hào)表現(xiàn)，通常病變與正常組織不會(huì)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(duì)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(chǎng)Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同頻率的RF

特定層面1H激勵(lì)、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(hào)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(shí)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(zhǎng)TR長(zhǎng)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(shí)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(jí)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(dòng)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(duì)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(hào)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(dòng)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(duì)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(hào)的產(chǎn)生、探測(cè)接受1.磁體（Magnet）:靜磁場(chǎng)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(chǎng)梯度功率、切換率3.射頻系統(tǒng)（radio-frequencesystem，RF）

MR信號(hào)接收二、信號(hào)的處理和圖象顯示數(shù)模轉(zhuǎn)換、計(jì)算機(jī)，等等；MRI技術(shù)的優(yōu)勢(shì)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(duì)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(shí)間較長(zhǎng)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(chǎng)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(huì)引起灼傷。4.病人應(yīng)帶耳塞，以防聽力損傷。掃描注意事項(xiàng)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(dòng)脈瘤、動(dòng)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(duì)縱隔及肺門區(qū)病變顯示良好，對(duì)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(dòng)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(dòng)圖無優(yōu)勢(shì)，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(bào)告界面報(bào)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(mèng)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(shí)候開始用藥？★抗生素要用多長(zhǎng)時(shí)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(dòng)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(shí)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(dòng)脈感染三、SSI的發(fā)生率美國(guó)1986年～1996年593344例手術(shù)中，發(fā)生SSI15523次，占2.62%英國(guó)1997年～2001年152所醫(yī)院報(bào)告在74734例手術(shù)中，發(fā)生SSI3151例，占4.22%中國(guó)？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(huì)增加60%再次入院的機(jī)會(huì)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(xiǎn)因素（1）病人因素：高齡、營(yíng)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(xiǎn)因素（2）術(shù)前因素：術(shù)前住院時(shí)間過長(zhǎng)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?。?duì)有指征者未用抗生素預(yù)防五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素（3）手術(shù)因素：手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)、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(shí)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(shí)間其因手術(shù)種類不同而存在差異超過T越多，SSI機(jī)會(huì)越大五、導(dǎo)致SSI的危險(xiǎn)因素（4）SSI危險(xiǎn)指數(shù)（美國(guó)國(guó)家醫(yī)院感染監(jiān)測(cè)系統(tǒng)制定）：病人術(shù)前已有≥3種危險(xiǎn)因素污染或污穢的手術(shù)切口手術(shù)持續(xù)時(shí)間超過該類手術(shù)的特定時(shí)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(shí)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104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105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(xiǎn)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(duì)哪些病人有用?什么時(shí)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(duì)哪些病人有用?什么時(shí)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(shí)間？目前還沒有明確的證據(jù)表明最佳的給藥時(shí)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(shí)間的因素:所選藥物的代謝動(dòng)力學(xué)特性手術(shù)中污染發(fā)生的可能時(shí)間病人的循環(huán)動(dòng)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(zhǎng)動(dòng)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111術(shù)后給藥，細(xì)菌在手術(shù)傷口接種的生長(zhǎng)動(dòng)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(zhǎng)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用113ClassenDC,etal..NEnglJMed1992;326:281切開前時(shí)間切開后時(shí)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(shí)間，手術(shù)傷口的感染率不同NEJM1992;326:281-6投藥時(shí)間感染數(shù)（%）相對(duì)危險(xiǎn)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(shí)給藥，預(yù)防SSI效果好115六、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(duì)哪些病人有用?什么時(shí)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(zhǎng)相對(duì)窄譜廉價(jià)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(duì)哪些病人有用?什么時(shí)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(shí)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(shí)間延長(zhǎng)或術(shù)中出血量較大時(shí)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(shí)從十?dāng)?shù)小時(shí)到數(shù)十小時(shí)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用用藥時(shí)機(jī)不同，用藥期限也應(yīng)不同短時(shí)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(jià)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(zhǎng)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(duì)哪些病人有用?什么時(shí)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(gè)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(gè)劑量，必要時(shí)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(shí)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(shí)機(jī)不當(dāng)時(shí)間太長(zhǎng)選藥不當(dāng)，缺乏針對(duì)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(cuò)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(shí)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(duì)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(shí)間 術(shù)前24小時(shí)前 ＞20%

術(shù)前24小時(shí)內(nèi) 7.1%

術(shù)前即刻 3.1%方法/時(shí)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(shí)間長(zhǎng)Damadian1973做出兩個(gè)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(guó)安科

2003諾貝爾獎(jiǎng)金LauterburMansfierd時(shí)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(chǎng)的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒有核輻射)有一個(gè)穩(wěn)定的靜磁場(chǎng)（磁體）梯度場(chǎng)和射頻場(chǎng)：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(hào)接收裝置：各種線圈計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：完成信號(hào)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(dòng)雜亂無章，磁性相互抵消zMyx進(jìn)入靜磁場(chǎng)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(hào)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(duì)磁化矢量的作用。即M以螺旋運(yùn)動(dòng)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(shí)間：

MZ恢復(fù)到M0的2/3所需的時(shí)間

T1愈小、M0恢復(fù)愈快T2弛豫時(shí)間：MXY喪失2/3所需的時(shí)間；T2愈大、同相位時(shí)間長(zhǎng)MXY持續(xù)時(shí)間愈長(zhǎng)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(zhǎng)度在數(shù)百至數(shù)千毫秒（ms）范圍T2值的長(zhǎng)度在數(shù)十至數(shù)千毫秒（ms）范圍

在同一個(gè)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(hào)改變。絕大部分病變T1WI是低信號(hào)、T2WI是高信號(hào)改變。只要熟悉掃描部位正常組織結(jié)構(gòu)的信號(hào)表現(xiàn)，通常病變與正常組織不會(huì)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(duì)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(chǎng)Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同頻率的RF

特定層面1H激勵(lì)、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(hào)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(shí)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(zhǎng)TR長(zhǎng)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(shí)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(jí)序列水成像（MRCP,MRU,MRM）血管造影（MRA,TOF2