機械設計基礎第十章聯(lián)接(螺紋聯(lián)接)

第十章聯(lián)接(螺紋聯(lián)接)

p.131

前言§10-1螺紋參數§10-2螺旋副的受力分析、效率和自鎖§10-3機械制造常用螺紋及標準§10-4螺紋聯(lián)接基本類型及螺紋聯(lián)接件§10-5螺紋聯(lián)接的預緊和防松§10-6螺栓聯(lián)接的強度計算§10-7螺栓的材料和許用應力§10-8提高螺栓聯(lián)接強度的措施§10-9

螺旋傳動機械零件(制造單元)→構件(運動單元)→機構→機器靜聯(lián)接動聯(lián)接零件聯(lián)接前言:聯(lián)接被聯(lián)接件聯(lián)接件聯(lián)接機械靜聯(lián)接→可拆聯(lián)接→螺紋、鍵、銷分類不可拆聯(lián)接→焊、粘、鉚機械動聯(lián)接→運動副螺內螺紋紋外螺紋螺旋副→螺紋聯(lián)接(靜聯(lián)接→構件)螺旋傳動(動聯(lián)接→機構)§10-1螺紋參數

p.131(一)螺紋的形成：①順時針旋進→右旋②以軸線為基準(外)→判斷方法右旋左旋→判斷方法旋向單頭→聯(lián)接多頭→傳動線數二．螺紋參數：n=1n=2n=3dd2d1=?ｄ(大徑－標準直徑);ｄ1(小徑);ｄ2(中徑);p(螺距)；ｎ(螺旋線數);Ｓ(導程);Ｓ＝np;α（牙型角）;β(牙側角);φ（升角）(二)螺紋參數：P.132S(np)tgφ＝np／πｄ2

(10－1)30°梯形3°30°鋸齒形矩形60°普通牙型:α=60°β＝30°α=30°β＝15°β工＝3°,β非＝30°α=0°β＝0°矩形非矩形牙α=60°型α=30°α=33°α=0°→→在軸向載荷下相對運動圖(10－4,a)S(np)內螺紋外螺紋擰緊、加載、頂起重物相對運動→聯(lián)接傳動→螺旋副FFa→將螺旋線沿中徑展開§10-2螺旋副的受力分析、效率和自鎖p.132→滑塊(重物)在斜面運動分析:1.當勻速上升:

ρFaFFnFRFfφFaFFRφ+ρ圖(10－4,b)FR與Fn夾角→摩擦角ρ:tgρ＝f＝Ff/Ｆn∴ＦR與Ｆa

夾角＝φ＋ρ→加載Ｆa(軸向力,自重,阻力)作用在螺旋副上的驅動力矩：(10-2b)∴Ｆ＝Ｆa·tg(φ＋ρ)

(10－2a)→合反力FRV∵(滑塊)合力＝０→法向反力Fn(⊥斜面)→施加水平推力Ｆ→摩擦阻力:f·Fn=Ff一．矩形螺紋:(α=0○)→施加水平支持力Ｆ(勻速下滑)當Ｆ＝０→

Ｆ＜０→自鎖條件：滑塊在斜面運動狀態(tài)不變作用力Ｆ與假設力的方向相反→推力Ｆ≤０→φ≤ρ(10-3b)ρFaFFnFRFfφFaFFRφ－ρ→無論Ｆa多大，滑塊不會自動下滑→自鎖2.當勻速下降:圖(10－4,c)→將ρ→ρ′

(當量摩擦角)tgρ′＝f/cos

β

=f′(10-4)(當量摩擦系數)

α(β)↑ρ′↑→

φ↑→勻速上升:Ｆ＝Ｆa·tg(φ＋ρ′)(10-5a)勻速下降:Ｆ＝Fa·tg(φ－ρ′)(10-6a)

(10-6b)(10-5b)自鎖條件：φ≤ρ′(10-7)αβ要自鎖好→α(β)

↑,φ↓(單頭)自鎖性↑自鎖性↓二．非矩形螺紋(10-8)S要效率高→過大，制造困難/\ρ′－當量摩擦角,φ－升角η＝有效功／輸入功

＝Ｆa·Ｓ／（Ｆπｄ2）＝Ｆa·πｄ2tgφ/[Ｆa·tg(φ＋ρ′)πｄ2]要自鎖好→α↑φ↓(單);要效率高→α↓φ↑(多)→α↓,φ↑(多頭)φ↑,ρ′↓φη三.效率:當勻速上升:聯(lián)接(可靠)→→要自鎖傳動→效率高1.三角形／普通螺紋(M)螺紋(聯(lián)接)＼管螺紋→α＝60°、55°→緊密梯形螺紋Tr→α＝30°,β＝15°鋸齒形螺紋S→β工＝3°,β非＝30°矩形螺紋→α＝０°→α小、φ大→多線螺旋副ρ′↑→α↑φ↓→單線ｎ=1ρ′↓→α↓

φ↑→多線ｎ＞１→α＝60°,β=30°2.傳動螺紋→效率高§10-3機械制造常用螺紋及標準

p.134→緊固→聯(lián)接(單線、α大)(粗,細)作業(yè)：P16110-2主要內容：螺旋副的受力分析、效率和自鎖§10-4螺紋聯(lián)接基本類型及螺紋聯(lián)接件

p.137C1e普通螺栓圖(10－9,a)鉸制孔用螺栓聯(lián)接圖(10－9,b)一．螺紋聯(lián)接基本類型d0螺栓聯(lián)接

螺釘聯(lián)接

圖(10－10,a)雙頭螺柱聯(lián)接

圖(10－10,b)緊定螺釘聯(lián)接

圖(10－11)螺栓－螺栓；螺釘；雙頭螺柱；緊定螺釘螺母－六角螺母；圓螺母；糟型螺母墊片－墊片；彈簧墊片；斜墊片；球形墊片二．螺紋聯(lián)接件

p.138目的：→防止松動→提高可靠、強度、緊密性T0的大小:擰緊時→

螺紋阻力矩T1:(10-5b)螺母支持面上的摩擦阻力矩T2T2＝fc·

Fa·rf(10-10)T0＝T1＋T2≈0.2Fad

N·mm(一)擰緊力矩T0→Ｔ0＝Ｔ1＋Ｔ2T0控制、不嚴格控制ＦS(少－測力矩板手；多－風板機)§10-5螺紋聯(lián)接的預緊和防松P.140螺栓→軸向拉力

被聯(lián)接件→軸向壓力鎖緊力ＦSＴ1＝Fd2/2＝Fatg(φ＋ρ’)d2/2（二）螺紋聯(lián)接的防松p.142螺旋副→聯(lián)接(可靠)→擰緊＋自鎖→防松？∵靠摩擦力自鎖→不可靠,∴→防松防松方法：→關鍵摩擦防松→阻止螺旋副相對轉動機械防松不可拆防松彈簧墊片鎖緊螺母對頂螺母→使螺紋接觸面間始終保持一定的壓力(縱向、橫向)→始終有阻止螺旋副轉動的摩擦阻力矩。機械防松→利用便于更換的金屬元件來約束螺旋副。不可拆防松→焊、鉚沖、涂粘合劑槽形螺母和開口銷圓螺母用帶翅墊片止動墊片§10-7螺栓的材料和許用應力P.147S－安全系數→表10-6,7P.148σS－屈服極限→表9-1P.123許用應力:材料:2.鉸制孔螺栓聯(lián)接→聯(lián)接受擠壓,螺栓受剪切1)按剪切強度2)按擠壓強度:許用應力[σ]與材料(鋼、鑄鐵),應力(靜、變)有關。表10-61.普通螺栓聯(lián)接碳素鋼:Q215,Q235力學性能優(yōu)質碳素鋼:10,35,45表9-1合金鋼:15Cr,40Cr,30CrMnSiP.123作業(yè)：P16110-3主要內容：螺紋聯(lián)接的預緊和防松

§10-6螺栓聯(lián)接的強度計算(靜)

p.144聯(lián)接要求:不松不滑←聯(lián)接(緊)不斷不潰←螺栓→可靠,自鎖→確定螺紋小徑d1d0(一)螺栓聯(lián)接的失效及設計準則(二)螺栓聯(lián)接的強度計算螺栓普通螺栓聯(lián)接→松聯(lián)接聯(lián)緊聯(lián)接接型式鉸制孔螺栓聯(lián)接→橫向載荷軸向載荷橫向載荷→軸向載荷聯(lián)接(緊)→螺栓→設計準則:螺栓桿拉潰螺紋牙的壓潰和剪斷螺紋牙磨損→滑扣→主要失效松、滑在聯(lián)接不松滑的前提下,螺栓桿不破壞(一)螺栓聯(lián)接的失效及設計準則失效形式松螺栓聯(lián)接:(10-11)→裝配時不預緊→螺栓不受力圖10-16二.緊螺栓聯(lián)接:d1:螺紋小徑mm;[σ]:許用拉應力Mpa例10-3p.144(自學)→工作時受軸向載荷Fa(二)螺栓聯(lián)接的強度計算(按受力形式)p.144FaFaFaFaFaFa→第四強度理論拉應力(Fa)→(10-12)強度條件:[裝配擰緊后→聯(lián)接可受橫向(F)或軸向載荷(FE)]拉Fa扭T1→復合應力→考慮扭剪應力σe－當量應力當擰緊時螺栓→拉(Fa)(Fa)工件→壓(Fa)扭剪應力(T1)→二.緊螺栓聯(lián)接:

p.1451.受橫向工作載荷F的螺栓強度(預緊)圖10-18→可靠性系數CC=1.1～1.3不松不滑→預緊力F0(軸)足夠大→Ff=F0·f·m≥C·F→Fa=F0≥C·F/m·f→不斷不潰→定螺栓d1FFFFm=1F0F0F0F0F0F0螺栓聯(lián)接要求→m=2當C=1.1～1.3,f=0.1～0.15,m=1→F0≥8F①普通螺栓聯(lián)接受橫向工作載荷→需預緊力大,且可靠性差圖10-19圖10-20dF0≥C·F/m·f分析:②宜加減載措施→┌加鍵,套筒，銷┐→擠壓└采用鉸制孔螺栓聯(lián)接┘剪切R解:每個聯(lián)接受橫向載荷F=R/2=2000N1.聯(lián)接不松→求預緊力F02.螺栓不斷→求d1取M27螺栓，d=27mm,d1=23.752＞23.38→合適。

S=6.5→合適C=1.1～1.3,取C=1.2F0≥CF/f·m=1.2×2000/(0.15×1)=16000N取35鋼,不嚴格控制預緊力→σs=315Mpa,S=6.5,[σ]=σs/S=315/6.5=48.5MpaP.145例1.用普通螺栓（35鋼）固定一牽引鉤,已知R=4000N,(變載荷)f=0.15,試求螺栓直徑。作業(yè):10-5,P.157用鉸制孔螺栓聯(lián)接固定牽引鉤(HT250),板厚h=10mm,已知R=4000N(變載荷),試求螺栓直徑。解:每個聯(lián)接受橫向載荷F=R/2=2000N1.按剪切強度P.1452.按擠壓強度:[σP]=σB/2.2×0.8=240/2.2×0.8=87.3Mpa(S=2.2)Lmin=h=10mmR10d0→取l=25mm,l0=12mm取d=6mm,d0=7＞6.03mm[τ]=σS/4.5=315/4.5=70Mpal0Lmin例2.M6×25－合適軸向載荷平行螺栓軸心線，各螺栓平均受力螺栓間距l(xiāng)與p有關

(P.143倒2)→常見壓力容器Z=2(3)×2n各螺栓受拉力為：F=F∑／Z2.受軸向載荷FE的螺栓強度(預緊后)p.143★：此時螺栓受預緊力F0后→又受工作拉力FE?→常見(壓力容器)Fa=F0＋FE;FR=F0－FE預→螺栓→拉F0緊工件→壓F0FEFEδb0δC0ΔδΔδ×受軸向載荷FE→F0F0δb0F0F0δC0FEFEFEFEFaFaΔδ未預緊預緊受FEΔδFaFaFaFaF0F0F0F0F0F0F0F0FRFRFRFRFRFR→伸長δb0→縮短δC0→又伸長Δδ→壓縮量減少Δδ變形協(xié)調條件：Δδb=ΔδC

=Δδ

螺栓伸長:δb0＋Δδ工件壓縮:δC0－Δδ螺栓拉力↑→總拉力Fa工件壓力↓→殘余預緊力FR①單個聯(lián)接受力分析:圖10-21螺載荷栓變形FE=△Fb+△FC=kb·△δ+kC·△δ;△δ=FE/(kb+kC)→0000預緊受軸向載荷FE△Fb(+)△δb(+)△FC(+)△δC(+)總載荷變形Fa=F0+△Fb工載荷件變形δb0+△δFR=F0－△FCδC0－△δ分析∵kb≠kC△δb=△δC=△δ∴δb0≠δC0→△Fb≠△FC螺栓強度σ≤[σ]滲漏FR＞0F0(+)δb0(+)F0(-)δC0(-)①單個聯(lián)接受力分析:變形δ=F/k(剛度)未

預緊kb/(kb+kc)－相對剛度

查表10-5P.145螺栓總拉力:工件殘余預緊力:(10-16)(10-17)ΔδΔFbΔFCFEFRFa力變形F0δC0δb0力變形F0δb0tg－1kb力變形F0δC0tg－1kCk=F/δ→剛度=載荷/變形②單個聯(lián)接載荷與變形線圖:

圖10-23p.144④設計步驟:聯(lián)接松弛→FR=0螺栓拉潰→σ＞[σ]失效形式:→FR＞0→P.144第12設計準則(1)求單個聯(lián)接的工作載荷FE(2)定殘余預緊力FR(按工作要求)P.144第12(3)求Fa→螺栓強度計算(定d)

Fa=FR＋FE(4)結構設計③失效形式及設計計算:(2)定殘余預緊力FR

P.144第12(1)求單個聯(lián)接的工作載荷FE:∵有緊密要求,∴FR=1.5～1.8FE→取FR=1.8FE

(3)求Fa→螺栓強度計算(4)結構設計取45鋼,σS=355Mpa(表9-1)→暫取S=3(不嚴格控制預緊力,靜～)→[σ]=σS/S=118Mpap.145C1eD0D取Z=8例10-4:Fa=FE＋FR=2.8FE=11.3kN一鋼制液壓油缸,油缸壁厚為10mm,油壓p=1.6Mpa,D=160mm,試計算其上蓋的螺栓聯(lián)接和螺栓分布圓直徑D0(p.143、P.145)解:取d=16mm,其d1=13.835mm＞12.6mm→合適取S=3(表10-7)(不嚴格控制預緊力)→合適作業(yè):10-11P.158(油缸壁厚為18mm)D0=D+2C1+2×10=224mm(與書不同220)取C1min=22mm手冊p.17螺栓間距L=π·D0/Z=π×224/8≈88mm＜7d=7×16=112mm(P.143頁的腳注)→滿足要求C1eD0D手冊p.126(4)結構設計:(螺栓分布圓直徑D0－圖10-9aP.137)1.松螺栓聯(lián)接:→裝配時不預緊→聯(lián)接不受力→工作時受軸向載荷Fa

2.緊螺栓聯(lián)接→復合應力(拉、扭)1)受橫向工作載荷F→不松不滑→預緊力F0(軸)足夠大F0≥C·F/m·f不斷不潰→定螺栓d1普通螺栓聯(lián)接:

2)受軸向工作載荷FE:螺栓總拉力Fa:Fa=F0+Kb/(Kb+KC)·FE工件殘余預緊力FR:FR=F0－KC/(Kb+KC)·FE＞0求FE→定FR→求Fa→強度定d→結構設計已知F求d:求F0(不滑)→定d(強度)已知d求F:求F0(強度)→定F(不滑)小結：1.按剪切強度2.按擠壓強度:2.許用應力與應力(靜、變)有關;

[σP]與材料(鋼、鑄鐵)有關。表10－6p.145→聯(lián)接受擠壓,螺栓受剪切注意：1.d0－光桿直徑，d0＞dLmin－桿孔最小接觸長度鉸制孔螺栓聯(lián)接§10-8提高螺栓聯(lián)接強度的措施

P.146前言:螺栓聯(lián)接強度螺栓┌靜載荷→└變載荷→(一)降低螺栓總拉伸載荷Fa的變化范圍(二)改善螺紋牙間的載荷分布(三).減小應力集中(四)采用提高強度的工藝措施較少破壞疲勞破壞→截面小、且應力集中大→破壞位置圖10-24→螺栓強度→措施┌螺栓└被聯(lián)接件65％20％15％當FE由(0～FE)→→要使σa↓→kb/(kb+kC)↓→kb↓kC↑1)減小kb→2)增大kC→減小螺栓光桿直徑,空心螺桿(圖10-25)

不宜用軟墊片圖10-271.減小kb/(kb＋kC)→但FR減小→不利密封2.減小kb/(kb＋kC)＋增大F0→σa↓，FR不減小Fa由(F0～)變化(一)降低螺栓總拉伸載荷Fa的變化范圍→σa↓FR=F0－FE·kC/(kb＋kC)(二)改善螺紋牙間的載荷分布P.146現象:螺紋牙間的載荷分布不均←螺栓螺母受力性質不同→1/3載荷集中在第一圈牙上→第8～10牙不受力→增厚螺母無效。使受壓螺母→受拉螺母圖10-28→改善螺紋牙間的載荷分布65％破壞發(fā)生在螺母支承面處原因:措施:65％20％15％支承面平行→加工球形墊片凸臺凹坑→魚眼坑1.減小應力集中：2.減少聯(lián)接附加彎曲應力┌增大過渡圓角└螺紋收尾→退刀槽(卸載槽)(三).減小應力集中:P.147(圖10-29～圖10-31)(四)采用提高強度的工藝措施:p.148第21.冷鐓螺栓頭部和滾壓螺紋①疲勞強度↑(應力集中↓,纖維未切斷,冷作)②材料利用率↑,成本↓2.氰化,氮化,噴丸處理→疲勞強度↑TT§10-9螺旋傳動:

P.148（要求高效率→梯形、鋸齒形、矩形→多線）傳遞動力調整零件間相對位置螺旋副→傳動實現

將回轉運動→直線運動→傳導→傳力→調整按┌傳導螺旋→傳遞運動為主,高的運動精度用│傳力螺旋→傳力為主,以小T→大的軸向力Fa途└調整螺旋→調整零件間相對位置→細牙M

按

┌滑動螺旋→η=0.3～0.4，簡單，精度低摩擦│滾動螺旋→η＞0.9，復雜→高精度、高效性質└靜壓螺旋／1.降速比大2.可具自鎖性

3.機械利益大Ｔ1＝Fatg(φ＋ρ′)d2/2

4.結構簡單,傳動平穩(wěn),噪音低,5.磨損大,η低一.類型:二．特點：小結:1.螺紋主要參數及分類，螺紋聯(lián)接基本類型。2.螺旋副→聯(lián)接(可靠)、傳動(效率高)→參數、牙型的選擇。自鎖條件、效率計算及影響因素。3.螺紋聯(lián)接的擰緊目的及防松方法。4.螺栓聯(lián)接的強度計算(普通)5.提高螺栓聯(lián)接強度的措施1.螺旋副的用途→自鎖條件及影響因素2.螺紋聯(lián)接基本類型聯(lián)接(可靠)、傳動(效率高)

效率計算及影響因素(α大、φ小→單線)螺紋牙型及選擇(α小、φ大→多線)(M→聯(lián)接;Tr、S、矩→傳動)普通螺栓聯(lián)接:鉸制孔用螺栓聯(lián)接3.聯(lián)接要求(緊聯(lián)接):聯(lián)接螺栓緊聯(lián)接松聯(lián)接(聯(lián)接受)→軸橫,→軸→橫4.螺栓聯(lián)接強度計算的設計準則:→不松不滑→不斷不潰在聯(lián)接不松滑的前提下,螺栓桿不破壞5.緊聯(lián)接與松聯(lián)接（普）螺栓受力區(qū)別:扭?6.普通螺栓聯(lián)接強度計算:松聯(lián)接:緊聯(lián)接:裝配時:工作時:擰┌螺栓緊└工件→復合應力考慮扭剪應力1.31)不松不滑→預緊力F0橫向F:軸向載荷FE:2)不斷不潰→定螺栓d1F0≥C·F/m·f螺栓總拉力Fa;工件殘余預緊力FR擰緊→后(普通)不預緊→不受力→受軸向載荷Fa(拉)

(壓)＞0→拉Fa＋扭T1MagneticResonanceImaging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)現磁共振現象BlochPurcell1971發(fā)現腫瘤的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永磁商用磁共振設備中國安科

2003諾貝爾獎金LauterburMansfierd時間MR成像基本原理實現人體磁共振成像的條件:人體內氫原子核是人體內最多的物質。最易受外加磁場的影響而發(fā)生磁共振現象(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，使之形成磁共振現象信號接收裝置：各種線圈計算機系統(tǒng)：完成信號采集、傳輸、圖像重建、后處理等

人體內的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下，H核進動雜亂無章，磁性相互抵消zMyx進入靜磁場后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負方向），正負方向的磁矢量相互抵消后，少數正向排列（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C:90度脈沖對磁化矢量的作用。即M以螺旋運動的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中，產生能量

三、弛豫（Relaxation）回復“自由”的過程

1.

縱向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢復，“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恢復到M0的2/3所需的時間

T1愈小、M0恢復愈快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加權成像、T2加權成像

所謂的加權就是“突出”的意思

T1加權成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別

T2加權成像（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準圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標準圖像.T1的長度在數百至數千毫秒（ms）范圍T2值的長度在數十至數千毫秒（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構的信號表現，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－－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→相應層面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋進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旋進頻率不同位置不同（相位不同）〈三〉空間定位及傅立葉轉換

GZ----某一層面產生MXYGX----MXY旋進頻率不同

GY----MXY旋進相位不同（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)、磁共振檢查技術檢查技術產生圖像的序列名產生圖像的脈沖序列技術名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MR最常用的技術是：多層、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技術磁共振掃描時間參數：TR、TE磁共振掃描還有許多其他參數：層厚、層距、層數、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）反轉恢復（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）關節(jié)運動分析是一種成像技術而非掃描序列自旋回波（SE）必掃序列圖像清晰顯示解剖結構目前只用于T1加權像快速自旋回波（FSE）必掃序列成像速度快多用于T2加權像梯度回波（GE）成像速度快對出血敏感T2加權像水抑制反轉恢復（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恢復（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張超高空間分辨率掃描任意方位重建窄間距重建技術大大提高對小器官、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的設備一、信號的產生、探測接受1.磁體（Magnet）:靜磁場B0（Tesla,T）→組織凈磁矩M0

永磁型（permanentmagnet）常導型（resistivemagnet）超導型（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模轉換、計算機，等等；MRI技術的優(yōu)勢1、軟組織分辨力強（判斷組織特性）2、多方位成像3、流空效應（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MRI技術的禁忌證和限度1.禁忌證

體內彈片、金屬異物各種金屬置入：固定假牙、起搏器、血管夾、人造關節(jié)、支架等危重病人的生命監(jiān)護系統(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）費用昂貴多數MR機檢查時間較長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壁及各種導線，防止病人灼傷。3.紋身（紋眉）、化妝品、染發(fā)等應事先去掉，因其可能會引起灼傷。4.病人應帶耳塞，以防聽力損傷。掃描注意事項顱腦MRI適應癥顱內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、外傷性顱內血腫等感染性疾病腦膿腫、化膿性腦膜炎、病毒性腦炎、結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適應證1.腫瘤性病變椎管類腫瘤（髓內、髓外硬膜內、硬膜外），椎骨腫瘤（轉移性、原發(fā)性）2.炎癥性疾病脊椎結核、骨髓炎、椎間盤感染、硬膜外膿腫、蛛網膜炎、脊髓炎等3.外傷骨折、脫位、椎間盤突出、椎管內血腫、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適應證呼吸系統(tǒng)對縱隔及肺門區(qū)病變顯示良好，對肺部結構顯示不如CT。胸廓入口病變及其上下比鄰關系縱隔腫瘤和囊腫及其與大血管的關系其他較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，應用不廣腹部MRI適應證主要用于部分實質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直腸腫瘤骨與關節(jié)MRI適應證X線及CT的后續(xù)檢查手段－－鈣質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.結構復雜關節(jié)的損傷（膝、髖關節(jié)）3.形狀復雜部位的檢查（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合理應用抗菌藥物預防手術部位感染概述外科手術部位感染的2/3發(fā)生在切口醫(yī)療費用的增加病人滿意度下降導致感染、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，將產生嚴重后果外科手術部位感染占院內感染的14%～16%，僅次于呼吸道感染和泌尿道感染，居院內感染第3位嚴重手術部位的感染——病人的災難，醫(yī)生的夢魘

預防手術部位感染（surgicalsiteinfection,SSI)

手術部位感染的40%–60%可以預防圍手術期使用抗菌藥物的目的外科醫(yī)生的困惑★圍手術期應用抗生素是預防什么感染？★哪些情況需要抗生素預防？★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診斷標準——切口淺部感染

指術后30天內發(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：縫線膿點及戳孔周圍感染不列為手術部位感染二、SSI診斷標準——切口深部感染

指術后30天內（如有人工植入物則為術后1年內）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.臨床或經手術或病理組織學或影像學診斷，發(fā)現切口深部有膿腫

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，應列為深部感染

二、SSI診斷標準—器官／腔隙感染

指術后30天內（如有人工植入物★則術后1年內）、發(fā)生在手術曾涉及部位的器官或腔隙的感染，通過手術打開或其他手術處理，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.經手術或病理組織學或影像學診斷器官/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、人工關節(jié)等二、SSI診斷標準—器官／腔隙感染

不同種類手術部位的器官/腔隙感染有：

腹部：腹腔內感染（腹膜炎，腹腔膿腫）生殖道：子宮內膜炎、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例手術中，發(fā)生SSI3151例，占4.22%中國？SSI占院內感染的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：非腹部手術為2%～5%腹部手術可高達20%SSI與病人：入住ICU的機會增加60%再次入院的機會是未感染者的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%手術類別手術數SSI數感染率(%)小腸手術6466610.2大腸手術7116919.7子宮切除術71271722.4肝、膽管、胰手術1201512.5膽囊切除術8222.4不同種類手術的SSI發(fā)生率：三、SSI的發(fā)生率手術類別SSI數SSI類別（%）切口淺部切口深部器官/腔隙小腸手術6652.335.412.3大腸手術69158.426.315.3子宮切除術17278.813.57.6骨折開放復位12379.712.28.1不同種類手術的SSI類別：三、SSI的發(fā)生率延遲愈合疝內臟膨出膿腫，瘺形成。需要進一步處理這里感染將導致:延遲愈合疝內臟膨出膿腫、瘺形成需進一步處理四、SSI的后果四、SSI的后果在一些重大手術，器官/腔隙感染可占到1/3。SSI病人死亡的77%與感染有關，其中90%是器官/腔隙嚴重感染

——InfectControlandHospEpidemiol,1999,20(40:247-280SSI的死亡率是未感染者的2倍五、導致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、已有細菌定植、免疫低下、低氧血癥五、導致SSI的危險因素（2）術前因素：術前住院時間過長用剃刀剃毛、剃毛過早手術野衛(wèi)生狀況差（術前未很好沐浴）對有指征者未用抗生素預防五、導致SSI的危險因素（3）手術因素：手術時間長、術中發(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中低血壓、大量輸血刷手不徹底、消毒液使用不當器械敷料滅菌不徹底等手術特定時間是指在大量同種手術中處于第75百分位的手術持續(xù)時間其因手術種類不同而存在差異超過T越多，SSI機會越大五、導致SSI的危險因素（4）SSI危險指數（美國國家醫(yī)院感染監(jiān)測系統(tǒng)制定）：病人術前已有≥3種危險因素污染或污穢的手術切口手術持續(xù)時間超過該類手術的特定時間（T）

（或一般手術＞2h)六、預防SSI干預方法根據指南使用預防性抗菌藥物正確脫毛方法縮短術前住院時間維持手術患者的正常體溫血糖控制氧療抗菌素的預防/治療預防

在污染細菌接觸宿主手術部位前給藥治療

在污染細菌接觸宿主手術部位后給藥

防患于未然六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用117預防和治療性抗菌素使用目的：清潔手術：防止可能的外源污染可染手術：減少粘膜定植細菌的數量污染手術：清除已經污染宿主的細菌六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用118需植入假體，心臟手術、神外手術、血管外科手術等六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用預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）但存在感染風險六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用外科預防性抗生素的應用：預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、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用預防性抗菌素顯示有效的手術有：婦產科手術胃腸道手術(包括闌尾炎)口咽部手術腹部和肢體血管手術心臟手術骨科假體植入術開顱手術某些“清潔”手術六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用外科預防性抗生素的應用：預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、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用

理想的給藥時間？目前還沒有明確的證據表明最佳的給藥時機研究顯示：切皮前45～75min給藥，SSI發(fā)生率最低，且不建議在切皮前30min內給藥影響給藥時間的因素:所選藥物的代謝動力學特性手術中污染發(fā)生的可能時間病人的循環(huán)動力學狀態(tài)止血帶的使用剖宮產細菌在手術傷口接種后的生長動力學

手術過程

012345671hr2hrs6hrs1day3-5days細菌數logCFU/ml六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用124術后給藥，細菌在手術傷口接種的生長動力學無改變

手術過程抗生素血腫血漿六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用Antibioticsinclot

手術過程

血漿中抗生素予以抗生素血塊中抗生素血漿術前給藥，可以有效抑制細菌在手術傷口的生長六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用126ClassenDC,etal..NEnglJMed1992;326:281切開前時間切開后時間予以抗生素切開六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用不同給藥時間，手術傷口的感染率不同NEJM1992;326:281-6投藥時間感染數（%）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手術前（切皮前45-75min)170810(0.9%)1.0圍手術期（切皮后3h內）2824(1.4%)2.4(0.9-7.9) 2.1手術后（切皮3h以上）48816(3.3%)5.8(2.6-12.3)

5.8全部284744(1.5%)似然比病人數六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用結論：抗生素在切皮前45-75min或麻醉誘導開始時給藥，預防SSI效果好128六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用切口切開后，局部抗生素分布將受阻必須在切口切開前給藥?。。】咕貞谇衅で?5～75min給藥六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用外科預防性抗生素的應用：預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、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用抗生素的選擇原則：各類手術最易引起SSI的病原菌及預防用藥選擇六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用

手術最可能的病原菌預防用藥選擇膽道手術革蘭陰性桿菌，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、直腸手術革蘭陰性桿菌，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革蘭陰性桿菌頭孢呋辛；環(huán)丙沙星婦產科手術革蘭陰性桿菌，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（可單藥應用）注:各種手術切口感染都可能由葡萄球菌引起六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用外科預防性抗生素的應用：預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、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用單次給藥還是多次給藥？沒有證據顯示多次給藥比單次給藥好傷口關閉后給藥沒有益處多數指南建議24小時內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時間延長或術中出血量較大時可重復給藥細菌污染定植感染一次性用藥用藥24h用藥4872h數小時從十數小時到數十小時六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用用藥時機不同，用藥期限也應不同短時間預防性應用抗生素的優(yōu)點：六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用減少毒副作用不易產生耐藥菌株不易引起微生態(tài)紊亂減輕病人負擔可以選用單價較高但效果較好的抗生素減少護理工作量藥品消耗增加抗菌素相關并發(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、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用延長抗菌素使用的缺點：六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用外科預防性抗生素的應用：預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、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用應靜脈給藥，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-內酰胺類抗生素半衰期為12h，若手術超過３４h，應給第２個劑量，必要時還可用第３次可能有損傷腸管的手術，術前用抗菌藥物準備腸道局部抗生素沖洗創(chuàng)腔或傷口無確切預防效果，不予提倡不應將日常全身性應用的抗生素應用于傷口局部（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)局部應用可能有一定益處六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用不提倡局部預防應用抗生素：時機不當時間太長選藥不當，缺乏針對性六、預防SSI干預方法

——抗菌藥物的應用預防用藥易犯的錯誤：在開刀前45-75min之內投藥按最新臨床指南選藥術后24小時內停藥擇期手術后一般無須繼續(xù)使用抗生素大量對比研究證明，手術后繼續(xù)用藥數次或數天并不能降低手術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次或數次小結預防SSI干預方法

——正確的脫毛方法用脫毛劑、術前即刻備皮可有效減少SSI的發(fā)生手術部位脫毛方法與切口感染率的關系：備皮方法 剃毛備皮 5.6%

脫毛0.6%備皮時間 術前24小時前 ＞20%

術前24小時內 7.1%

術前即刻 3.1%方法/時間 術前即刻剪毛 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)現磁共振現象BlochPurcell1971發(fā)現腫瘤的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永磁商用磁共振設備中國安科

2003諾貝爾獎金LauterburMansfierd時間PART02MR成像基本原理實現人體磁共振成像的條件:人體內氫原子核是人體內最多的物質。最易受外加磁場的影響而發(fā)生磁共振現象(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，使之形成磁共振現象信號接收裝置：各種線圈計算機系統(tǒng)：完成信號采集、傳輸、圖像重建、后處理等

人體內的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下，H核進動雜亂無章，磁性相互抵消zMyx進入靜磁場后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負方向），正負方向的磁矢量相互抵消后，少數正向排列（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C:90度脈沖對磁化矢量的作用。即M以螺旋運動的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中，產生能量

三、弛豫（Relaxation）回復“自由”的過程

1.

縱向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢復，“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恢復到M0的2/3所需的時間

T1愈小、M0恢復愈快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加權成像、T2加權成像

所謂的加權就是“突出”的意思

T1加權成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別

T2加權成像（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準圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標準圖像.T1的長度在數百至數千毫秒（ms）范圍T2值的長度在數十至數千毫秒（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構的信號表現，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－－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→相應層面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋進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旋進頻率不同位置不同（相位不同）〈三〉空間定位及傅立葉轉換

GZ----某一層面產生MXYGX----MXY旋進頻率不同

GY----MXY旋進相位不同（不影響MXY大?。?/p>

↓某一層面不同的體素，有不同頻率、相位

M