大型有限元軟件-第一講

大型有限元軟件張hangxionghust@華中科技大學(xué)工程計(jì)算與仿真研究所2010.9課程背景更為快速的交通工具更大規(guī)模的建筑物更大功率的發(fā)電裝置更為先進(jìn)的電子設(shè)備更為精密的機(jī)械設(shè)備

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)品技術(shù)性能預(yù)測(cè)與優(yōu)化設(shè)計(jì)分析產(chǎn)品的安全性、適用性、可靠性涉應(yīng)力場(chǎng)、溫度場(chǎng)、電磁場(chǎng)和聲場(chǎng)等要求計(jì)算機(jī)輔助工程CAE課程背景提高設(shè)計(jì)效率和縮短設(shè)計(jì)周期、減少設(shè)計(jì)成本；增強(qiáng)產(chǎn)品的可靠性；采用優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低材料的消耗或成本；在產(chǎn)品制造或工程施工前預(yù)先發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題；模擬各種試驗(yàn)方案，減少試驗(yàn)時(shí)間和經(jīng)費(fèi)；進(jìn)行機(jī)械事故分析，查找事故原因。

在工程實(shí)踐中，有限元分析軟件應(yīng)用使設(shè)計(jì)水平發(fā)生了質(zhì)的飛躍，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

ANSYSLS-DYNAABAQUSMARC常見(jiàn)大型有限元軟件融結(jié)構(gòu)、流體、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、聲場(chǎng)分析于一體的大型通用有限元分析軟件。在國(guó)內(nèi)各行業(yè)應(yīng)用十分廣泛，可以采用命令流APDL語(yǔ)言模式進(jìn)行建模和分析,在多場(chǎng)耦合分析具有過(guò)人之處。非線性計(jì)算能力較差，收斂速度較慢；巖土材料的本構(gòu)關(guān)系也很少。LSTC公司的LS-DYNA軟件長(zhǎng)于沖擊、接觸等非線性動(dòng)力分析。是一個(gè)通用顯式非線性動(dòng)力分析有限元程序。該軟件聲稱可以求解各種三維非線性結(jié)構(gòu)的高速碰撞、爆炸和金屬成型等接觸非線性、沖擊載荷非線性和材料非線性問(wèn)題。一套先進(jìn)的通用有限元系統(tǒng)，屬于高端CAE軟件。它長(zhǎng)于非線性有限元分析,可以分析復(fù)雜的固體力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)系統(tǒng)，特別是能夠駕馭非常龐大的復(fù)雜問(wèn)題和模擬高度非線性問(wèn)題。ABAQUS不但可以做單一零件的力學(xué)和多物理場(chǎng)的分析，同時(shí)還可以做系統(tǒng)級(jí)的分析和研究，其系統(tǒng)級(jí)分析的特點(diǎn)相對(duì)于其他分析軟件來(lái)說(shuō)是獨(dú)一無(wú)二的，但對(duì)爆炸與沖擊過(guò)程的模擬相對(duì)不如DYTRAN和LS-DYNA3D建模方便，非線性計(jì)算能力強(qiáng)，收斂速度快，大概比ANSYS快5～6倍；計(jì)算土和水的功能很強(qiáng)，提供了土的摩爾－庫(kù)侖模型（線性和非線性）、修正鄧肯－張模型和修正劍橋模型；計(jì)算混凝土的功能不夠強(qiáng)；摩擦分析能力不強(qiáng)

常見(jiàn)大型有限元軟件NASTRANADINACOSMOS它獨(dú)創(chuàng)有許多特殊解法,使得復(fù)雜的非線性問(wèn)題(如接觸,塑性及破壞等),具有快速且?guī)缀踅^對(duì)收斂的特性,還同時(shí)具有隱式和顯式兩種時(shí)間積分方法。且程式具有穩(wěn)定的自動(dòng)參數(shù)計(jì)算,用戶無(wú)需頭痛于調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)。另外值得一提的就是它有源代碼，我們可以對(duì)程序進(jìn)行改造，滿足特殊的需求。

大型通用結(jié)構(gòu)有限元分析軟件，一款具有高度可靠性的結(jié)構(gòu)有限元分析軟件。長(zhǎng)于線性有限元分析和動(dòng)力計(jì)算，因?yàn)楹蚇ASA(美國(guó)國(guó)家宇航局)的特殊關(guān)系，它在航空航天領(lǐng)域有著崇高的地位。

號(hào)稱求解速度最快的有限元軟件,但相對(duì)影響比較小，其研發(fā)者將保證收斂的迭代法，又稱做快速有限元法導(dǎo)入產(chǎn)品之中，使其對(duì)磁盤空間上的要求大幅降低，占用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存也大大減少，因此分析速度大幅加快，超越傳統(tǒng)甚多。

DytranAdams

Deform常見(jiàn)大型有限元軟件MSC公司開(kāi)發(fā)的沖擊碰撞分析軟件。具有物質(zhì)流動(dòng)算法和流固耦合算法。在同類軟件中，其在爆炸分析、高速侵徹等高度非線性、流固耦合方面有獨(dú)特之處。機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析軟件，材料均為剛體，不考慮其變形。對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué),運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析,輸出位移,速度,加速度和反作用力曲線.可用于預(yù)測(cè)機(jī)械系統(tǒng)的性能,運(yùn)動(dòng)范圍,碰撞檢測(cè),峰值載荷等。

是針對(duì)復(fù)雜金屬成形過(guò)程的三維金屬流動(dòng)分析的過(guò)程模擬分析軟件。其應(yīng)用包括鍛造、擠壓、鐓頭、軋制,自由鍛、彎曲和其他成形加工手段。能夠分析金屬成形過(guò)程中多個(gè)關(guān)聯(lián)對(duì)象耦合作用的大變形和熱特性。系統(tǒng)中集成自動(dòng)網(wǎng)格重劃生成器，在要求精度較高的區(qū)域，可以劃分較細(xì)密的網(wǎng)格，從而降低題目的規(guī)模，并顯著提高計(jì)算效率。常見(jiàn)大型有限元軟件HyperWorks(HyperMesh)Patran有限元分析常用前后處理器,網(wǎng)格劃分（前后處理）專用軟件中，當(dāng)屬老大MSC的網(wǎng)格劃分軟件，前后處理器。常見(jiàn)大型有限元軟件比較有名的大型有限元軟件還有：Algor，Pamcrash,COMSOL(FemLab)，I-DEAS，PKPM，SAP2000，F(xiàn)luent等等，不一一贅述。國(guó)產(chǎn)：JIFEX、FEPG、SAP84各種軟件在國(guó)內(nèi)用戶的大致分布當(dāng)今有限元方法的一個(gè)重要特點(diǎn)

是和CAD軟件的無(wú)縫集成。因?yàn)橛邢拊?jīng)常用于形狀比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)構(gòu)件分析，通過(guò)和具有三維造型功能和CAD軟件集成，使設(shè)計(jì)和分析緊密結(jié)合、融為一體。目前，許多商業(yè)化有限元分析軟件都開(kāi)發(fā)了和著名的CAD軟件（例如Pro/ENGINEER、Unigraphics、SolidEdge、SolidWorks、IDEAS、Bentley和AutoCAD等）的接口。更為強(qiáng)大的網(wǎng)格處理能力。由于結(jié)構(gòu)離散后的網(wǎng)格質(zhì)量直接影響到求解時(shí)間及求解結(jié)果的正確性與否，近年來(lái)各軟件開(kāi)發(fā)商都加大了其在網(wǎng)格處理方面的投入，使網(wǎng)格生成的質(zhì)量和效率都有了很大的提高，但在有些方面卻一直沒(méi)有得到改進(jìn)，如對(duì)三維實(shí)體模型進(jìn)行自動(dòng)六面體網(wǎng)格劃分和根據(jù)求解結(jié)果對(duì)模型進(jìn)行自適應(yīng)網(wǎng)格劃分，除了個(gè)別商業(yè)軟件做得較好外，大多數(shù)分析軟件仍然沒(méi)有此功能。有限元軟件的發(fā)展趨勢(shì)

程序面向用戶的開(kāi)放性。隨著商業(yè)化的提高，各軟件開(kāi)發(fā)商為了擴(kuò)大自己的市場(chǎng)份額，滿足用戶的需求，在軟件的功能、易用性等方面花費(fèi)了大量的投資，但由于用戶的要求千差萬(wàn)別，不管他們?cè)鯓优σ膊豢赡軡M足所有用戶的要求，因此必須給用戶一個(gè)開(kāi)放的環(huán)境，允許用戶根據(jù)自己的實(shí)際情況對(duì)軟件進(jìn)行擴(kuò)充，包括用戶自定義單元特性、用戶自定義材料本構(gòu)（結(jié)構(gòu)本構(gòu)、熱本構(gòu)、流體本構(gòu)）、用戶自定義流場(chǎng)邊界條件、用戶自定義結(jié)構(gòu)斷裂判據(jù)和裂紋擴(kuò)展規(guī)律等等。求解高非線性問(wèn)題。許多工程問(wèn)題如材料的破壞與失效、裂紋擴(kuò)展等僅靠線性理論根本不能解決，必須進(jìn)行非線性分析求解，例如薄板成形就要求同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)的大位移、大應(yīng)變（幾何非線性）和塑性（材料非線性）；而對(duì)塑料、橡膠、陶瓷、混凝土及巖土等材料進(jìn)行分析或需考慮材料的塑性、蠕變效應(yīng)時(shí)則必須考慮材料非線性。為此國(guó)外一些公司花費(fèi)了大量的人力和物力開(kāi)發(fā)非線性求解分析軟件，如ADINA、ABAQUS等。它們的共同特點(diǎn)是具有高效的非線性求解器、豐富而實(shí)用的非線性材料庫(kù)。有限元軟件的發(fā)展趨勢(shì)增強(qiáng)可視化的前置建模和后置數(shù)據(jù)處理功能。早期數(shù)值模擬計(jì)算軟件的研究重點(diǎn)在于推導(dǎo)新的高效率求解方法和高精度的單元。隨著數(shù)值分析方法的逐步完善，尤其是計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的飛速發(fā)展，整個(gè)計(jì)算系統(tǒng)用于求解運(yùn)算的時(shí)間越來(lái)越少，而數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和運(yùn)算結(jié)果的表現(xiàn)問(wèn)題卻日益突出。目前幾乎所有的商業(yè)化數(shù)值模擬程序系統(tǒng)都有功能很強(qiáng)的前置建模和后置數(shù)據(jù)處理模塊。在強(qiáng)調(diào)“可視化”的今天，很多程序都建立了對(duì)用戶非常友好的GUI（圖形用戶界面—GraphicsUserInterface），使用戶能以可視圖形方式直觀快速地進(jìn)行網(wǎng)格自動(dòng)劃分，生成有限元分析所需數(shù)據(jù)，并按要求將大量的計(jì)算結(jié)果整理成變形圖、等值分布圖，便于極值搜索和所需數(shù)據(jù)的列表輸出。有限元軟件的發(fā)展趨勢(shì)基于ANSYS的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)2010.9優(yōu)化設(shè)計(jì)的概念優(yōu)化設(shè)計(jì)是一種尋找確定最優(yōu)設(shè)計(jì)方案的技術(shù)。最優(yōu)設(shè)計(jì)指一種方案可以滿足所有設(shè)計(jì)要求，而且所需支出最?。ㄈ缰亓俊⒚娣e、體積、應(yīng)力及費(fèi)用）。設(shè)計(jì)方案的任何方面都可優(yōu)化，如尺寸（厚度）、形狀（過(guò)渡圓角半徑）、支撐位置、制造費(fèi)用、自振頻率，以及材料特性等?？梢詤?shù)化的ANSYS項(xiàng)都可以優(yōu)化設(shè)計(jì)。例：

采購(gòu)任務(wù)，存儲(chǔ)罐，預(yù)算1680元。

調(diào)查結(jié)果：

廠商A，容量16升，單價(jià)120元，占地7.5平方米

廠商B，容量24升，單價(jià)240元，占地10平方米要求：放置于一90平方米的室內(nèi)，在預(yù)算和占地面積內(nèi)達(dá)到存儲(chǔ)容量最大化。優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)描述優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)描述是：給定系統(tǒng)描述和目標(biāo)函數(shù)，選取一組設(shè)計(jì)變量及其范圍，求設(shè)計(jì)變量的值，使目標(biāo)函數(shù)最小。數(shù)學(xué)上可以表達(dá)為：其中，是描述系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)，并非獨(dú)立變量，可以不存在。為等式或不等式約束方程為目標(biāo)函數(shù)則是設(shè)計(jì)變量。設(shè)計(jì)變量(DesignVariables):設(shè)計(jì)變量為自變量，優(yōu)化結(jié)果的取得通過(guò)改變?cè)O(shè)計(jì)變量的數(shù)值實(shí)現(xiàn)。ANSYS優(yōu)化程序允許不超過(guò)60個(gè)設(shè)計(jì)變量。狀態(tài)變量(StateVariables):狀態(tài)變量是約束設(shè)計(jì)的數(shù)值。它們是“因變量”．是設(shè)計(jì)變量的函數(shù)。狀態(tài)變量可能會(huì)有約束．也可能沒(méi)有約束。在ANSYS優(yōu)化程序中用戶可以定義不超過(guò)100個(gè)狀態(tài)變量。目標(biāo)函數(shù)(ObjectiveFunction):目標(biāo)函數(shù)是要盡量減小的數(shù)值．它必須是設(shè)計(jì)變量的函數(shù)。也就是說(shuō)，改變?cè)O(shè)計(jì)變量的數(shù)值將改變目標(biāo)函數(shù)的數(shù)值。在ANSYS優(yōu)化程序中，只能設(shè)定一個(gè)目標(biāo)函數(shù)，其值必須為正。說(shuō)明：以上變量在ANSYS分析中由用戶定義的參數(shù)指定，也就是必需進(jìn)行參數(shù)化有限元建模。

ANSYS的優(yōu)化算法ANSYS提供兩種可處理絕大多數(shù)優(yōu)化問(wèn)題的方法，大體可分為以下幾類：

A、零階方法.零階算法只用到因變量，而不用到變量的導(dǎo)數(shù)。它是在一定次數(shù)的抽樣基礎(chǔ)上，擬合設(shè)計(jì)變量、狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)的響應(yīng)函數(shù)（逼近），從而尋求最優(yōu)解，顧又可稱其為子問(wèn)題方法。

目標(biāo)函數(shù)值或狀態(tài)變量設(shè)計(jì)變量隨機(jī)搜索點(diǎn)B、一階方法.對(duì)目標(biāo)函數(shù)添加罰函數(shù)——約束問(wèn)題轉(zhuǎn)化為無(wú)約束問(wèn)題。使用因變量(目標(biāo)函數(shù)或狀態(tài)變量)對(duì)設(shè)計(jì)變量的偏導(dǎo)數(shù)。每次迭代中梯度計(jì)算(共軛梯度法)確定搜索方向。一階算法的精度較高。但精度高并不一定代表最佳求解。一階方法更容易獲得局部最小值。先用零階，再用一階。ObjDv初始設(shè)計(jì)序列選擇優(yōu)化變量的一些說(shuō)明選擇設(shè)計(jì)變量使用盡量少的設(shè)計(jì)變量。選用太多的設(shè)計(jì)變量會(huì)使得收斂于局部最小值的可能性增加，在問(wèn)題是高度非線性時(shí)甚至?xí)鸩皇諗俊ｏ@而易見(jiàn)，越多的設(shè)計(jì)變量需要越多的迭代次數(shù)，從而需要更多的機(jī)時(shí)。給設(shè)計(jì)變量定義一個(gè)合理的范圍。范圍過(guò)大可能不能表示好的設(shè)計(jì)空間，而范圍過(guò)小可能排除了好的設(shè)計(jì)。選擇狀態(tài)變量狀態(tài)變量必須是ANSYS可以計(jì)算的數(shù)值。選擇足夠約束設(shè)計(jì)的狀態(tài)變量數(shù)。如在應(yīng)力分析中定義幾個(gè)關(guān)鍵位置的應(yīng)力為狀態(tài)變量。在零階方法中，如果可能的話，選擇與設(shè)計(jì)變量為線性或平方關(guān)系的參數(shù)為狀態(tài)變量。例如，狀態(tài)變量G=Z1/Z2且G<C(Z1和Z2是設(shè)計(jì)變量，C是常數(shù))可能不會(huì)得到G的較好的逼近，因?yàn)镚與Z2是反比關(guān)系。如果將狀態(tài)變量表示為G=Z1-（C*Z2）且G<0，狀態(tài)變量逼近就準(zhǔn)確了。避免在奇異點(diǎn)處（如集中載荷）附近選擇狀態(tài)變量。選擇目標(biāo)函數(shù)目標(biāo)函數(shù)是設(shè)計(jì)要最小化或最大化的數(shù)值。ANSYS程序總是最小化目標(biāo)函數(shù)。如果要最大化數(shù)值x，就將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求數(shù)值x1=C-x或x1=1/x的最小值，其中C是遠(yuǎn)大于x的數(shù)值。目標(biāo)函數(shù)值在優(yōu)化過(guò)程中應(yīng)為正值，因?yàn)樨?fù)值將會(huì)引起數(shù)據(jù)問(wèn)題。為了避免負(fù)值出現(xiàn)，可以將一個(gè)足夠大的正值加到目標(biāo)函數(shù)上（大于目標(biāo)函數(shù)的最大值）。ANSYS優(yōu)化示例最小化以下懸臂梁的重量（懸臂梁端部承受彎矩M），并且使得該梁的最大應(yīng)力σmax不超過(guò)30,000psi,最大撓度δymax不超過(guò)0.5in。梁的厚度可以在長(zhǎng)度方向改變，但梁的端部載荷施加出保持t不變.MaterialPropertiesE=10x106psiυ=0.3LoadingM=450in-lbGeometricProperties

l

=10inb=1int=0.3in1000PSI=6.896MPa1lb=0.4536kg1in=0.0254m英磅英寸1磅力/平方英寸模型簡(jiǎn)化M/tM/t從以上圖形可以看出，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，而載荷反對(duì)稱。x在結(jié)構(gòu)力學(xué)我們知道：對(duì)稱點(diǎn)等代成平行于對(duì)稱面y軸的支撐(Uy=0)M/t參數(shù)化建模TK16=.25TK27=.25TK38=.25TK49=.25/PREP7/TITLE,SHAPEOPTIMIZATION

ET,1,PLANE42MP,EX,1,10E6MP,NUXY,1,0.3K,1K,5,10KFILLK,6,,TK16K,7,2.5,TK27K,8,5,TK38K,9,7.5,TK49K,10,10,.15SPLINE,6,7,8,9,10L,1,6*REPEAT,5,1,1設(shè)定參數(shù)和材料、單元屬性創(chuàng)建關(guān)鍵點(diǎn)和線LSEL,S,LINE,,5,9LESIZE,ALL,,,1LSEL,ALLA,1,2,7,6*REPEAT,4,1,1,1,1ESIZE,,4AMESH,ALL

創(chuàng)建面劃分網(wǎng)格NSEL,S,LOC,YD,all,ux,0allsel,allF,31,FX,1500D,7,ALL,0D,1,ALL,0FINISH/SOLUSOLVEFINISH加載并求解/POST1!通用后處理器SET,LASTETABLE,VOLU,VOLU!單元表SSUM

!將單元表每列數(shù)據(jù)相加*GET,TVOL,SSUM,,ITEM,VOLU

!獲取單元表volu求和值TVOL=TVOL*2PRNSOL,S,PRIN!打印節(jié)點(diǎn)解主應(yīng)力NSORT,S,1!第一主應(yīng)力排序NSEL,S,LOC,X,0,9!不選擇加載端節(jié)點(diǎn)

*GET,STRS,SORT,,MAX

!獲取排序最大值

NSEL,ALLNSEL,S,LOC,X,9.9,10.1!選擇加載端節(jié)點(diǎn)

PRNSOL,U,Y !打印節(jié)點(diǎn)解NSORT,U,Y,,1

!表示按絕對(duì)值排序PRNSOL,U,Y*GET,DEFL,SORT,,MAX

!獲取撓度最大值參數(shù)化后處理*status,parm!list獲取的參數(shù)DEFL=ABS(DEFL)DIF1=TK16-TK27DIF2=TK27-TK38DIF3=TK38-TK49FINISH

!后處理結(jié)束lgwrite,abeam,lgw！寫入用于優(yōu)化的分析文件，F(xiàn)ile菜單/OPT！進(jìn)入優(yōu)化處理器OPANL,abeam，lgw！指定優(yōu)化分析文件OPVAR,TVOL,OBJ,,,.01！指定目標(biāo)函數(shù)OPVAR,STRS,SV,,30000！指定狀態(tài)變量OPVAR,DEFL,SV,,0.50OPVAR,DIF1,SV,0,.1OPVAR,DIF2,SV,0,.1OPVAR,DIF3,SV,0,.1OPVAR,TK16,DV,0.15,0.27,.001！指定設(shè)計(jì)變量OPVAR,TK27,DV,0.15,0.27,.001OPVAR,TK38,DV,0.15,0.27,.001OPVAR,TK49,DV,0.15,0.27,.001OPSAVE,INITIAL,OPT ！存儲(chǔ)初始設(shè)計(jì)值到initial.optOPTYPE,SUBP ！采用子問(wèn)題方法（零階）OPSUBP,30 ！最多迭代30步OPEXE

！優(yōu)化求解優(yōu)化分析一VR1=TVOLVR2=DEFLVR3=STRSPARSAV,,RSET1！存儲(chǔ)所需參數(shù)到rest1OPLIST,ALL,,1 ！List出優(yōu)化序列/AXLAB,Y,VOLUME(TVOL)！改變y坐標(biāo)的名稱PLVAROPT,TVOL！圖中顯示Tvol收斂情況優(yōu)化后處理OPRESU,INITIAL,OPT！調(diào)用初始設(shè)計(jì)序列OPVAR,DIF1,DEL！刪除一些狀態(tài)變量

OPVAR,DIF2,DELOPVAR,DIF3,DELOPTYPE,FIRST！一階方法

OPFRST,20！20步

STATUS ！查看狀態(tài)OPEXE優(yōu)化分析二OPLIST,ALL,,1/AXLAB,Y,VOLUME(TVOL)PLVAROPT,TVOLFINISHPARRES,CHANGE,RSET1*DIM,LABEL1,CHAR,3*DIM,LABEL2,CHAR,3*DIM,VALUE1,,3,3*DIM,VALUE2,,3,3LABEL1(1)='TVOL','DEFL','STRS'LABEL2(1)='TVOL','DEFL','STRS'*VFILL,VALUE1(1,1),DATA,3.60,0.500,30000*VFILL,VALUE1(1,2),DATA,VR1,VR2,VR3*VFILL,VALUE1(1,3),DATA,(VR1/3.6),(VR2/0.5),(VR3/30000)*VFILL,VALUE2(1,1),DATA,3.60,0.500,30000*VFILL,VALUE2(1,2),DATA,VR4,VR5,VR6*VFILL,VALUE2(1,3),DATA,(VR4/3.6),(VR5/0.5),(VR6/30000)*cfopen,exam1,vrt!或/out,,exam1,vrt*VWRITE,LABEL1(1),VALUE1(1,1),VALUE1(1,2),VALUE1(1,3)(A8,'',F10.3,'',F10.3,'',1F5.3)*VWRITE,LABEL2(1),VALUE2(1,1),VALUE2(1,2),VALUE2(1,3)(A8,'',F10.3,'',F10.3,'',1F5.3)/OUT/DELETE,INITIAL,OPTFINISH*LIST,exam1,vrt優(yōu)化后處理上機(jī)作業(yè)問(wèn)題描述:一個(gè)有三根桿組成的桁架承受縱向和橫向載荷。桁架的重量在最大應(yīng)力不超過(guò)400psi最小化。三根梁的橫截面面積（A1，A2，A3）和基本尺寸Ｂ在指定范圍內(nèi)變化。初始A1=A2=A3=B=1000in2問(wèn)題參數(shù):分析中使用如下材料特性：

E=2.1E6psiRHO=2.85E-4lb/in3(比重)最大許用應(yīng)力=400psi分析中使用如下幾何特性：橫截面面積變化范圍=1到1000in2(初始值為1000)基本尺寸B變化范圍=400到1000in(初始值為1000)1000in200000lb200000lbzhangxionghust@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(méi)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(wú)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(guò)程中，產(chǎn)生能量

三、弛豫（Relaxation）回復(fù)“自由”的過(guò)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(guò)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(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(lái)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(wú)需造影劑TOF法PC法MIP投影動(dòng)靜脈分開(kāi)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(wú)骨骼偽影5、無(wú)電離輻射，無(wú)碘過(guò)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(guò)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(tīng)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(wú)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(wú)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(wèn)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(kāi)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(kāi)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(kāi)或由醫(yī)師主動(dòng)打開(kāi)，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(guò)手術(shù)打開(kāi)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(kāi)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(guò)長(zhǎng)用剃刀剃毛、剃毛過(guò)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(guò)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(guò)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101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102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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(méi)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(guò)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108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(wú)改變

手術(shù)過(guò)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(guò)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110ClassenDC,etal..NEnglJMed1992;326:281切開(kāi)前時(shí)間切開(kāi)后時(shí)間予以抗生素切開(kāi)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(kāi)始時(shí)給藥，預(yù)防SSI效果好112六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用切口切開(kāi)后，局部抗生素分布將受阻必須在切口切開(kāi)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(kāi)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(kāi)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(méi)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(méi)有益處多數(shù)指南建議24小時(shí)內(nèi)停藥沒(méi)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(kāi)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(guò)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(wú)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(kāi)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(wú)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(méi)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(wú)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(guò)程中，產(chǎn)生能量

三、弛豫（Relaxation）回復(fù)“自由”的過(guò)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(guò)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(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(lái)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－