第一章 檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)基礎(chǔ)

檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)教師：馬忠麗辦公地點(diǎn)：31號(hào)教學(xué)樓307實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：31-301-1室電話：82519403,130399974272023/7/301課程主要目的了解常用傳感器的工作原理掌握常用傳感器的應(yīng)用電路學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)和調(diào)試常用傳感器信號(hào)調(diào)理電路學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)和調(diào)試常用信號(hào)檢測(cè)電路了解測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法2023/7/302課程主要內(nèi)容檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)基礎(chǔ)理論。溫度、壓力、流量、物位等初級(jí)傳感器的工作原理及應(yīng)用。電阻式傳感器的工作原理及應(yīng)用。電阻式傳感器的信號(hào)調(diào)理電路。變電抗式和磁電式傳感器的工作原理及應(yīng)用。變電抗式和磁電式傳感器的信號(hào)調(diào)理電路。有源傳感器工作原理及應(yīng)用。數(shù)字式傳感器工作原理及應(yīng)用。其它常用信號(hào)調(diào)理電路,括：阻抗匹配電路，諧振電路等。2023/7/303課程主要參考書籍

馬忠麗.信號(hào)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)技術(shù)[M].黑龍江教育出版社,2008.6.高延濱.檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)[M].黑龍江教育哈爾濱工程大學(xué)出版社,2007.6.顏本慈.自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)[M].北京:國(guó)防工業(yè)出社,1994.1.王仲生.智能檢測(cè)與控制技術(shù)[M].西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社,2002.9.常健生.檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.5.王家楨等.傳感器與變送器[M].北京:清華大學(xué)出版2023/7/304課程主要參考網(wǎng)站

../jc//auto/ckcg/jxzy/ckzl.asp/csjs/Course/Index.htm2023/7/305課程考核辦法30%平時(shí)：到課、作業(yè)、課堂問答70%期末考試2023/7/306第一章檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)理論基礎(chǔ)主要內(nèi)容：緒論測(cè)量與測(cè)量方法檢測(cè)儀表測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理（自學(xué)）傳感器知識(shí)概述2023/7/307重點(diǎn)和難點(diǎn)：信號(hào)分類與特征檢測(cè)儀表基本性能測(cè)量誤差估計(jì)與處理傳感器性能及構(gòu)成2023/7/3081.1緒論1.1.1課程主要內(nèi)容

什么是檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)？檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)：是自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)和自動(dòng)轉(zhuǎn)換技術(shù)的總稱，是以研究自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)中的信息提取、信息轉(zhuǎn)換、信號(hào)處理以及信息傳輸?shù)睦碚摵图夹g(shù)為主要內(nèi)容的一門應(yīng)用技術(shù)學(xué)科。2023/7/309信息提取：是指從自然界諸多的被測(cè)量（物理量、化學(xué)量、生物量與社會(huì)量）中提取出有用的信息（一般是電信號(hào)），以便組成自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。信息轉(zhuǎn)換：是將所提取出的有用信息進(jìn)行電量形式、幅值、功率等的轉(zhuǎn)換，為了適應(yīng)下一單元的需要和滿足精確度的需要。在此需要對(duì)信息提取及轉(zhuǎn)換過程中引入的干擾進(jìn)行補(bǔ)償。信息處理：視輸出環(huán)節(jié)的需要，可將變換后的電信號(hào)進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算（求均值、極值等）、模擬量-數(shù)字量變換等處理。信息傳輸：在排除干擾的情況下經(jīng)濟(jì)地、準(zhǔn)確無誤地把信息進(jìn)行遠(yuǎn)、近距離的傳遞。2023/7/3010被測(cè)對(duì)象傳感器信號(hào)調(diào)理信號(hào)轉(zhuǎn)換微處理器信號(hào)轉(zhuǎn)換信號(hào)調(diào)理執(zhí)行器被控對(duì)象顯示器存貯記錄數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)分析遠(yuǎn)程傳輸?shù)湫蜋z測(cè)與轉(zhuǎn)換系統(tǒng)基本組成2023/7/3011

檢測(cè)技術(shù)是進(jìn)行各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究和生產(chǎn)過程參數(shù)測(cè)量必不可少的手段，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位和作用。1.1.2檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)應(yīng)用2023/7/3012汽車中的檢測(cè)技術(shù)：2023/7/3013鼠標(biāo):光電位移傳感器攝象頭:CCD傳感器聲位筆:超聲波傳感器麥克風(fēng):電容傳聲器聲卡:A/D卡+D/A卡計(jì)算機(jī)中的檢測(cè)技術(shù)：2023/7/3014日常生活中的檢測(cè)技術(shù)(????)

家用電器：數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)：自動(dòng)對(duì)焦---紅外測(cè)距傳感器數(shù)字體溫計(jì)：接觸式---熱敏電阻，非接觸式---紅外傳感器自動(dòng)感應(yīng)燈：亮度檢測(cè)---光敏電阻空調(diào)、冰箱、電飯煲：溫度檢測(cè)---熱敏電阻、熱電偶電話、麥克風(fēng)：話音轉(zhuǎn)換---駐極電容傳感器遙控接收：紅外檢測(cè)---光敏二極管、光敏三極管辦公商務(wù)：可視對(duì)講、可視電話：圖像獲取---面陣CCD掃描儀：文檔掃描---線陣CCD紅外傳輸數(shù)據(jù)：紅外檢測(cè)---光敏二極管、光敏三極管醫(yī)療衛(wèi)生：電子血壓計(jì)：血壓檢測(cè)---壓力傳感器血糖測(cè)試儀、膽固醇檢測(cè)儀---離子傳感器2023/7/3015檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)應(yīng)用實(shí)例Pipelinetesting

長(zhǎng)輸油管道內(nèi)部缺陷檢測(cè)2023/7/3016

a)普通磁鐵磁場(chǎng)分b)管道壁無缺陷時(shí)磁場(chǎng)分布c)管道壁有缺陷時(shí)磁場(chǎng)分布圖漏磁通形成原理圖MFL（Magneticfluxleakage）檢測(cè)技術(shù)：2023/7/3017管道內(nèi)部缺陷檢測(cè)信息流圖2023/7/3018管道缺陷霍爾傳感器信號(hào)調(diào)理及轉(zhuǎn)換電路微處理器缺陷識(shí)別數(shù)據(jù)存儲(chǔ)特征提取數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)傳輸壓力傳感器角度傳感器里程儀管道壓力檢測(cè)器旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)器行進(jìn)距離加速度儀檢測(cè)器運(yùn)行速度離計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)融合圖漏磁法用于管道內(nèi)部缺陷檢測(cè)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2023/7/3019漏磁分布b)模型c)實(shí)物圖檢測(cè)器實(shí)物圖2023/7/30201.2測(cè)量與測(cè)量方法

1.2.1工業(yè)檢測(cè)技術(shù)涉及內(nèi)容

熱工量：機(jī)械量：幾何量：物體的性質(zhì)和成分量：狀態(tài)量：電工量（電工學(xué)學(xué)習(xí)）：2023/7/30211.靜態(tài)信號(hào)和動(dòng)態(tài)信號(hào)1.2.2信號(hào)分類與特征根據(jù)信號(hào)不同特點(diǎn)，可將信號(hào)分為：靜態(tài)信號(hào)和動(dòng)態(tài)信號(hào)，確定性信號(hào)和非確定性信號(hào)、周期信號(hào)與非周期信號(hào)、連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào)、功率信號(hào)和能量信號(hào)等。一信號(hào)分類2023/7/30222.確定性信號(hào)和非確定性信號(hào)(隨機(jī)信號(hào))

動(dòng)態(tài)信號(hào)確定性信號(hào)隨機(jī)信號(hào)周期信號(hào)非周期信號(hào)平穩(wěn)信號(hào)非平穩(wěn)信號(hào)簡(jiǎn)諧信號(hào)復(fù)雜周期信號(hào)準(zhǔn)周期信號(hào)瞬變信號(hào)2023/7/3023簡(jiǎn)諧信號(hào)(Harmonicsignal)

（正弦或余弦）:

3.周期信號(hào)和非周期信號(hào)確定性信號(hào)可以分為周期信號(hào)（Periodicsignal）和非周期信號(hào)（Non-periodicsignal）兩類。1）.周期信號(hào)2023/7/3024復(fù)雜周期信號(hào)(Complexperiodicsignal)：由兩個(gè)或兩個(gè)以上的簡(jiǎn)諧信號(hào)疊加而成。它具有一個(gè)最長(zhǎng)的基本重復(fù)周期，與該基本周期頻率一致的諧波稱為基波，其他頻率為基波整數(shù)倍的諧波稱為高次諧波。可表示為：2023/7/3025準(zhǔn)周期信號(hào)(Quasi-periodicsignal)：由一些不同頻率的簡(jiǎn)諧信號(hào)合成，可用下式描述：瞬變信號(hào)(Transientsignal)

：指沖擊信號(hào)或持續(xù)時(shí)間很短的衰減信號(hào)。2）非周期信號(hào)非周期信號(hào)是指在時(shí)間上永遠(yuǎn)不會(huì)重復(fù)的信號(hào)。非周期信號(hào)又分為準(zhǔn)周期信號(hào)和瞬變信號(hào)。2023/7/3026復(fù)雜周期信號(hào)與準(zhǔn)周期信號(hào)區(qū)別是什么？下面信號(hào)分別是什么信號(hào)？為什么？作業(yè)一2023/7/30274.連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào)1）連續(xù)信號(hào)（Continuoussignal）：是指除個(gè)別不連續(xù)點(diǎn)外，信號(hào)在所討論的時(shí)間段內(nèi)的任意時(shí)間點(diǎn)都有確定的函數(shù)值。模擬信號(hào)連續(xù)信號(hào)2023/7/3028量化信號(hào)2023/7/30292）離散信號(hào)（Discretesignal）：信號(hào)只在離散時(shí)間瞬間才有定義。也常稱為序列。此處“離散”是指在某些不連續(xù)的時(shí)間瞬間給出函數(shù)值，在其它時(shí)間沒有定義。2023/7/3030二信號(hào)特征1.周期信號(hào)特征

1）周期性信號(hào)分解：

結(jié)論：周期信號(hào)可以由一個(gè)常值分量和無窮多個(gè)不同幅值和相角的余弦波（或正弦波）疊加而成。

2023/7/3031傅里葉級(jí)數(shù)系數(shù)之間的關(guān)系2023/7/30322）周期性信號(hào)頻譜信號(hào)的幅度頻譜：信號(hào)的相位頻譜：幅度譜和相位譜通稱為信號(hào)頻譜。周期信號(hào)的頻譜實(shí)際上就是它的直流、基波、以及各個(gè)諧波分量的幅度和相位隨頻率的分布情況，或者說是它的各種頻率分量的分布情況。

幅度譜和相位譜頻譜圖：2023/7/3033頻帶：原始信號(hào)的能量一般集中在頻率較低范圍內(nèi)。頻譜中該有效頻率范圍稱為信號(hào)的頻帶。(1)離散性。(2)諧波性。(3)收斂性。2023/7/30343）周期信號(hào)的對(duì)稱性與傅里葉系數(shù)

當(dāng)周期信號(hào)具有某種對(duì)稱性時(shí)，在傅里葉級(jí)數(shù)展開過程中，傅里葉系數(shù)的計(jì)算大為簡(jiǎn)化。2023/7/3035作業(yè)二求圖所示方波信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)：2023/7/3036畫出下列時(shí)域圖對(duì)應(yīng)的頻譜圖：作業(yè)三2023/7/30372.非周期信號(hào)特征

周期信號(hào)T增加，譜線間隔變小，頻譜線變密，各分量振幅減小，但頻譜形狀不變。當(dāng)T→∞，每個(gè)頻率分量幅度變?yōu)闊o窮小，而頻率分量有無窮多個(gè)。周期信號(hào)的離散頻譜變?yōu)榉侵芷谛盘?hào)的連續(xù)頻譜。2023/7/3038非周期信號(hào)存在傅里葉變換的條件需要滿足下列狄里赫利條件：

1．信號(hào)x(t)絕對(duì)可積，即

按

所以

存在傅里葉變換。2．在任意有限區(qū)間內(nèi)，信號(hào)x(t)只有有限個(gè)最大值和最小值。3．在任意有限區(qū)間內(nèi)，信號(hào)x(t)，僅有有限個(gè)不連續(xù)點(diǎn)，而且在這些點(diǎn)都必須是有限值。上列第一條是充分條件但不一定必要，第二、三條是必要條件量不充分。2023/7/3039傅里葉變換對(duì)表明：信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式和頻域表達(dá)式可以相互轉(zhuǎn)化。如果知道了信號(hào)的時(shí)域表達(dá)式，則可以通過傅里葉變換在頻率域來描述；反之，如果知道了信號(hào)的頻域表達(dá)式，則可以通過傅里葉反變換在時(shí)間域來描述。是一個(gè)信號(hào)在不同域中的表達(dá)式。2023/7/3040作業(yè)四求單位沖激函數(shù)δ(t)的頻譜。注：?jiǎn)挝粵_激函數(shù)δ(t)也稱狄拉克函數(shù)或δ函數(shù)，其定義是：在t≠0時(shí)，函數(shù)值均為0；在t=0處，函數(shù)值為無窮大，而脈沖面積為1。2023/7/30411.2.3測(cè)量的概念測(cè)量是一切科學(xué)的開始——門捷列夫2023/7/3042

利用各種物理、化學(xué)效應(yīng)，選擇合適的方法與裝置，將生產(chǎn)、科研、生活等各方面的有關(guān)信息通過檢查與測(cè)量的方法，賦予定性或定量結(jié)果的過程。測(cè)量定義：平衡、比較、讀數(shù)2023/7/3043測(cè)量過程用數(shù)學(xué)形式表述如下：上式中，x是被測(cè)量，u是所選定的被測(cè)量的單位，p在被選單位下的被測(cè)量的比值。測(cè)量過程中的三個(gè)重要因素是：測(cè)量單位（Measurementunit）測(cè)量方法（Measurementmethod）和測(cè)量器具（Measurementequipment）。2023/7/30441.2.3測(cè)量的方法一個(gè)測(cè)量過程要經(jīng)過比較、平衡、讀數(shù)三步來完成。在實(shí)際工作中，可采用多種測(cè)量方法：等精度測(cè)量和不等精度測(cè)量；直接測(cè)量和間接測(cè)量；接觸和非接觸測(cè)量；離線測(cè)量和在線測(cè)量；偏差測(cè)量、零位測(cè)量和微差測(cè)量；動(dòng)態(tài)測(cè)量和靜態(tài)測(cè)量。2023/7/3045等精度測(cè)量（Equallyaccuratemeasurement）：

在測(cè)量過程中，使影響測(cè)量誤差的各因素（環(huán)境條件、儀器儀表、測(cè)量人員、測(cè)量方法等）保持不變，對(duì)同一被測(cè)量在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行次數(shù)相同的重復(fù)測(cè)量。這種方法獲得的測(cè)量結(jié)果的可靠程度是相同的，常用于通常工程技術(shù)測(cè)量中。

不等精度測(cè)量（Nonequallyaccuratemeasurement）：在測(cè)量過程中，測(cè)量環(huán)境條件有部分不相同或全部不相同，如測(cè)量?jī)x器精度、重復(fù)測(cè)量次數(shù)、測(cè)量人員熟練程度等有了變化，這種方法獲得的測(cè)量結(jié)果的可靠程度顯然不同。

2023/7/3046偏差測(cè)量：用儀表指針相對(duì)于刻度尺的位移(偏差)的大小來直接表示被測(cè)量的數(shù)值。例：指針式儀表

零位測(cè)量：用儀表的指零機(jī)構(gòu)來衡量被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量是否處于平衡狀態(tài)。

例：天平稱重

微差測(cè)量：將偏差法和零位法組合起來的一種測(cè)量方法。

例：不平衡電橋測(cè)量電阻(應(yīng)變電阻的測(cè)量)

2023/7/3047直接測(cè)量：用事先分度(標(biāo)定)好的測(cè)量?jī)x表、量具對(duì)被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量

例：電子卡尺間接測(cè)量：用測(cè)量?jī)x表、量具測(cè)出與被測(cè)量有確定函數(shù)關(guān)系的其他幾個(gè)物理量，然后將測(cè)得的數(shù)值代入函數(shù)關(guān)系式，計(jì)算出所求的被測(cè)物理量。

例：阿基米德測(cè)量皇冠的比重2023/7/3048接觸式測(cè)量：測(cè)量?jī)x器直接與被測(cè)物體接觸

非接觸式測(cè)量：測(cè)量?jī)x器不與被測(cè)物體接觸

車載電子警察體溫計(jì)測(cè)溫2023/7/3049靜態(tài)測(cè)量：被測(cè)量隨時(shí)間不變化或緩慢變化動(dòng)態(tài)測(cè)量：被測(cè)值本身隨時(shí)間快速變化

地震測(cè)量振動(dòng)波形便攜式儀表可以顯示波形2023/7/3050離線測(cè)量（Offlinemeasurement）：測(cè)量人員在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)反復(fù)讀出一個(gè)或多個(gè)測(cè)量?jī)x表的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)記錄在有關(guān)表格或者存放到某些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)載體之后，再將這些數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理。

在線測(cè)量（Onlinemeasurement）：把測(cè)量?jī)x表測(cè)得的信號(hào)直接送入到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理、識(shí)別并給出檢測(cè)結(jié)果。

離線：產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)

在線：在流水線上，邊加工，邊檢驗(yàn)，可提高產(chǎn)品的一致性和加工精度。2023/7/3051自學(xué)?。。。?/p>

1.2.4測(cè)量誤差2023/7/30521.測(cè)量誤差來源有那些？2.按誤差出現(xiàn)的規(guī)律，測(cè)量誤差分哪幾類？3.舉例說明什么是系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、粗大誤差以及他們的特點(diǎn)。4.對(duì)某量進(jìn)行多次重復(fù)的等精度測(cè)量，測(cè)量次數(shù)為10次，在不考慮系統(tǒng)誤差和粗大誤差的情況下，測(cè)量結(jié)果如下，試求標(biāo)準(zhǔn)誤差和極限誤差，并寫出測(cè)量結(jié)果表達(dá)式。123.95,123.45,123.60,123.60,123.87,123.88,123.00,123.85,123.82,123.60作業(yè)五2023/7/3053偏差特別大彈著點(diǎn)接近正態(tài)分布彈著點(diǎn)均偏向右上側(cè)6.根據(jù)下圖說明誤差特點(diǎn)是什么？5.什么是測(cè)量的精確度？請(qǐng)從精確度角度說明下圖測(cè)量的特點(diǎn)？2023/7/30541.3.1檢測(cè)儀表的基本組成

1.檢測(cè)儀表通常由：傳感器、變換器、顯示器以及連接各環(huán)節(jié)的傳輸通道。1.3檢測(cè)儀表被測(cè)對(duì)象傳感器變換器顯示器傳感器：感受被測(cè)量變化。變換器：對(duì)傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行變換。顯示器：記錄顯示。傳輸通道：給各環(huán)節(jié)的輸入、輸出信號(hào)提供通路。2023/7/30551.3.2檢測(cè)儀表的基本性能1.量程：測(cè)量范圍的上限值和下限值的代數(shù)差

2.誤差：包括基本誤差和附加誤差

技術(shù)指標(biāo)：1)絕對(duì)誤差（Absoluteerror）：客觀真實(shí)值（未知）①約定真值：是一個(gè)接近真值的值，它與真值之差可忽略不計(jì)。實(shí)際測(cè)量中以在沒有系統(tǒng)誤差的情況下，足夠多次的測(cè)量值之平均值作為約定真值。

②相對(duì)真值：高一級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)器或儀表的示值為低一級(jí)儀表的示值的相對(duì)真值2023/7/3056思考1：某采購員分別在三家商店購買100kg大米、10kg蘋果、1kg巧克力，發(fā)現(xiàn)均缺少約0.5kg，但該采購員對(duì)賣巧克力的商店意見最大，是何原因？2023/7/30572)相對(duì)誤差:儀表指示值的絕對(duì)誤差與被測(cè)量的真值的比值.測(cè)量值x近似代替約定真值x0進(jìn)行計(jì)算：實(shí)際相對(duì)誤差（Actualrelativeerror）

示值相對(duì)誤差（Indicationrelativeerror）

2023/7/3058思考2：用高壓表測(cè)量1000v電壓，測(cè)得值為1005v；用電壓表測(cè)量100V電壓，測(cè)得值為105V；用溫度計(jì)測(cè)量200℃爐溫，測(cè)得值為205℃,試比較三種儀表的測(cè)量誤差。2023/7/30593）引用誤差（Quotederror）：儀表指示值絕對(duì)誤差與儀表量程B的比值：最大引用誤差：2023/7/30603.精度等級(jí)（Precisiongrade）：

工業(yè)儀表即以允許引用誤差值的大小來劃分精度等級(jí)，并規(guī)定用允許引用誤差去掉百分號(hào)(％)后的數(shù)字來表示精度等級(jí)。國(guó)家規(guī)定電工儀表精度等級(jí)分0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0七級(jí)。表儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)和基本誤差儀表在出廠檢驗(yàn)時(shí)，其示值的最大引用誤差不能超過規(guī)定的允許值，此值稱為允許引用誤差，記為Q。2023/7/3061一個(gè)精度等級(jí)為0.5級(jí)的電壓表，量程為0-300V，當(dāng)測(cè)量值分別為300V，200V，100V時(shí)，試求測(cè)量值的最大絕對(duì)誤差和示值相對(duì)誤差。作業(yè)六2023/7/30624)靈敏度（Sensitivity）與分辨力（Resolution）：靈敏度：指穩(wěn)態(tài)時(shí)儀表的單位輸入量變化所引起的輸出量的變化。儀表靈敏度高，精度可以提高，但過高的靈敏度會(huì)帶來讀數(shù)不穩(wěn)定的影響。

a)靜態(tài)特性曲線是直線b)靜態(tài)特性曲線不是直線圖儀表的靈敏度靜態(tài)特性曲線2023/7/3063分辨力：是指測(cè)量?jī)x表能夠檢測(cè)出被測(cè)信號(hào)最小變化量的能力。分辨率：分辨力除以儀表的滿度量程數(shù)字式儀表：一般認(rèn)為儀表最后一位所表示的數(shù)值就是它的分辨力思考3：右圖所示的數(shù)字式溫度計(jì)分辨力是多少？2023/7/30645)遲滯性（Hysteresis）：指當(dāng)輸入量上升和下降時(shí)，對(duì)于同一輸入值的儀表兩相應(yīng)輸出示值之間的代數(shù)差。遲滯性表明儀表檢驗(yàn)時(shí)所得輸入量增大的上升曲線和返回的下降曲線出現(xiàn)的不重合現(xiàn)象。2023/7/30656)線性度（Linearity）：也稱為非線性誤差。當(dāng)儀表理論特性曲線為直線時(shí)，儀表實(shí)際特性曲線與理論特性曲線的符合程度。2023/7/3066例如：采用連接特性曲線上、下限值兩端點(diǎn)的直線作基準(zhǔn)，以特性曲線與端基直線之間的最大偏差值之比來衡量線性度，稱為端基線性度。

作圖法求端基直線線性度演示

1—擬合曲線（端基直線）2—實(shí)際特性曲線2023/7/3067例如：最小二乘線性度最小二乘法（又稱最小平方法）一種常用的數(shù)學(xué)方法。當(dāng)在試驗(yàn)觀測(cè)中獲得了自變量與因變量的若干個(gè)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)(xi,yi)時(shí),要找出一個(gè)已知類型的函數(shù)yLi=f(xi),使得yi和yLi偏差平方之和最小。最小二乘兩個(gè)缺陷：當(dāng)模型噪聲是有色噪聲時(shí)，最小二乘估計(jì)不是無偏、一致估計(jì)；隨著數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)，將出現(xiàn)所謂的“數(shù)據(jù)飽和”現(xiàn)象。針對(duì)這兩個(gè)問題，出現(xiàn)了相應(yīng)的辨識(shí)算法，如遺忘因子法、限定記憶法、偏差補(bǔ)償法、增廣最小二乘、廣義最小二乘、輔助變量法、二步法及多級(jí)最小二乘法等。2023/7/3068已知一組測(cè)量數(shù)據(jù)：x=1,2,3,4,5;y=500.6,442.4,428.6,370.1,343,1求其最小二乘線性度。要求：用c語言或Matlab編程求取。給出程序代碼和運(yùn)行結(jié)果。作業(yè)七2023/7/30697)漂移（Drift）：保持儀表輸入量不變時(shí)，輸出示值隨時(shí)間或溫度的改變而緩慢變化稱之為漂移。隨時(shí)間變化的漂移稱為時(shí)漂。隨環(huán)境溫度變化的漂移稱為溫漂。

8)可靠性（Reliability）:指儀表在規(guī)定工作條件下和規(guī)定工作時(shí)間內(nèi)，保持原有技術(shù)性能的能力。

**平均無故障時(shí)間MTBF(MeanTimeBetweenFailures)：是儀表連續(xù)運(yùn)行時(shí)發(fā)生一次故障的時(shí)間間隔的平均值。假設(shè)某儀表在90000h的運(yùn)行中發(fā)生了12次故障，則該儀表的MTBF為7500h。2023/7/30709)輸入阻抗與輸出阻抗:輸入阻抗（Inputimpedance）：儀表在輸出端接有額定負(fù)載時(shí)，輸入端所表現(xiàn)出來的阻抗。輸入阻抗大好。輸出阻抗（Outputimpedance）：儀表在輸入接有信號(hào)源的情況下，輸出端所表現(xiàn)的阻抗。輸出阻抗小好。阻抗匹配（Impedancematching）：負(fù)載阻抗與激勵(lì)源內(nèi)部阻抗互相適配，得到最大功率輸出的一種工作狀態(tài)。對(duì)于不同特性的電路，匹配條件是不一樣的。2023/7/30711.4傳感器知識(shí)概述1.4.1傳感器定義、組成及分類1．傳感器的概念能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。2．傳感器的組成電信號(hào)電參量中間量傳感元件轉(zhuǎn)換電路被測(cè)量敏感元件2023/7/3072例：測(cè)量壓力的電位器式壓力傳感器1-壓力彈簧管2-電位器3-指針4-齒輪

2023/7/30733.傳感器分類1-按輸入的物理量分類2-按轉(zhuǎn)換原理分類3-按信號(hào)轉(zhuǎn)換形式分類4-按輸出信號(hào)性質(zhì)分類5-按是否有外部激勵(lì)源分類

2023/7/30741.4.2傳感器特性

1-傳感器的靜態(tài)特性：表示傳感器在被測(cè)各個(gè)值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的輸出-輸入關(guān)系。指標(biāo)有：線性度、遲滯、重復(fù)性和靈敏度。

2-傳感器的動(dòng)態(tài)特性：是指?jìng)鞲衅鲗?duì)于隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。3-對(duì)傳感器的基本要求：線性度要好遲滯小重復(fù)性好靈敏度要高-信噪比越大越好響應(yīng)時(shí)間迅速頻率響應(yīng)范圍寬2023/7/30751.4.3傳感器功能材料

1．功能材料具有特定的光學(xué)、電學(xué)、聲學(xué)、磁學(xué)、熱學(xué)、力學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)功能及其相互轉(zhuǎn)化功能，并應(yīng)用于現(xiàn)代高新技術(shù)中的材料，統(tǒng)稱為功能材料。

功能材料的特點(diǎn)：用途上，常制成元器件，材料與器件一體化；在材料評(píng)價(jià)上，常以元件形式對(duì)其物理性能進(jìn)行評(píng)價(jià)；在生產(chǎn)制造上，是知識(shí)密集、多學(xué)科交叉、技術(shù)含量高的產(chǎn)品；在微觀結(jié)構(gòu)上，常有超純、超低缺陷密度、結(jié)構(gòu)高精度等特點(diǎn)。

2023/7/30762．傳感器功能材料在現(xiàn)代傳感器技術(shù)中，應(yīng)用較多的功能材料有：貴金屬材料、半導(dǎo)體材料（Semiconductor）、功能陶瓷材料（Functionalceramics）和功能高分子材料（Functionalpolymers）、納米材料（Nano）等。2023/7/3077表傳感器用半導(dǎo)體材料利用的物理現(xiàn)象相應(yīng)的元器件所用的材料壓阻效應(yīng)應(yīng)變片Si、Ge、GaP、InSbPN結(jié)的變化感壓二極管、三極管Si、Ge電阻變化熱敏電阻金屬氧化物、有機(jī)半導(dǎo)體、Si、Ge半導(dǎo)體與金屬間感應(yīng)電勢(shì)熱電偶BiTe6、Bi2Se2等光電效應(yīng)光敏電阻、光二極管、光三極管、光電池、CCDSe、Si、Ge、PbO、ZnO等霍爾效應(yīng)霍爾元件Si、Ge、InSb等磁阻效應(yīng)磁阻元件InSb、InAs、等2023/7/3078表功能陶瓷材料及其傳感器傳感器輸出效應(yīng)溫度傳感器電阻變化載體濃度的溫度變化半導(dǎo)體-金屬相轉(zhuǎn)移磁性變化鐵磁性-常性轉(zhuǎn)移電勢(shì)氧濃度電池位置、速度傳感器發(fā)射波的波形變化壓電效應(yīng)光傳感器電勢(shì)熱電效應(yīng)氣體傳感器電阻變化氣體熱傳導(dǎo)引起熱敏電阻溫度變化電勢(shì)高溫固體電解質(zhì)氧濃度電池電量庫侖滴定濕度傳感器電阻氧化半導(dǎo)體2023/7/3079納米（Nano）技術(shù)什么是納米？納米材料:納米粉末、納米纖維、納米膜、納米塊體等四類。

納米材料特性:表面與界面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)。納米材料在傳感器中的應(yīng)用納米技術(shù)為傳感器制作提供了許多新型的方法，例如研究對(duì)象向納米尺度過渡的MEMS（MicroelectromechanicalSystem）技術(shù)等。納米傳感器現(xiàn)已在生物、化學(xué)、機(jī)械、航空、軍事等方面獲得廣泛的發(fā)展。擴(kuò)展閱讀作業(yè)：請(qǐng)同學(xué)們自己查閱什么是：表面與界面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)?它們有什么應(yīng)用？2023/7/30801.4.4傳感器微細(xì)加工技術(shù)

1．微細(xì)加工技術(shù)概述微細(xì)加工技術(shù)是指加工微小尺寸零件的生產(chǎn)加工技術(shù)。

廣義上，微細(xì)加工包括各種傳統(tǒng)精密加工方法和非傳統(tǒng)加工方法方法。

狹義上，微細(xì)加工主要是指半導(dǎo)體集成電路制造技術(shù)。

2023/7/30812.微小尺寸加工特點(diǎn)1）精度的表示方法由于微小尺寸加工尺寸很小，精度用尺寸的絕對(duì)值來表示，即用取出的一塊材料的大小來表示，從而引入加工單位尺寸的概念。2）加工特征微細(xì)加工和超微細(xì)加工以分離或結(jié)合原子、分子為加工對(duì)象，以電子束、技工束、粒子束為加工基礎(chǔ)，采用沉積、刻蝕、濺射、蒸鍍等手段進(jìn)行各種處理。2023/7/30823.常用的微細(xì)加工技術(shù)1）光刻技術(shù)(Photolithography)2）蝕刻技術(shù)（Etchingtechnique）3）LIGA技術(shù)（是由德文Lithographie(光刻)、Galvanoformung(電鑄成形)和Abformung(注塑)這三個(gè)詞生成的縮寫詞）4）犧牲層技術(shù)5）外延生長(zhǎng)（Epitaxialtechnology）

6）特種微細(xì)加工技術(shù)：微細(xì)電火花加工、微細(xì)電解加工、微細(xì)超聲加工、微細(xì)激光成形加工等7）分子裝配技術(shù)2023/7/30831.4.5傳感器發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)代信息技術(shù)的三大基礎(chǔ)是信號(hào)的獲取、傳輸和處理技術(shù)。即傳感技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)。傳感器發(fā)展的動(dòng)向主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：1．開發(fā)新材料2．實(shí)現(xiàn)傳感器的數(shù)字化和智能化3．研制開發(fā)仿生傳感器4．傳感器的融合2023/7/3084本章結(jié)束了！

你學(xué)會(huì)什么了？2023/7/3085MagneticResonanceImaging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大小）

↓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.脊髓脫髓鞘疾病（如MS），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155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156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162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164ClassenDC,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166六、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