第一課總線概述

第一章計算機(jī)總線11.1計算機(jī)總線概述*部件之間的連接方式：

有分散連接和總線連接兩種形式。分散連接的特點—通信性能好、可擴(kuò)展性差；總線連接的特點—可擴(kuò)展性好、易產(chǎn)生通信瓶頸。一、總線的基本概念I(lǐng)/O設(shè)備1I/O設(shè)備n…CPU主存輸入設(shè)備輸出設(shè)備(a)分散連接方式(b)總線連接方式…CPU主存*總線定義：

模塊或設(shè)備間用于傳輸信息的一組公共信號線。22、按信號線功能分類*數(shù)據(jù)總線：用于傳輸數(shù)據(jù)，雙向總線，

數(shù)據(jù)總線寬度=每次傳送的二進(jìn)制位數(shù)；*地址總線：用于傳輸目標(biāo)設(shè)備及數(shù)據(jù)地址，單向總線，

地址總線寬度=log2設(shè)備及數(shù)據(jù)地址空間；二、總線的分類*控制總線：用于傳輸過程控制，單向總線，有控制信號線和狀態(tài)信號線兩種形式?！?主動方發(fā)出)(被動方發(fā)出)1、按數(shù)據(jù)傳送方式分類*并行傳輸總線：同時傳送多位二進(jìn)制數(shù)據(jù)(多根數(shù)據(jù)線)；*串行傳輸總線：同時傳送1位二進(jìn)制數(shù)據(jù)(1根數(shù)據(jù)線)。33、按總線功能分類*內(nèi)部總線：又稱片內(nèi)總線，用于芯片內(nèi)/模塊內(nèi)部件間的信息傳輸，如CPU內(nèi)部的數(shù)據(jù)通路；*系統(tǒng)總線：用于系統(tǒng)內(nèi)各模塊間的信息傳輸，如CPU與主存、I/O模塊之間的總線；*通信總線：又稱外部總線，用于系統(tǒng)間/系統(tǒng)與外部設(shè)備間的信息傳輸，如RS-232/485、USB等總線。

總線標(biāo)準(zhǔn)化：

為提高模塊和設(shè)備的通用性，系統(tǒng)總線/局部總線/通信總線常采用總線標(biāo)準(zhǔn)形式(如ISA、PCI、USB總線標(biāo)準(zhǔn)等)。

系統(tǒng)總線的發(fā)展：CPU總線—系統(tǒng)內(nèi)部分模塊間(與CPU直接連接)的總線；局部總線—系統(tǒng)內(nèi)部分模塊間(不與CPU直接連接)的總線，如I/O模塊與主存之間的總線。4三、總線特性及性能指標(biāo)1、總線的特性*物理特性：指總線上模塊或設(shè)備約定的物理連接方式，包括線寬、線間距離、插頭/插座形狀等。(←總線標(biāo)準(zhǔn)化所需)*功能特性：指按傳輸功能及方式需求，約定的信號線數(shù)量、各信號線功能、傳輸方向等；①功能表示(信號線數(shù)、作用)②信息表示(邏輯值與電壓值)主動方…被動方…*電氣特性：指信號線上表示邏輯信息的電壓值及功率等；*時間特性：又稱邏輯特性，指傳輸過程中各信號線上信號有效的時長及前后順序關(guān)系(時序特性)。地址數(shù)據(jù)命令與狀態(tài)CLK地址線數(shù)據(jù)線控制線52、總線性能指標(biāo)(1)性能參數(shù)

*總線寬度：又稱總線位數(shù)，指數(shù)據(jù)總線每次可傳輸?shù)亩M(jìn)制位數(shù)(通常1根線對應(yīng)1位數(shù)據(jù))，常用bit表示；

*時鐘同步/異步：同步總線—總線上數(shù)據(jù)與時鐘同步，

異步總線—總線上數(shù)據(jù)與時鐘不同步；*總線工作頻率：指同步總線的時鐘頻率，常用MHz表示；

*總線復(fù)用：指同一信號線上是否分時傳送2種信號，如地址線/數(shù)據(jù)線常采用復(fù)用方式；*總線工作模式：指總線傳輸過程的傳輸模式(稍后討論)?；叵马?(2)總線性能指標(biāo)*最大傳輸率：又稱總線帶寬，指總線上每秒最大可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)總量，常用MB/s(或MBps)表示；

最大傳輸率=(總線寬度/8位)×最大傳輸次數(shù)/秒例1—PC總線數(shù)據(jù)寬度8位、總線工作頻率4MHz，每次總線傳輸需4個總線時鐘；其總線帶寬=(8/8)×(4/4)=1MB/s。例2—PCI總線數(shù)據(jù)寬度32位、總線工作頻率33.3MHz，支持突發(fā)傳輸模式(連續(xù)傳輸時每次傳輸需1個總線時鐘)，其總線帶寬=(32/8)×(33.3/1)=133MB/s。*總線負(fù)載能力：指總線上保持邏輯電平在正常范圍內(nèi)的所能連接的模塊或設(shè)備數(shù)量，常用個數(shù)表示。注—通常不關(guān)注該指標(biāo)(可用相關(guān)電路擴(kuò)展驅(qū)動能力)轉(zhuǎn)上頁7§1.2總線傳輸與控制*相關(guān)術(shù)語：主設(shè)備—能夠發(fā)起總線傳輸?shù)哪K/設(shè)備；從設(shè)備—只能響應(yīng)總線傳輸?shù)哪K/設(shè)備；總線周期—一次總線傳輸?shù)臅r長。*主要討論內(nèi)容：①總線周期的操作包含哪些步驟？②有哪些方法確定總線歸某主設(shè)備使用？③如何表示傳輸各步驟的開始及結(jié)束？④如何提高總線傳輸?shù)墓δ芑蛐阅埽炕叵马撝髟O(shè)備1總線仲裁機(jī)構(gòu)從設(shè)備1從設(shè)備2主設(shè)備2tR11從設(shè)備2從設(shè)備1主設(shè)備2主設(shè)備1W12總線周期總線周期W12R11W22R11W228一、總線操作步驟總線操作步驟通常由4個階段組成。①總線請求與仲裁階段：主設(shè)備信號線配置—各主設(shè)備均有“總線請求”及“總線允許”信號線；主設(shè)備—有操作需求時，發(fā)出“總線請求”信號；總線仲裁機(jī)構(gòu)—根據(jù)各“總線請求”信號，確定下個總線周期可使用總線的主設(shè)備，向該主設(shè)備發(fā)出“總線允許”信號；轉(zhuǎn)上頁主設(shè)備1請求主設(shè)備2請求總線仲裁機(jī)構(gòu)主設(shè)備1允許主設(shè)備2允許總線使用者t空閑總線周期仲裁主設(shè)備1空閑總線周期仲裁主設(shè)備2空閑9②尋址階段：

已獲得總線使用權(quán)的主設(shè)備—發(fā)出目標(biāo)地址和操作命令;注：a)已取得—指總線周期開始前就已知道

b)目標(biāo)地址—包括從設(shè)備地址及其數(shù)據(jù)空間的地址從設(shè)備—根據(jù)目標(biāo)地址和操作命令判斷是否為目標(biāo)設(shè)備,

目標(biāo)設(shè)備(一般只有1個)進(jìn)行操作響應(yīng)；回下頁t總線周期主設(shè)備1響應(yīng)并啟動發(fā)地址x不響應(yīng)不能使用總線x(主設(shè)備1所發(fā))R/W(主設(shè)備1所發(fā))總線空閑總線使用者主設(shè)備1主設(shè)備2從設(shè)備x從設(shè)備y地址總線控制總線數(shù)據(jù)總線空閑10③數(shù)據(jù)傳送階段：主設(shè)備—根據(jù)操作類型(R或W)，接收或發(fā)送數(shù)據(jù)；目標(biāo)從設(shè)備—根據(jù)操作類型(R或W)，發(fā)送或接收數(shù)據(jù)；④結(jié)束階段：主設(shè)備和從設(shè)備—將所控制總線信號恢復(fù)為原始狀態(tài)。轉(zhuǎn)上頁t總線周期主設(shè)備1響應(yīng)/啟動發(fā)地址x不響應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸不能使用總線x(主設(shè)備1所發(fā))R/W(主設(shè)備1所發(fā))Data總線空閑總線使用者主設(shè)備1主設(shè)備2從設(shè)備x從設(shè)備y地址總線控制總線數(shù)據(jù)總線空閑信號恢復(fù)信號恢復(fù)地址期數(shù)據(jù)期空閑總線空閑響應(yīng)/啟動發(fā)地址y不響應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸信號恢復(fù)信號恢復(fù)不能使用總線y(主設(shè)備2所發(fā))R/W(主設(shè)備2所發(fā))Data總線周期地址期數(shù)據(jù)期主設(shè)備211二、總線仲裁*仲裁策略：考慮優(yōu)先級、保證公平性。1、集中式仲裁--通過集中的總線仲裁機(jī)構(gòu)實現(xiàn)(1)菊花鏈查詢方式(又稱串行鏈查詢方式)

*仲裁信號線數(shù)量：3根(BR、BG、BS)；*仲裁信號線連接：各主設(shè)備的“總線請求”線BRi及“總線忙”線BSi用“線或”方式連接，“總線允許”線BGi串行連接；總線仲裁結(jié)構(gòu)BG主設(shè)備0主設(shè)備1主設(shè)備nBSBRDBABCB注：①BR—總線請求線，BR=∑BRi，有效時表示有總線使用請求；

②BG—總線允許線，BG(i+1)in=BGiout；

③BS—總線忙線，BS=∑BSi，無效時表示總線空閑…回下頁12*仲裁原理：采用輪詢方式進(jìn)行仲裁總線仲裁機(jī)構(gòu)—

BR=1且BS=0時開始仲裁(使BG=1)，BS=1時仲裁完成(BSi=1的主設(shè)備獲勝)；主設(shè)備—被詢問且有請求時獲得下個周期總線使用權(quán)，即BSi=BGiin&BRi、BGiout=BGiin&～BRi；*特點：靜態(tài)優(yōu)先級仲裁，某主設(shè)備異常將導(dǎo)致BG鏈斷開。轉(zhuǎn)上頁回下頁∑BRi→

BRBR0BR1BR&BS#→

BGBG→BG0inBG0in&BR0#=BG0out→BG1in∑BSi→

BSBG0in&BR0→BS0BG1in&BR1→BS1總線空閑總線周期總線周期13(2)計數(shù)器定時查詢方式(又稱計數(shù)器查詢方式)

*仲裁信號線數(shù)量：2根(BR、BS)+log2n根(BG)；*仲裁信號線連接：各主設(shè)備“設(shè)備號”信號線并行連接；*特點：靜態(tài)+循環(huán)優(yōu)先級仲裁，某主設(shè)備異常不影響仲裁?？偩€仲裁結(jié)構(gòu)設(shè)備號主設(shè)備0主設(shè)備1主設(shè)備nBSBRDBABCB…轉(zhuǎn)上頁回下頁*仲裁原理：采用定時查詢方式進(jìn)行仲裁總線仲裁機(jī)構(gòu)—BR=1且BS=0時，開始仲裁(使“設(shè)備號”定時、循環(huán)變化)，BS=1時仲裁結(jié)束(BSi=1的主設(shè)備獲勝)；└→響應(yīng)延遲主設(shè)備—有請求且設(shè)備ID=“設(shè)備號”時獲得總線使用權(quán)，即BSi=BRi&(設(shè)備ID=“設(shè)備號”信號?)；14(3)獨立請求方式

*仲裁信號線數(shù)量：2n根(BR、BG)；*仲裁信號線連接：各主設(shè)備的BRi及BGi線獨立連接；轉(zhuǎn)上頁總線仲裁結(jié)構(gòu)主設(shè)備0主設(shè)備1主設(shè)備nBRnBGnDBABCBBR1BG1BR0BG0……*仲裁原理：

總線仲裁機(jī)構(gòu)—仲裁時機(jī)：∑BRi=1、總線空閑/總線周期結(jié)束前，仲裁算法：可為考慮優(yōu)先級、公平性的算法，仲裁延遲：固定延遲(不需要主設(shè)備參加)；主設(shè)備—不參與仲裁；回下頁15*特點：動態(tài)優(yōu)先級仲裁，算法靈活性大；

仲裁不需要設(shè)備參與，仲裁速度快。└→現(xiàn)在均采用獨立請求仲裁方式！主設(shè)備1請求主設(shè)備2請求總線仲裁機(jī)構(gòu)主設(shè)備1允許主設(shè)備2允許總線使用者t空閑總線周期主設(shè)備2仲裁主設(shè)備1仲裁總線周期仲裁總線周期主設(shè)備1仲裁注：①總線仲裁可與總線周期重疊(因總線周期、仲裁延遲時長固定)；②總線仲裁機(jī)構(gòu)需偵測總線狀態(tài)(與各設(shè)備間無BS線)。轉(zhuǎn)上頁162、分布式仲裁--通過各主設(shè)備自己的仲裁器實現(xiàn)(1)自舉式*仲裁信號線數(shù)量：n+1根(n個BR、1個BS)；*仲裁信號線連接：

約定—各主設(shè)備優(yōu)先級固定；連接—各主設(shè)備按優(yōu)先級連接部分仲裁信號線；*仲裁原理：當(dāng)BS=0時，有請求的主設(shè)備置BRi=1并檢測其他設(shè)備的請求線，若自身優(yōu)先級最高(其他設(shè)備“無請求”)時，獲得總線使用權(quán)(置BS=1)；否則放棄總線請求(置BRi=0)；*特點：請求線較多、不易擴(kuò)展。主設(shè)備0主設(shè)備1BSBR0BR1…BRn-1…………主設(shè)備n-1回下頁17(2)并行競爭式*仲裁信號線數(shù)量：log2n+1根(仲裁線、BS)；*仲裁信號線連接：約定—各主設(shè)備優(yōu)先級固定(有惟一的仲裁號)；連接—各主設(shè)備均連接共用的log2n根仲裁線；*仲裁原理：①BS=0時，有請求的主設(shè)備發(fā)送自身仲裁號；②優(yōu)先級仲裁，從高位開始檢測自身仲裁號與仲裁線編碼，若自身仲裁號bi≠仲裁線bi時撤消請求，競爭獲勝者獲得總線使用權(quán)(置BS=1)。附：串行競爭式分布仲裁—2跟仲裁信號線，串行發(fā)送仲裁號，仲裁原理與并行競爭相同。(PⅡ的APIC使用該方法)轉(zhuǎn)上頁18回下頁回22頁三、總線定時指主從設(shè)備間傳輸過程的時間及控制方法，又稱傳輸協(xié)議。*協(xié)議種類：同步、異步、半同步、分離式1、同步方式協(xié)議*信號線需求：“時鐘”信號線CLK(用于操作控制及定時)*協(xié)議原理：

①主從設(shè)備傳輸過程的步驟約定以CLK為單位(控制)；②主從設(shè)備必須在1個CLK內(nèi)完成約定的動作(定時)。*協(xié)議特點：要求各設(shè)備速度相近、距離短(否則有漂移)。CLK地址線數(shù)據(jù)線讀操作線地址T1T2T3T4CLK地址線數(shù)據(jù)線寫操作線地址T1T2T3T4數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)192、異步方式協(xié)議(又稱應(yīng)答協(xié)議或握手協(xié)議)*信號線需求：“請求”信號線REQ、“應(yīng)答”信號線ACK；*協(xié)議原理：傳輸過程的下一步驟在雙方同意時進(jìn)行。協(xié)議步驟—請求、響應(yīng)、撤消請求、撤消響應(yīng)4個階段；轉(zhuǎn)上頁回下頁讀操作例—地址數(shù)據(jù)地址線Addr命令線Read請求線REQ數(shù)據(jù)線Data應(yīng)答線ACK下一個總線周期(主設(shè)備)請求線REQ

(從設(shè)備)應(yīng)答線ACK請求響應(yīng)撤消請求撤消響應(yīng)

注：①請求條件—從設(shè)備準(zhǔn)備好(空閑)、主設(shè)備有傳輸需求時；②響應(yīng)階段—指從設(shè)備接收到命令及地址后，內(nèi)部數(shù)據(jù)操作延遲；③撤消請求—指主設(shè)備接收ACK延遲及(讀操作)接收數(shù)據(jù)延遲；④傳輸結(jié)束標(biāo)志—指主從設(shè)備自身控制信號已撤消為標(biāo)志。20*協(xié)議子類型：全互鎖、半互鎖、不互鎖方式；*協(xié)議特點：對設(shè)備速度、距離無要求，但傳輸周期長；如何減少握手次數(shù)？←┘轉(zhuǎn)上頁(主設(shè)備)請求

(從設(shè)備)應(yīng)答*(a)全互鎖方式請求

應(yīng)答*①(b)半互鎖方式注：①--從設(shè)備估計的主設(shè)備接收延遲(傳輸及主設(shè)備接收數(shù)據(jù)延遲)；請求

應(yīng)答②①*(c)不互鎖方式

②--主設(shè)備估計的從設(shè)備響應(yīng)延遲(傳輸及從設(shè)備處理數(shù)據(jù)延遲)；*--主設(shè)備撤消請求信號后可進(jìn)行其它工作(如CPU進(jìn)行REG間操作)，主設(shè)備觀察到響應(yīng)信號無效時方可進(jìn)行下次傳輸。213、半同步方式協(xié)議*信號線需求：“時鐘”CLK信號線，

“就緒”Ready或“等待”Wait信號線；*協(xié)議原理：傳輸過程采用同步方式定時；在CLK的前沿或后沿判斷控制/狀態(tài)信號，實現(xiàn)異步方式控制的傳輸操作。轉(zhuǎn)19頁*半同步方式協(xié)議應(yīng)用優(yōu)化：優(yōu)化方法—主設(shè)備、從設(shè)備均允許采用異步控制方式；信號線需求—CLK、“主就緒”IRDY、“從就緒”TRDY線。地址X數(shù)據(jù)CLK地址線讀操作線數(shù)據(jù)線就緒線T1T2T3T4T1T2

TWT3T4地址Y數(shù)據(jù)224、分離事務(wù)方式協(xié)議*協(xié)議原理：總線周期分成兩個子周期(地址期和數(shù)據(jù)期)，總線傳輸操作的兩個子周期可重疊(流水)；*信號線需求：根據(jù)按序/亂序流水，信號線有所不同。設(shè)備B+地址X子周期1子周期2子周期3子周期4子周期5讀設(shè)備A設(shè)備B設(shè)備A設(shè)備C設(shè)備D+地址Y讀設(shè)備D設(shè)備A設(shè)備D+地址Z寫設(shè)備A地址線使用者地址線命令線數(shù)據(jù)線使用者數(shù)據(jù)設(shè)備號線數(shù)據(jù)線X的數(shù)據(jù)設(shè)備CY的數(shù)據(jù)設(shè)備DZ的數(shù)據(jù)注：①操作流水方式可采用按序/亂序流動方式；

②亂序流動時，數(shù)據(jù)線使用者需仲裁；

③按序流動時，可省略“數(shù)據(jù)設(shè)備號”線及數(shù)據(jù)線仲裁；

④地址線只有主設(shè)備可控制，數(shù)據(jù)線主/從設(shè)備均可控制。23四、總線傳輸模式指總線為增加功能和提高性能所支持的數(shù)據(jù)傳送方式。傳輸模式目標(biāo)設(shè)備個數(shù)地址個數(shù)數(shù)據(jù)個數(shù)說明讀寫模式常規(guī)111常規(guī)讀寫方式雙地址121“擴(kuò)展”地址總線寬度雙數(shù)據(jù)112“擴(kuò)展”數(shù)據(jù)總線寬度塊傳送模式*11n高性能的讀寫模式讀改寫模式1同讀寫模式常用于硬件同步操作廣播模式m1同讀寫模式寫，地址為各設(shè)備內(nèi)部地址廣集模式m1讀(各數(shù)據(jù)AND/OR)，如中斷請求檢測特殊模式101與默認(rèn)設(shè)備通信，如取中斷類型號說明：*--又稱突發(fā)或猝發(fā)傳輸模式，數(shù)據(jù)個數(shù)由“幀周期”信號決定。24五、總線標(biāo)準(zhǔn)指設(shè)備與總線連接及傳輸時，應(yīng)遵守的協(xié)議與規(guī)范。不同時期流行的總線標(biāo)準(zhǔn)不同，總線標(biāo)準(zhǔn)與器件技術(shù)有關(guān)。1、ISA總線標(biāo)準(zhǔn)

--IndusryStandardArchitecture兼容并擴(kuò)展了PC總線(20位A及8位D)的一種總線標(biāo)準(zhǔn)。*特性：24根地址線、16根與地址分時復(fù)用的數(shù)據(jù)線；支持半同步方式傳輸，CLK≤8MHz；支持常規(guī)讀寫、塊傳輸及特殊操作模式。CLKA23～A16AD15～AD0MEM/IO讀地址T1T2T3T4數(shù)據(jù)地址CLKA23～A16AD15～AD0MEM/IO寫地址T1T2T3T4數(shù)據(jù)地址回下頁252、PCI總線標(biāo)準(zhǔn)--PeripheralComponentInterconnect*特性：32根分時復(fù)用的地址/數(shù)據(jù)線(可擴(kuò)展至64根)；采用半同步方式傳輸，CLK≤66MHz；支持多主設(shè)備的常規(guī)、特殊及塊傳輸模式。地址2數(shù)據(jù)2CLK幀周期線地址線讀操作線主設(shè)備就緒數(shù)據(jù)線從設(shè)備就緒數(shù)據(jù)3數(shù)據(jù)4數(shù)據(jù)5注：①塊傳輸周期長度由“幀周期”信號決定；②設(shè)備內(nèi)部不停地將首地址遞增/遞減。轉(zhuǎn)上頁△總線標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢：交換機(jī)式的點-點互連總線標(biāo)準(zhǔn)，如USB、PCI-Express、InfiniBand等。26§1.3總線互連結(jié)構(gòu)一、總線互連結(jié)構(gòu)1、單總線結(jié)構(gòu)*單總線結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)中只有一種總線的互連結(jié)構(gòu)。└→指總線標(biāo)準(zhǔn)*系統(tǒng)總線定義：系統(tǒng)中各模塊間相互連接的總線。*特征：控制簡單、可擴(kuò)展性強(qiáng)；但傳輸性能較差(最慢部件的傳輸性能)?；叵马揅PUMEM顯卡SystemBus早期(如PC/XT)的單總線結(jié)構(gòu)注—擴(kuò)展總線與系統(tǒng)總線為同一總線標(biāo)準(zhǔn)，僅所在位置不同I/OI/OCPUMEM顯卡…SystemBusI/OI/O擴(kuò)展總線接口I/O插槽I/O插槽擴(kuò)展總線……272、多總線結(jié)構(gòu)*提高傳輸性能的方法：MEMCPU顯卡集成外圍控制器擴(kuò)展總線接口…IO插槽IO插槽SystemBus②采用多總線結(jié)構(gòu)，不同速度模塊連接到不同總線上；③改變I/O方式，使MEM可與IO模塊直接通信。注：①系統(tǒng)以MEM為核心，多數(shù)模塊均需要與MEM通信；②中斷控制器為從設(shè)備，是中斷傳送方式的中斷請求管理機(jī)構(gòu)；

③DMA控制器是主設(shè)備，直接控制MEM與I/O模塊間的數(shù)據(jù)傳送。MEMCPU顯卡中斷控制器磁盤控制器音頻部件DMA控制器…擴(kuò)展總線接口……SystemBus轉(zhuǎn)上頁①采用集成電路技術(shù)，關(guān)聯(lián)模塊盡量集成在同一芯片中

└→模塊間傳輸不受總線標(biāo)準(zhǔn)限制28*多總線結(jié)構(gòu)：系統(tǒng)中有兩種(及以上)總線的互連結(jié)構(gòu)；└→總線標(biāo)準(zhǔn)、總線性能不同不同總線間通過“橋”進(jìn)行連接。(1)雙總線結(jié)構(gòu)增加MEM總線(→CPU訪存性能有較大提高)；*系統(tǒng)內(nèi)總線命名：常稱為CPU總線及局部總線。└→常用總線標(biāo)準(zhǔn)命名MEMCPU顯卡集成外圍控制器擴(kuò)展總線接口…IO插槽IO插槽SystemBusMEMBus雙總線模型圖MEMCPU顯卡集成外圍控制器擴(kuò)展總線接口…IO插槽IO插槽局部BusCPUBus雙總線結(jié)構(gòu)圖(如80386微機(jī))Bridge*“橋”的作用：①所連上級總線的操作傳遞機(jī)構(gòu)；②所連下級總線的操作控制結(jié)構(gòu)(總線控制器).回下頁29(2)三總線結(jié)構(gòu)再增加I/O總線(→進(jìn)一步提高訪問IO設(shè)備的速度)；*系統(tǒng)內(nèi)總線命名：有CPU總線、局部總線及IO總線3種。MEMCPU顯卡集成外圍控制器IOBBridge…IO插槽IO插槽SystemBusMEMBus三總線模型圖MEMCPU顯卡集成外圍控制器PCI/ISABridge…ISA插槽ISA插槽PCIBusCPUBus三總線結(jié)構(gòu)圖(如Pentium微機(jī))CPU/PCIBridgeIOBusISABusPCI插槽MEMCPU集成外圍控制器PCI/ISABridge…ISA插槽ISA插槽PCIBusCPUBusCPU/PCIBridgeISABusCPU/AGPBridgeAGP插槽AGPBusPCI插槽AGP插槽轉(zhuǎn)上頁回下頁回35頁303、多總線結(jié)構(gòu)的應(yīng)用與發(fā)展*南北橋結(jié)構(gòu)：將芯片集成技術(shù)與多總線技術(shù)結(jié)合起來；MEMCPU1集成外圍控制器PCI/ISABridge…ISA插槽ISA插槽PCIBusHostBusHost/PCIBridgeISABusHost/AGPBridgeAGP插槽AGPBusCPU2AGP插槽PCI插槽MEMCPU1…ISA插槽ISA插槽PCIBusHostBusISABus北橋AGP插槽AGPBusCPU2南橋PCI插槽PCI插槽…AGP插槽各種IO模塊接口轉(zhuǎn)上頁回下頁31*中心結(jié)構(gòu)：將南北橋之間的總線用高速接口代替。MEMCPU1…ISA插槽ISA插槽PCIBusHostBusISABus北橋AGP插槽AGPBusCPU2南橋PCI插槽PCI插槽…AGP插槽各種IO模塊接口MEMCPU1PCIBusHostBus存儲控制中心MCHAGP插槽AGPBusCPU2IO控制中心ICHPCI插槽PCI插槽…AGP插槽高速接口各種IO模塊接口固件中心(BIOS)SuperI/OLPC△現(xiàn)在又習(xí)慣于將中心結(jié)構(gòu)稱為南北橋結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)上頁PCI-Express插槽PCI-ExpressBus32二、總線互連的實現(xiàn)1、設(shè)備-總線的互連實現(xiàn)*總線接口電路：指設(shè)備(含“橋”)與總線連接時，實現(xiàn)內(nèi)部操作與總線操作相互轉(zhuǎn)換的電路。CPU、MEM、I/O設(shè)備均需有總線接口電路，通常分別稱為總線接口單元、MEM控制器、I/O接口(或適配器)。ALU……CUBIUI/O設(shè)備I/O接口控制器存儲器I/O接口I/O設(shè)備*總線接口電路的主要功能：①偵測總線狀態(tài)—按總線標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議要求準(zhǔn)確獲得任何時刻的總線狀態(tài)(空閑/地址/數(shù)據(jù)等)；②提出總線使用請求及接收仲裁結(jié)果—

主設(shè)備有該功能；回下頁33③總線側(cè)操作控制—按總線標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議及總線狀態(tài)

決定是否發(fā)起(主設(shè)備)/響應(yīng)(目標(biāo)從設(shè)備)總線操作，按總線標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議完成與總線的操作過程；④設(shè)備側(cè)操作控制—按設(shè)備的操作要求(協(xié)議)

向設(shè)備發(fā)送操作信息(中轉(zhuǎn)總線側(cè)的操作)，或接收設(shè)備操作請求(中轉(zhuǎn)設(shè)備側(cè)的操作)，按設(shè)備的操作協(xié)議完成與設(shè)備的操作過程；⑤數(shù)據(jù)緩沖/鎖存—暫存來自總線或設(shè)備的數(shù)據(jù)，

解決設(shè)備-總線的速度差異；⑥格式轉(zhuǎn)換—按數(shù)據(jù)傳輸方向?qū)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成目標(biāo)方(總線或設(shè)備)所要求的格式，

解決設(shè)備-總線的信號差異，如并-串、電平轉(zhuǎn)換等?！骺偩€接口電路實際上是一個信號及時序轉(zhuǎn)換器！轉(zhuǎn)上頁342、總線-總線的互連實現(xiàn)通過總線橋?qū)崿F(xiàn)總線-總線的互連。*多總線的結(jié)構(gòu)特征：①每個“橋”對應(yīng)一條總線(所有總線的編號均不同)；②“橋”可看作是總線上的特殊設(shè)備(傳遞或控制操作)；③每條總線上可掛接多個“橋”。*多總線的數(shù)據(jù)傳輸方法：主設(shè)備—與單總線的數(shù)據(jù)傳輸類似，發(fā)起總線操作的地址由總線號+目標(biāo)地址組成(常用地址高位作總線號)；總線橋—負(fù)責(zé)控制/傳遞/屏蔽總線操作；從設(shè)備—與單總線的數(shù)據(jù)傳輸相同，判斷總線上目標(biāo)地址，決定是否響應(yīng)總線操作。轉(zhuǎn)30頁回下頁35*多總線的數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)問題：

操作系統(tǒng)(OS)在系統(tǒng)開機(jī)時負(fù)責(zé)完成下列任務(wù)：

①檢測Host總線上所有設(shè)備及橋，給設(shè)備/橋分配ID/總線號，記錄設(shè)備ID-總線號；②循環(huán)檢測所有橋下總線上的設(shè)備/橋，動作同①。問題1—如何得知從設(shè)備處于哪個總線？問題2—主設(shè)備操作時如何得知從設(shè)備處于哪個總線？主設(shè)備用設(shè)備ID查OS的設(shè)備ID-總線號表，用總線號+目標(biāo)地址發(fā)起總線操作。問題3—“橋”如何判斷控制/傳遞/屏蔽總線操作？控制：地址參數(shù)的總線號=橋自身總線號，傳遞：地址參數(shù)的總線號∈{橋所有后繼總線號}，屏蔽：地址參數(shù)的總線號∈{橋及所有后繼總線號}。轉(zhuǎn)上頁36第一章復(fù)習(xí)思考題1、基本概念：總線、主設(shè)備、從設(shè)備、總線周期、總線仲裁、傳輸協(xié)議、傳輸模式、橋2、總線有哪幾類信號線、功能/方向特性如何？總線或總線標(biāo)準(zhǔn)的特性有哪幾個方面？總線帶寬如何計算？3、總線操作包括哪幾個步驟？總線仲裁的結(jié)果是當(dāng)前/下個總線周期的？為什么要有結(jié)束階段？4、菊花鏈或計數(shù)器查詢方式中，總線仲裁機(jī)構(gòu)如何判斷總線空閑、總線周期開始和總線周期結(jié)束的？它何時開始與停止仲裁的？為什么獨立請求方式的總線仲裁機(jī)構(gòu)要連接CB？5、同步傳輸協(xié)議中，CLK長度對主從設(shè)備有何要求？同步協(xié)議如何總線操作步驟中的結(jié)束階段的？6、異步傳輸協(xié)議包含哪幾個步驟、請求可產(chǎn)生的條件是什么？三種子類型的握手次數(shù)各是多少次、設(shè)備控制自身信號撤消的依據(jù)是什么？7、半同步傳輸協(xié)議中，需要哪些信號線?如何表示設(shè)備的等待狀態(tài)？8、總線傳輸模式有哪些？塊傳輸(突發(fā)傳輸)的原理是什么？9、系統(tǒng)總線、局部總線的定義？單總線結(jié)構(gòu)、多總線結(jié)構(gòu)的定義？橋的作用是什么？總線接口單元的主要功能有哪些？37MagneticResonanceImaging磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時間長Damadian1973做出兩個充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像

Mallard1980磁共振裝置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振設(shè)備中國安科

2003諾貝爾獎金LauterburMansfierd時間MR成像基本原理實現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒有核輻射)有一個穩(wěn)定的靜磁場（磁體）梯度場和射頻場：前者用于空間編碼和選層，后者施加特定頻率的射頻脈沖，使之形成磁共振現(xiàn)象信號接收裝置：各種線圈計算機(jī)系統(tǒng)：完成信號采集、傳輸、圖像重建、后處理等

人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下，H核進(jìn)動雜亂無章，磁性相互抵消zMyx進(jìn)入靜磁場后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負(fù)方向），正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后，少數(shù)正向排列（低能態(tài)）的H核合成總磁化矢量M，即為MR信號基礎(chǔ)ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進(jìn)C:90度脈沖對磁化矢量的作用。即M以螺旋運動的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中，產(chǎn)生能量

三、弛豫（Relaxation）回復(fù)“自由”的過程

1.

縱向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢復(fù)，“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能態(tài)1H高能態(tài)1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫時間：

MZ恢復(fù)到M0的2/3所需的時間

T1愈小、M0恢復(fù)愈快T2弛豫時間：MXY喪失2/3所需的時間；T2愈大、同相位時間長MXY持續(xù)時間愈長MXY與ST1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像

所謂的加權(quán)就是“突出”的意思

T1加權(quán)成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別

T2加權(quán)成像（T2WI）----突出組織T2弛豫（橫向弛豫）差別。

磁共振診斷基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像.T1的長度在數(shù)百至數(shù)千毫秒（ms）范圍T2值的長度在數(shù)十至數(shù)千毫秒（ms）范圍

在同一個馳豫過程中,T2比T1短得多

如何觀看MR圖像：首先我們要分清圖像上的各種標(biāo)示。分清掃描序列、掃描部位、掃描層面。正?；虍惓５乃诓课?--即在同一層面觀察、分析T1、T2加權(quán)像上信號改變。絕大部分病變T1WI是低信號、T2WI是高信號改變。只要熟悉掃描部位正常組織結(jié)構(gòu)的信號表現(xiàn)，通常病變與正常組織不會混淆。一般的規(guī)律是T1WI看解剖,T2WI看病變。磁共振成像技術(shù)－－圖像空間分辨力，對比分辨力一、如何確定MRI的來源（一）層面的選擇1.MXY產(chǎn)生（1H共振）條件

RF=ω=γB02.梯度磁場Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同頻率的RF

特定層面1H激勵、共振

3.層厚的影響因素

RF的帶寬↓

GZ的強(qiáng)度↑層厚↓〈二〉體素信號的確定1、頻率編碼2、相位編碼

M0↑--GZ、RF→相應(yīng)層面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋進(jìn)速度不同同頻率一定時間后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋進(jìn)頻率不同位置不同（相位不同）〈三〉空間定位及傅立葉轉(zhuǎn)換

GZ----某一層面產(chǎn)生MXYGX----MXY旋進(jìn)頻率不同

GY----MXY旋進(jìn)相位不同（不影響MXY大?。?/p>

↓某一層面不同的體素，有不同頻率、相位

MRS（FID）第三節(jié)、磁共振檢查技術(shù)檢查技術(shù)產(chǎn)生圖像的序列名產(chǎn)生圖像的脈沖序列技術(shù)名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE壓脂壓水MRA短TR短TE－－T1W長TR長TE－－T2W增強(qiáng)MR最常用的技術(shù)是：多層、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技術(shù)磁共振掃描時間參數(shù)：TR、TE磁共振掃描還有許多其他參數(shù)：層厚、層距、層數(shù)、矩陣等序列常規(guī)序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯度回波（FE）反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR），脂肪抑制（STIR）、水抑制（FLAIR）高級序列水成像（MRCP,MRU,MRM）血管造影（MRA,TOF2D/3D）三維成像（SPGR）彌散成像（DWI）關(guān)節(jié)運動分析是一種成像技術(shù)而非掃描序列自旋回波（SE）必掃序列圖像清晰顯示解剖結(jié)構(gòu)目前只用于T1加權(quán)像快速自旋回波（FSE）必掃序列成像速度快多用于T2加權(quán)像梯度回波（GE）成像速度快對出血敏感T2加權(quán)像水抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）水抑制（FLAIR）抑制自由水梗塞灶顯示清晰判斷病灶成份脂肪抑制反轉(zhuǎn)恢復(fù)（IR）脂肪抑制（STIR）抑制脂肪信號判斷病灶成分其它組織顯示更清晰血管造影（MRA）無需造影劑TOF法PC法MIP投影動靜脈分開顯示水成像（MRCP，MRU，MRM）含水管道系統(tǒng)成像膽道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于診斷梗阻擴(kuò)張超高空間分辨率掃描任意方位重建窄間距重建技術(shù)大大提高對小器官、小病灶的診斷能力三維梯度回波（SPGR） 早期診斷腦梗塞

彌散成像MRI的設(shè)備一、信號的產(chǎn)生、探測接受1.磁體（Magnet）:靜磁場B0（Tesla,T）→組織凈磁矩M0

永磁型（permanentmagnet）常導(dǎo)型（resistivemagnet）超導(dǎo)型（superconductingmagnet）磁體屏蔽（magnetshielding）2.梯度線圈（gradientcoil）:

形成X、Y、Z軸的磁場梯度功率、切換率3.射頻系統(tǒng)（radio-frequencesystem，RF）

MR信號接收二、信號的處理和圖象顯示數(shù)模轉(zhuǎn)換、計算機(jī)，等等；MRI技術(shù)的優(yōu)勢1、軟組織分辨力強(qiáng)（判斷組織特性）2、多方位成像3、流空效應(yīng)（顯示血管）4、無骨骼偽影5、無電離輻射，無碘過敏6、不斷有新的成像技術(shù)MRI技術(shù)的禁忌證和限度1.禁忌證

體內(nèi)彈片、金屬異物各種金屬置入：固定假牙、起搏器、血管夾、人造關(guān)節(jié)、支架等危重病人的生命監(jiān)護(hù)系統(tǒng)、維持系統(tǒng)不能合作病人，早期妊娠，高熱及散熱障礙2.其他鈣化顯示相對較差空間分辨較差（體部，較同等CT）費用昂貴多數(shù)MR機(jī)檢查時間較長1.病人必須去除一切金屬物品，最好更衣，以免金屬物被吸入磁體而影響磁場均勻度，甚或傷及病人。2.掃描過程中病人身體（皮膚）不要直接觸碰磁體內(nèi)壁及各種導(dǎo)線，防止病人灼傷。3.紋身（紋眉）、化妝品、染發(fā)等應(yīng)事先去掉，因其可能會引起灼傷。4.病人應(yīng)帶耳塞，以防聽力損傷。掃描注意事項顱腦MRI適應(yīng)癥顱內(nèi)良惡性占位病變腦血管性疾病梗死、出血、動脈瘤、動靜脈畸形（AVM）等顱腦外傷性疾病腦挫裂傷、外傷性顱內(nèi)血腫等感染性疾病腦膿腫、化膿性腦膜炎、病毒性腦炎、結(jié)核等脫髓鞘性或變性類疾病多發(fā)性硬化（MS）等先天性畸形胼胝體發(fā)育不良、小腦扁桃體下疝畸形等脊柱和脊髓MRI適應(yīng)證1.腫瘤性病變椎管類腫瘤（髓內(nèi)、髓外硬膜內(nèi)、硬膜外），椎骨腫瘤（轉(zhuǎn)移性、原發(fā)性）2.炎癥性疾病脊椎結(jié)核、骨髓炎、椎間盤感染、硬膜外膿腫、蛛網(wǎng)膜炎、脊髓炎等3.外傷骨折、脫位、椎間盤突出、椎管內(nèi)血腫、脊髓損傷等4.脊柱退行性變和椎管狹窄癥椎間盤變性、膨隆、突出、游離，各種原因椎管狹窄，術(shù)后改變，5.脊髓血管畸形和血管瘤6.脊髓脫髓鞘疾病（如MS），脊髓萎縮7.先天性畸形胸部MRI適應(yīng)證呼吸系統(tǒng)對縱隔及肺門區(qū)病變顯示良好，對肺部結(jié)構(gòu)顯示不如CT。胸廓入口病變及其上下比鄰關(guān)系縱隔腫瘤和囊腫及其與大血管的關(guān)系其他較CT無明顯優(yōu)越性心臟及大血管大血管病變各類動脈瘤、腔靜脈血栓等心臟及心包腫瘤，心包其他病變其他（如先心、各種心肌病等）較超聲心動圖無優(yōu)勢，應(yīng)用不廣腹部MRI適應(yīng)證主要用于部分實質(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詨乃溃缙诠撬柩?、骨髓腫瘤或侵犯骨髓的腫瘤）2.結(jié)構(gòu)復(fù)雜關(guān)節(jié)的損傷（膝、髖關(guān)節(jié)）3.形狀復(fù)雜部位的檢查（脊柱、骨盆等）軟件登錄界面軟件掃描界面圖像瀏覽界面膠片打印界面報告界面報告界面2合理應(yīng)用抗菌藥物預(yù)防手術(shù)部位感染概述外科手術(shù)部位感染的2/3發(fā)生在切口醫(yī)療費用的增加病人滿意度下降導(dǎo)致感染、止血和疼痛一直是外科的三大挑戰(zhàn)，止血和疼痛目前已較好解決感染仍是外科醫(yī)生面臨的重大問題，處理不當(dāng)，將產(chǎn)生嚴(yán)重后果外科手術(shù)部位感染占院內(nèi)感染的14%～16%，僅次于呼吸道感染和泌尿道感染，居院內(nèi)感染第3位嚴(yán)重手術(shù)部位的感染——病人的災(zāi)難，醫(yī)生的夢魘

預(yù)防手術(shù)部位感染（surgicalsiteinfection,SSI)

手術(shù)部位感染的40%–60%可以預(yù)防圍手術(shù)期使用抗菌藥物的目的外科醫(yī)生的困惑★圍手術(shù)期應(yīng)用抗生素是預(yù)防什么感染？★哪些情況需要抗生素預(yù)防？★怎樣選擇抗生素？★什么時候開始用藥？★抗生素要用多長時間？定義：指發(fā)生在切口或手術(shù)深部器官或腔隙的感染分類：切口淺部感染切口深部感染器官／腔隙感染一、SSI定義和分類二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)——切口淺部感染

指術(shù)后30天內(nèi)發(fā)生、僅累及皮膚及皮下組織的感染，并至少具備下述情況之一者：

1．切口淺層有膿性分泌物

2．切口淺層分泌物培養(yǎng)出細(xì)菌

3．具有下列癥狀體征之一：紅熱，腫脹，疼痛或壓痛，因而醫(yī)師將切口開放者（如培養(yǎng)陰性則不算感染）

4．由外科醫(yī)師診斷為切口淺部SSI

注意：縫線膿點及戳孔周圍感染不列為手術(shù)部位感染二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)——切口深部感染

指術(shù)后30天內(nèi)（如有人工植入物則為術(shù)后1年內(nèi)）發(fā)生、累及切口深部筋膜及肌層的感染，并至少具備下述情況之一者：

1.切口深部流出膿液

2.切口深部自行裂開或由醫(yī)師主動打開，且具備下列癥狀體征之一：①體溫＞38℃；②局部疼痛或壓痛

3.臨床或經(jīng)手術(shù)或病理組織學(xué)或影像學(xué)診斷，發(fā)現(xiàn)切口深部有膿腫

4.外科醫(yī)師診斷為切口深部感染

注意：感染同時累及切口淺部及深部者，應(yīng)列為深部感染

二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)—器官／腔隙感染

指術(shù)后30天內(nèi)（如有人工植入物★則術(shù)后1年內(nèi)）、發(fā)生在手術(shù)曾涉及部位的器官或腔隙的感染，通過手術(shù)打開或其他手術(shù)處理，并至少具備以下情況之一者：

1.放置于器官/腔隙的引流管有膿性引流物

2.器官/腔隙的液體或組織培養(yǎng)有致病菌

3.經(jīng)手術(shù)或病理組織學(xué)或影像學(xué)診斷器官/腔隙有膿腫

4.外科醫(yī)師診斷為器官/腔隙感染

★人工植入物：指人工心臟瓣膜、人工血管、人工關(guān)節(jié)等二、SSI診斷標(biāo)準(zhǔn)—器官／腔隙感染

不同種類手術(shù)部位的器官/腔隙感染有：

腹部：腹腔內(nèi)感染（腹膜炎，腹腔膿腫）生殖道：子宮內(nèi)膜炎、盆腔炎、盆腔膿腫血管：靜脈或動脈感染三、SSI的發(fā)生率美國1986年～1996年593344例手術(shù)中，發(fā)生SSI15523次，占2.62%英國1997年～2001年152所醫(yī)院報告在74734例手術(shù)中，發(fā)生SSI3151例，占4.22%中國？SSI占院內(nèi)感染的14～16%，僅次于呼吸道感染和泌尿道感染三、SSI的發(fā)生率SSI與部位：非腹部手術(shù)為2%～5%腹部手術(shù)可高達(dá)20%SSI與病人：入住ICU的機(jī)會增加60%再次入院的機(jī)會是未感染者的5倍SSI與切口類型：清潔傷口 1%～2%清潔有植入物 ＜5%可染傷口＜10%手術(shù)類別手術(shù)數(shù)SSI數(shù)感染率(%)小腸手術(shù)6466610.2大腸手術(shù)7116919.7子宮切除術(shù)71271722.4肝、膽管、胰手術(shù)1201512.5膽囊切除術(shù)8222.4不同種類手術(shù)的SSI發(fā)生率：三、SSI的發(fā)生率手術(shù)類別SSI數(shù)SSI類別（%）切口淺部切口深部器官/腔隙小腸手術(shù)6652.335.412.3大腸手術(shù)69158.426.315.3子宮切除術(shù)17278.813.57.6骨折開放復(fù)位12379.712.28.1不同種類手術(shù)的SSI類別：三、SSI的發(fā)生率延遲愈合疝內(nèi)臟膨出膿腫，瘺形成。需要進(jìn)一步處理這里感染將導(dǎo)致:延遲愈合疝內(nèi)臟膨出膿腫、瘺形成需進(jìn)一步處理四、SSI的后果四、SSI的后果在一些重大手術(shù)，器官/腔隙感染可占到1/3。SSI病人死亡的77%與感染有關(guān)，其中90%是器官/腔隙嚴(yán)重感染

——InfectControlandHospEpidemiol,1999,20(40:247-280SSI的死亡率是未感染者的2倍五、導(dǎo)致SSI的危險因素（1）病人因素：高齡、營養(yǎng)不良、糖尿病、肥胖、吸煙、其他部位有感染灶、已有細(xì)菌定植、免疫低下、低氧血癥五、導(dǎo)致SSI的危險因素（2）術(shù)前因素：術(shù)前住院時間過長用剃刀剃毛、剃毛過早手術(shù)野衛(wèi)生狀況差（術(shù)前未很好沐浴）對有指征者未用抗生素預(yù)防五、導(dǎo)致SSI的危險因素（3）手術(shù)因素：手術(shù)時間長、術(shù)中發(fā)生明顯污染置入人工材料、組織創(chuàng)傷大止血不徹底、局部積血積液存在死腔和/或失活組織留置引流術(shù)中低血壓、大量輸血刷手不徹底、消毒液使用不當(dāng)器械敷料滅菌不徹底等手術(shù)特定時間是指在大量同種手術(shù)中處于第75百分位的手術(shù)持續(xù)時間其因手術(shù)種類不同而存在差異超過T越多，SSI機(jī)會越大五、導(dǎo)致SSI的危險因素（4）SSI危險指數(shù)（美國國家醫(yī)院感染監(jiān)測系統(tǒng)制定）：病人術(shù)前已有≥3種危險因素污染或污穢的手術(shù)切口手術(shù)持續(xù)時間超過該類手術(shù)的特定時間（T）

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

在污染細(xì)菌接觸宿主手術(shù)部位前給藥治療

在污染細(xì)菌接觸宿主手術(shù)部位后給藥

防患于未然六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用107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108需植入假體，心臟手術(shù)、神外手術(shù)、血管外科手術(shù)等六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防性抗菌素使用指征：可染傷口(Clean-contaminatedwound)污染傷口（Contaminatedwound）清潔傷口（Cleanwound）但存在感染風(fēng)險六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對哪些病人有用?什么時候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防性抗菌素顯示有效的手術(shù)有：婦產(chǎn)科手術(shù)胃腸道手術(shù)(包括闌尾炎)口咽部手術(shù)腹部和肢體血管手術(shù)心臟手術(shù)骨科假體植入術(shù)開顱手術(shù)某些“清潔”手術(shù)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對哪些病人有用?什么時候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用

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

手術(shù)過程

012345671hr2hrs6hrs1day3-5days細(xì)菌數(shù)logCFU/ml六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用114術(shù)后給藥，細(xì)菌在手術(shù)傷口接種的生長動力學(xué)無改變

手術(shù)過程抗生素血腫血漿六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用Antibioticsinclot

手術(shù)過程

血漿中抗生素予以抗生素血塊中抗生素血漿術(shù)前給藥，可以有效抑制細(xì)菌在手術(shù)傷口的生長六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用116ClassenDC,etal..NEnglJMed1992;326:281切開前時間切開后時間予以抗生素切開六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用不同給藥時間，手術(shù)傷口的感染率不同NEJM1992;326:281-6投藥時間感染數(shù)（%）相對危險度(95%CI)早期（切皮前2-24h）36914(3.8%)6.7(2.9-14.7)4.3手術(shù)前（切皮前45-75min)170810(0.9%)1.0圍手術(shù)期（切皮后3h內(nèi)）2824(1.4%)2.4(0.9-7.9) 2.1手術(shù)后（切皮3h以上）48816(3.3%)5.8(2.6-12.3)

5.8全部284744(1.5%)似然比病人數(shù)六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用結(jié)論：抗生素在切皮前45-75min或麻醉誘導(dǎo)開始時給藥，預(yù)防SSI效果好118六、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?。。】咕貞?yīng)在切皮前45～75min給藥六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對哪些病人有用?什么時候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？有效安全殺菌劑半衰期長相對窄譜廉價六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用抗生素的選擇原則：各類手術(shù)最易引起SSI的病原菌及預(yù)防用藥選擇六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用

手術(shù)最可能的病原菌預(yù)防用藥選擇膽道手術(shù)革蘭陰性桿菌，厭氧菌頭孢呋辛或頭孢哌酮或

(如脆弱類桿菌）頭孢曲松闌尾手術(shù)革蘭陰性桿菌，厭氧菌頭孢呋辛或頭孢噻肟；

(如脆弱類桿菌）＋甲硝唑結(jié)、直腸手術(shù)革蘭陰性桿菌，厭氧菌頭孢呋辛或頭孢曲松或

(如脆弱類桿菌）頭孢噻肟；＋甲硝唑泌尿外科手術(shù)革蘭陰性桿菌頭孢呋辛；環(huán)丙沙星婦產(chǎn)科手術(shù)革蘭陰性桿菌，腸球菌頭孢呋辛或頭孢曲松或

B族鏈球菌，厭氧菌頭孢噻肟；+甲硝唑莫西沙星（可單藥應(yīng)用）注:各種手術(shù)切口感染都可能由葡萄球菌引起六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對哪些病人有用?什么時候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用單次給藥還是多次給藥？沒有證據(jù)顯示多次給藥比單次給藥好傷口關(guān)閉后給藥沒有益處多數(shù)指南建議24小時內(nèi)停藥沒有必要維持抗菌素治療直到撤除尿管和引流管手術(shù)時間延長或術(shù)中出血量較大時可重復(fù)給藥細(xì)菌污染定植感染一次性用藥用藥24h用藥4872h數(shù)小時從十?dāng)?shù)小時到數(shù)十小時六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用用藥時機(jī)不同，用藥期限也應(yīng)不同短時間預(yù)防性應(yīng)用抗生素的優(yōu)點：六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用減少毒副作用不易產(chǎn)生耐藥菌株不易引起微生態(tài)紊亂減輕病人負(fù)擔(dān)可以選用單價較高但效果較好的抗生素減少護(hù)理工作量藥品消耗增加抗菌素相關(guān)并發(fā)癥增加耐藥抗菌素種類增加易引起脆弱芽孢桿菌腸炎MRSA（耐甲氧西林金黃色葡萄球菌）定植六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用延長抗菌素使用的缺點：六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用外科預(yù)防性抗生素的應(yīng)用：預(yù)防性抗生素對哪些病人有用?什么時候開始用藥?抗生素種類選擇?使用單次還是多次?采用怎樣的給藥途徑？正確的給藥方法：六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用應(yīng)靜脈給藥，2030min滴完肌注、口服存在吸收上的個體差異，不能保證血液和組織的藥物濃度，不宜采用常用的-內(nèi)酰胺類抗生素半衰期為12h，若手術(shù)超過３４h，應(yīng)給第２個劑量，必要時還可用第３次可能有損傷腸管的手術(shù)，術(shù)前用抗菌藥物準(zhǔn)備腸道局部抗生素沖洗創(chuàng)腔或傷口無確切預(yù)防效果，不予提倡不應(yīng)將日常全身性應(yīng)用的抗生素應(yīng)用于傷口局部（誘發(fā)高耐藥）必要時可用新霉素、桿菌肽等抗生素緩釋系統(tǒng)（PMMA—青大霉素骨水泥或膠原海綿)局部應(yīng)用可能有一定益處六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用不提倡局部預(yù)防應(yīng)用抗生素：時機(jī)不當(dāng)時間太長選藥不當(dāng)，缺乏針對性六、預(yù)防SSI干預(yù)方法

——抗菌藥物的應(yīng)用預(yù)防用藥易犯的錯誤：在開刀前45-75min之內(nèi)投藥按最新臨床指南選藥術(shù)后24小時內(nèi)停藥擇期手術(shù)后一般無須繼續(xù)使用抗生素大量對比研究證明，手術(shù)后繼續(xù)用藥數(shù)次或數(shù)天并不能降低手術(shù)后感染率若病人有明顯感染高危因素或使用人工植入物，可再用1次或數(shù)次小結(jié)預(yù)防SSI干預(yù)方法

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

脫毛0.6%備皮時間 術(shù)前24小時前 ＞20%

術(shù)前24小時內(nèi) 7.1%

術(shù)前即刻 3.1%方法/時間 術(shù)前即刻剪毛 1.8%

前1晚剪/剃毛 4.0%THANKYOUMagneticResonanceImagingPART01磁共振成像發(fā)生事件作者或公司磁共振發(fā)展史1946發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象BlochPurcell1971發(fā)現(xiàn)腫瘤的T1、T2時間長Damadian1973做出兩個充水試管MR圖像Lauterbur1974活鼠的MR圖像Lauterbur等1976人體胸部的MR圖像Damadian1977初期的全身MR圖像

Mallard1980磁共振裝置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振設(shè)備中國安科

2003諾貝爾獎金LauterburMansfierd時間PART02MR成像基本原理實現(xiàn)人體磁共振成像的條件:人體內(nèi)氫原子核是人體內(nèi)最多的物質(zhì)。最易受外加磁場的影響而發(fā)生磁共振現(xiàn)象(沒有核輻射)有一個穩(wěn)定的靜磁場（磁體）梯度場和射頻場：前者用于空間編碼和選層，后者施加特定頻率的射頻脈沖，使之形成磁共振現(xiàn)象信號接收裝置：各種線圈計算機(jī)系統(tǒng)：完成信號采集、傳輸、圖像重建、后處理等

人體內(nèi)的H核子可看作是自旋狀態(tài)下的小星球。自然狀態(tài)下，H核進(jìn)動雜亂無章，磁性相互抵消zMyx進(jìn)入靜磁場后，H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列（正負(fù)方向），正負(fù)方向的磁矢量相互抵消后，少數(shù)正向排列（低能態(tài)）的H核合成總磁化矢量M，即為MR信號基礎(chǔ)ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脈沖前的磁化矢量MzB:施加90度RF脈沖后的磁化矢量Mxy.并以Larmor頻率橫向施進(jìn)C:90度脈沖對磁化矢量的作用。即M以螺旋運動的形式傾倒到橫向平面ABC在這一過程中，產(chǎn)生能量

三、弛豫（Relaxation）回復(fù)“自由”的過程

1.

縱向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢復(fù)，“量變”高能態(tài)1H→低能態(tài)1H自旋—晶格弛豫、熱弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能態(tài)1H高能態(tài)1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫時間：

MZ恢復(fù)到M0的2/3所需的時間

T1愈小、M0恢復(fù)愈快T2弛豫時間：MXY喪失2/3所需的時間；T2愈大、同相位時間長MXY持續(xù)時間愈長MXY與ST1加權(quán)成像、T2加權(quán)成像

所謂的加權(quán)就是“突出”的意思

T1加權(quán)成像（T1WI）----突出組織T1弛豫（縱向弛豫）差別

T2加權(quán)成像（T2WI）----突出組織T2弛豫（橫向弛豫）差別。

磁共振診斷基于此兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標(biāo)準(zhǔn)圖像.T1的長度在數(shù)百至數(shù)千毫秒（ms）范圍T2值的長度在數(shù)十至數(shù)千毫秒（ms）范圍

在同一個馳豫過程中,T2比T1短得多

如何觀看MR圖像：首先我們要分清圖像上的各種標(biāo)示。分清掃描序列、掃描部位、掃描層面。正?；虍惓５乃诓课?--即在同一層面觀察、分