第1章 柴油发动机构造与维修

项目一汽车电路认知1.1发动机的概念及分类1.2柴油发动机的组成1.3四冲程柴油机的工作原理1.4柴油机的主要性能指标与特性1.5内燃机编号规则返回1.1发动机的概念及分类1.1.1发动机的概念

发动机是将某种形式的能量转换为机械能的机器，它是汽车的动力源。汽车使用的发动机主要是往复活塞式内燃机，即燃料在机器内部燃烧，产生的热能，通过活塞做往复直线运动而直接转化为机械能。内燃机具有效率高、结构紧凑、体积小、质量轻等优点，因而被广泛用做汽车动力源。汽车发动机可根据不同的方法进行分类。下一页返回1.1发动机的概念及分类1.1.2发动机的分类(1)按所用燃料的不同分类现代汽车发动机根据所用燃料的不同可分为汽油发动机和柴油发动机(以下分别简称汽油机和柴油机)。我们通常所说的汽油和空气在化油器内混合成可燃混合气，再输入汽缸加以压缩，然后用电火花点火使之燃烧而发热做功，这种发动机被称为化油器式汽油机。新式汽油机是把汽油直接喷入进气管或汽缸内，与空气混合形成可燃混合气，再用电火花点燃，这种发动机被称为汽油喷射式发动机。汽车用柴油机使用的燃料一般是轻柴油，它由喷油泵和喷油器将柴油直接喷入燃烧室，与汽缸内经过压缩的空气混合，使之在高温下自燃做功。上一页下一页返回1.1发动机的概念及分类(2)按工作循环所需要的行程数分类根据发动机完成一个工作循环所需要的行程数可分为四冲程发动机和二冲程发动机。完成一个工作循环活塞上下往复四个单程的发动机称为四冲程发动机。完成一个工作循环活塞上下往复两个单程的发动机称为二冲程发动机。目前，二冲程发动机在汽车上应用较少。(3)按冷却方式不同分类根据冷却方式不同分为水冷式和风冷式发动机。以水或冷却液为冷却介质的发动机称为水冷发动机。以空气为冷却介质的发动机称为风冷发动机。现代汽车发动机绝大多数采用的是水冷发动机。上一页下一页返回1.1发动机的概念及分类(4)按有无增压装置分类根据有无增压装置可分为增压式发动机和非增压式发动机。利用增压器使进气压力高于大气压力，输进汽缸，称为增压式发动机。利用汽缸的吸力把气体吸入汽缸，称为非增压式发动机。此外，发动机还可根据气门装置位置、汽缸排列方式、汽缸数目等来进行分类。目前，汽车使用最广泛的是四冲程、水冷式、非增压、往复活塞式内燃机。上一页返回1.2柴油发动机的组成现代柴油机是由多个机构与系统有机结合而成的一个整体。各机构与系统各自承担不同的功能，互相协调工作，对外输出功率。柴油机总体构造如图1-1所示。柴油机主要由以下机构与系统组成。1.2.1曲柄连杆机构

(1)曲柄连杆机构的组成曲柄连杆机构主要由发动机机体、曲轴、连杆、活塞等机件组成，承担能量转换与运动转换的功能。曲柄连杆机构是柴油机的主要组成部分，也是柴油机维修的主要部分。下一页返回1.2柴油发动机的组成

(2)曲柄连杆机构的结构介绍发动机机体由缸体、缸盖和油底壳组成。缸体的上部是汽缸盖，下部为曲轴箱。汽缸内安置活塞，容纳并支承曲轴和凸轮轴。曲轴通过主轴颈支承于曲轴箱相应的主轴承座上。连杆上端(连杆小头)与活塞铰接，下端(连杆大头)与曲轴连杆轴颈连接。油底壳用来封闭缸体下端并储存润滑油，缸盖用来封闭缸体上端。活塞上安装有活塞环，封闭活塞与汽缸之间的间隙。曲轴的前端向前伸出缸体，上面安装正时齿轮与皮带轮。曲轴的后端向后伸出缸体，上面固定有飞轮，对外输出动力。上一页下一页返回1.2柴油发动机的组成1.2.2配气机构

(1)配气机构的组成配气机构的功用是定期将空气输入汽缸，将燃烧后产生的废气排出汽缸。配气机构主要由凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂总成、气门、气门座圈和凸轮轴的驱动装置等组成。

(2)配气机构的结构介绍凸轮轴是一根与汽缸组长度相同的圆柱形棒体，上面有若干个凸轮。凸轮轴的一端是轴承支撑点，另一端则与驱动轮相连接。凸轮轴上分布有与气门数相同的凸轮，位于凸轮上方的挺柱可以被凸轮推动而上下移动。上一页下一页返回1.2柴油发动机的组成气门分成进气门与排气门两大类，分别用来封闭进气道与排气道。气门安装在固定于缸盖的气门导管内，气门弹簧一端支承于缸盖，另一端支承于气门尾端。气门弹簧将气门头的密封锥面紧紧地压在气门座圈相应的锥面上，将气道封闭。摇臂总成固定于缸盖，摇臂的一端与气门尾端接触，另一端与挺柱之间通过推杆传力。凸轮轴的前端固定有正时齿轮，与曲轴正时齿轮啮合，由曲轴通过正时齿轮带动其旋转。凸轮轴旋转时，凸轮周期性地将挺柱推起，通过推杆使摇臂绕摇臂轴摆动。摇臂的一端将气门向下推，克服弹簧弹力后将气门打开。凸轮转过以后，对气门的推力逐渐消失，气门在弹簧的作用下关闭。上一页下一页返回1.2柴油发动机的组成1.2.3燃料供给系统燃料供给系统的主要功用是:为发动机燃料提供清洁的空气;将燃烧后的废气排出汽缸;将柴油以高压雾状喷入燃烧室内，使之蒸发，混合并燃烧。燃料供给系统由以下装置组成。

(1)进排气装置分列汽缸两侧的进气管、排气管与缸盖上相应的气道对正后固定于缸盖上。空气滤清器安装于进气管口。排气消声器安装于排气管口。上一页下一页返回1.2柴油发动机的组成(2)燃油供给装置安装于喷油泵壳体上的输油泵将柴油从油箱中泵出，经柴油滤清器过滤后，送入喷油泵低压油腔。喷油泵固定于发动机缸体的一侧，由正时齿轮驱动。喷油泵的分泵数量与汽缸数相同，每一个分泵通过高压油管与安装于缸盖上的喷油器连通。每一个汽缸有一个喷油器，喷油器体穿进缸盖，喷油嘴位于燃烧室内。喷油泵产生的高压柴油通过高压油管进入喷油器，喷油器将高压柴油以雾状喷入燃烧室内。喷油器与喷油泵的低压油腔之间有回油管相通，多余的柴油通过回油管流回低压油腔。上一页下一页返回1.2柴油发动机的组成1.2.4冷却系统发动机在工作中会将大量的热量传给缸体、缸盖及其他机件，会使发动机温度迅速升高，可导致发动机不能正常工作，因此发动机设有冷却系统对发动机进行冷却，以保证发动机的正常工作温度。在汽缸周围和缸盖燃烧室周围设有水套，充满冷却液，直接吸收燃气传给缸体与缸盖的热量。水泵固定在缸体前部，由曲轴通过带传动驱动旋转。散热器安装于发动机的前方迎风面。上一页下一页返回1.2柴油发动机的组成散热器的进水管与缸盖水套相通，出水管通过水泵与缸体水套相通。发动机运转时，水泵将冷却液在水套与散热器之间进行循环，把发动机水套内高温的冷却液抽入散热器进行散热，再将散热后的低温冷却液送入水套继续对发动机进行冷却。为了增大通过散热器的风量，加强散热效果，在散热器后面安装有风扇。冷却系统通过控制进入散热器的冷却液量(通过节温器)、控制风扇的转速(通过风扇离合器)和控制散热器的通风面积(通过百叶窗)，对发动机的工作温度进行调节控制。上一页下一页返回1.2柴油发动机的组成1.2.5润滑系统发动机在运转时，互相摩擦的零件是很多的，如曲轴颈与轴瓦之间、活塞与汽缸壁之间以及其他部位等。摩擦导致阻力增大，使发动机的机械效率下降;摩擦还会使零件产生磨损，影响发动机的使用寿命;摩擦使零件表面温度升高，破坏正常的配合间隙，影响零件之间的相互运动，甚至烧熔零件表面而互相焊接，使发动机不能工作。为保证发动机正常工作，发动机设有润滑系统，对发动机进行润滑。润滑就是将内燃机油(简称机油)通过遍布发动机机体的油道，送到发动机各摩擦零件的表面，形成一层油膜，将互相摩擦的零件分隔开。活塞与汽缸壁之间的油膜，还起到辅助密封汽缸的作用。机油存放于发动机油底壳内。机油泵将机油吸出，经滤清器过滤后，通过机体上的油道送到各摩擦表面。上一页下一页返回1.2柴油发动机的组成1.2.6起动系统柴油机由静止状态转转入运转状态的过程，称为柴油机的起动。起动时，必须通过外力使柴油机转速达到最低稳定转速以上才可使其投入正常运转。在柴油机上设有起动系统，除蓄电池和控制电路外，主要是起动机。起动机固定于发动机缸体一侧，其驱动齿轮位于发动机飞轮壳内，飞轮外缘安装有齿圈。平时，齿轮与齿圈互相脱开;启动时，起动机电枢轴旋转，将齿轮与齿圈啮合，带动飞轮和曲轴旋转而启动。发动机缸体和缸盖是发动机所有零部件的安装基体，缸体的质量直接影响其他机件的安装位置，继而影响发动机的工作。上一页返回1.3四冲程柴油机的工作原理柴油机是将柴油的化学能转变成机械能的机器。完成能量的转换并对外输出功率需要经过下面儿个过程。①将液态柴油蒸发，与空气充分混合后燃烧放出热量(柴油的化学能通过燃烧转变成热能);②燃烧产生的热量加热汽缸中的气体，使气体的压力升高，体积膨胀，推动活塞移动(热能通过气体的体积膨胀转变成机械能);③移动的活塞通过连杆使曲轴旋转，并通过飞轮将动力输出(通过曲柄连杆机构往复直线运动变成连续的转动)。下面以单缸柴油机为例，说明柴油机的基本结构、工作原理和工作过程。下一页返回1.3四冲程柴油机的工作原理1.3.1单缸柴油机的简单结构与参数(1)单缸柴油机的简单结构单缸柴油机结构原理简图如图1-2所示，汽缸体设有圆柱形汽缸，圆柱形的活塞位于汽缸内，并可沿汽缸轴线做上、下往复移动。曲轴箱固定于缸体下端面。曲轴位于曲轴箱内，通过两端的主轴颈支承于曲轴箱两侧。汽缸与曲轴箱相通，连杆将位于汽缸内的活塞和位于曲轴箱内的曲轴连接起来。连杆上端通过活塞销与活塞铰接，下端则套装于曲轴的连杆轴颈。汽缸盖固定于缸体上端面，将汽缸封闭。喷油器固定于汽缸盖，喷油嘴位于燃烧室内。进气门与排气门用来封闭与打开进、排气道。进、排气门由凸轮轴通过挺柱驱动。上一页下一页返回1.3四冲程柴油机的工作原理

(2)单缸柴油机各运动件的运动情况由于曲轴连杆轴颈的轴线与主轴颈轴线之间有一定的距离，因此:①活塞做往复直线移动时，通过连杆作用于曲轴连杆轴颈的作用力产生绕主轴径轴线的力矩，使曲轴旋转;②曲轴旋转时，连杆轴颈对连杆产生推力，通过连杆使活塞做往复直线移动;③在连杆运动过程中，连杆上端做往复直线运动，连杆下端做旋转运动，连接上、下端的连杆身做摆动;④曲轴旋转时，通过正时齿轮驱动凸轮轴旋转，凸轮轴上的凸轮定期将气门推离气门座圈，使气门打开。当凸轮对气门的推力消失后，气门在气门弹簧弹力的作用下关闭。汽缸示意图如图1-3所示。上一页下一页返回1.3四冲程柴油机的工作原理(3)参数与名词术语上止点:当活塞移动至离曲轴旋转中心最远处时，活塞顶在汽缸内对应的位置。下止点:当活塞移动至离曲轴旋转中心最近处时，活塞顶在汽缸内对应的位置。活塞冲程:活塞在两个止点间移动一次，称为一个冲程。一个冲程曲轴旋转180°。

曲柄半径:曲轴主轴线与连杆轴颈轴线之间的距离，称为曲柄半径，用R表示。活塞行程:活塞在两个止点间移动一次的距离，称为活塞行程，用S表示，S=2R。上一页下一页返回1.3四冲程柴油机的工作原理汽缸工作容积:活塞从上止点位置移动至下止点位置所让出空间的容积，称为汽缸工作容积，用vh表示。燃烧室容积:当活塞位于上止点时，活塞顶面上方空间的容积，称为燃烧室容积，用va表示。汽缸总容积:当活塞位于下止点时，活塞顶面上方空间的容积，称为汽缸总容积，用vL表示。压缩比ε:汽缸总容积与燃烧室容积之比，称为压缩比ε。ε=vL/va=1+vh/va。上一页下一页返回1.3四冲程柴油机的工作原理1.3.2四冲程柴油机工作原理与工作过程柴油机完成一次能量转换并对外输出功率，需要完成进气、压缩、做功和排气4个工作过程，称为一个工作循环。每一个工作过程对应一个活塞冲程，完成一个工作循环需要4个活塞冲程的柴油机，称为四冲程柴油机。四冲程柴油机完成一个工作循环，曲轴旋转720°(两圈)，活塞上下运行各两次。

(1)进气行程活塞位于上止点，进气门打开，排气门处于关闭状态。旋转的曲轴通过连杆将活塞下移。活塞下移导致活塞上方空间增大，压力下降，汽缸内压力低于大气压力。外界空气在大气压力与汽缸内压力差的作用下，进入汽缸。进气行程一直持续到活塞到达下止点，进气门关闭为止。上一页下一页返回1.3四冲程柴油机的工作原理

(2)压缩过程活塞到达下止点时，进气行程结束，进、排气门均处于关闭状态，缸内气体与外界隔绝，活塞在曲轴的带动下向上移动。由于活塞上方的空间减小，导致气体被压缩，压力升高。当活塞到达上止点时，汽缸内的气体被局限在燃烧室内。由于气体被压缩，压缩终了汽缸内气体的温度与压力升高。气体被压缩的程度取决于压缩比的大小。压缩比越大，被压缩程度越高，压缩终了汽缸内的压力与温度越高。上一页下一页返回1.3四冲程柴油机的工作原理

(3)做功行程压缩接近终了，一定量的柴油被喷油器以高压、雾状喷入燃烧室内。由于此时燃烧室内的温度高于柴油的自燃温度，喷入燃烧室内的柴油与空气混合形成可燃混合气并发生自燃。燃料的燃烧导致汽缸内压力急剧升高，推动活塞向下移动，通过连杆使曲轴旋转，对外输出功率。做功行程持续到活塞到达下止点时为止。(4)排气行程做功终了，活塞位于下止点，汽缸内充满燃烧后的废气。此时，排气门打开，活塞在曲轴的带动下向上移动，将汽缸内的废气排出汽缸，直到活塞移动到上止点，排气门关闭，排气行程结束。上一页下一页返回1.3四冲程柴油机的工作原理1.3.3柴油机的工作过程总结柴油机每完成一次能量转换，都需要完成进气、压缩、做功和排气4个工作过程，即完成一个工作循环。柴油机随即重复下一个循环，如此往复不止。不难看出，在单缸发动机的一个工作循环中，只有做功行程由活塞带动曲轴旋转，而其余3个行程，都是由曲轴带动活塞移动。发动机只有1/4的时间对外做功，做功不连续，发动机运转不稳定。在非做功行程，需要外部动力使曲轴带动活塞移动，以维持发动机的连续运转。上一页下一页返回1.3四冲程柴油机的工作原理为此，在曲轴的后端轴上固定有一个转动惯量很大的飞轮。飞轮在发动机做功行程储存足够的能量，在非做功行程释放能量使曲轴继续旋转，完成其他工作过程。同时，飞轮还能使发动机的转速稳定。单缸发动机不适合汽车使用，汽车上都使用多缸发动机。多缸发动机不但输出功率大，而且在一个工作循环中将各缸的做功行程错开，因此总有做功的汽缸来克服其他缸的阻力。多缸发动机的转速稳定，而且飞轮的质量与尺寸可以减小。上一页下一页返回1.3四冲程柴油机的工作原理1.3.4四冲程汽油机与柴油机工作原理的比较由上述四冲程柴油机的工作循环可知，汽油机和柴油机的工作循环既有共同点，又有差别，归纳如下。①两种发动机中，每完成一个工作循环，曲轴均转两周(720°);每完成一个行程，曲轴转半周(180°)。进气行程是进气门开启，排气行程是排气门开启，其余两个行程进、排气门均关闭。②无论是汽油机还是柴油机，在4个行程中，都只有做功行程产生动力，其余3个行程是为做功行程做准备的辅助行程，都要消耗一部分能量。上一页下一页返回1.3四冲程柴油机的工作原理③两种发动机运转的第一循环，都必须靠外力使曲轴旋转，才能完成进气和压缩行程;做功行程开始后，做功能量储存在飞轮内，以维持循环继续进行。④汽油机的混合气是在汽缸外部形成的，进气行程中吸入汽缸的是可燃混合气;柴油机的混合气是在汽缸内部形成的，进气行程中吸入汽缸的是纯空气。⑤汽油机在压缩终了时，靠火花塞强制点火燃烧;而柴油机则靠混合气自燃点火燃烧。上一页返回1.4柴油机的主要性能指标与特性1.4.1柴油机的主要性能指标柴油机的主要性能指标包括动力性指标和经济性指标两大类。(1)动力性指标有效转矩:柴油机通过飞轮对外输出的转矩(单位为N.m)。

有效功率:柴油机通过飞轮对外输出的功率，单位为kW。

柴油机转速:柴油机运转时曲轴的转速，单位为rpm。(2)经济性指标燃料消耗率:柴油机每发出1kW有效功率，在1h内消耗的柴油的质量，单位为g/kWh。下一页返回1.4柴油机的主要性能指标与特性1.4.2柴油机的输出特性

(1)加速踏板对发动机输出特性的控制若加速踏板位置不变，当阻力矩改变时，会导致发动机的转速发生变化，使发动机有效转矩随之改变。比如阻力矩增大，会导致发动机转速下降。当发动机转速下降时，有效转矩会有一定程度的增大，而重新与阻力矩平衡。当有效转矩不能与阻力矩平衡时，会导致发动机转速不断下降，直到发动机熄火停转。同理，当阻力矩减小时，发动机转速会升高，直至有效转矩重新与阻力矩平衡。当阻力矩发生变化时，通过改变加速踏板的位置，使发动机的喷油量改变，发动机的有效转矩随之改变，直至与阻力矩平衡。此时，发动机的转速没有改变，但有效转矩与发动机输出功率改变。上一页下一页返回1.4柴油机的主要性能指标与特性若阻力矩不变，改变加速踏板的位置，发动机的供油量改变。由于发动机输出转矩总是与阻力矩平衡，导致发动机转速发生改变。如踩下加速踏板，发动机输出功率增大，输出转矩大于阻力矩。此时，发动机加速，带动汽车速度升高，阻力矩增大，直到发动机输出转矩重新平衡，发动机重新稳定运转为止。从上面可以看出，加速踏板位置一定时，发动机转速的大小取决于发动机受到的阻力矩的大小。发动机受到的阻力矩越大，对应的发动机转速就越低。发动机的输出功率与发动机转速有很大关系。发动机在没有达到最大输出功率前，随着发动机转速的升高，输出功率增大。上一页下一页返回1.4柴油机的主要性能指标与特性

(2)发动机的负荷率发动机实际输出功率与同一转速下所能发出的最大输出功率之比称为发动机的负荷率。由于加速踏板的位置与负荷率成正比，一般将加速踏板踩下的程度作为发动机的负荷率。由于发动机具有一定的后备功率，汽车在正常行驶过程中，发动机处于大负荷(负荷率大于85%)工况是不多的。上一页返回1.5内燃机编号规则为了便于内燃机的生产管理和使用，我国于1991年对内燃机名称和型号的编制方法进行了重新审定并颁布了国家标准GB/T725-1991。标准规定:内燃机名称按所采用的主要燃料来命名，内燃机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成，其排列顺序和意义规定如图1-4所示。内燃机型号编制示例柴油机:

CA6110—第一汽车集团公司生产、六缸、四冲程、直列、缸径110mm,水冷、通用型。12V135ZG—12缸、V型、四冲程、缸径135mm、水冷、增压、工程机械用。下一页返回图1-1柴油机总体构浩返回图1-2单缸柴油机结构原理简图返回图1-3汽缸示意图返回图1-4内燃机型号的编制方法返回MagneticResonanceImaging磁共振成像发生事件作者或公司磁共振发展史1946发现磁共振现象BlochPurcell1971发现肿瘤的T1、T2时间长Damadian1973做出两个充水试管MR图像Lauterbur1974活鼠的MR图像Lauterbur等1976人体胸部的MR图像Damadian1977初期的全身MR图像

Mallard1980磁共振装置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振设备中国安科

2003诺贝尔奖金LauterburMansfierd时间MR成像基本原理实现人体磁共振成像的条件:人体内氢原子核是人体内最多的物质。最易受外加磁场的影响而发生磁共振现象(没有核辐射)有一个稳定的静磁场（磁体）梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，后者施加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象信号接收装置：各种线圈计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后处理等

人体内的H核子可看作是自旋状态下的小星球。自然状态下，H核进动杂乱无章，磁性相互抵消zMyx进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脉冲前的磁化矢量MzB:施加90度RF脉冲后的磁化矢量Mxy.并以Larmor频率横向施进C:90度脉冲对磁化矢量的作用。即M以螺旋运动的形式倾倒到横向平面ABC在这一过程中，产生能量

三、弛豫（Relaxation）回复“自由”的过程

1.

纵向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢复，“量变”高能态1H→低能态1H自旋—晶格弛豫、热弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能态1H高能态1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫时间：

MZ恢复到M0的2/3所需的时间

T1愈小、M0恢复愈快T2弛豫时间：MXY丧失2/3所需的时间；T2愈大、同相位时间长MXY持续时间愈长MXY与ST1加权成像、T2加权成像

所谓的加权就是“突出”的意思

T1加权成像（T1WI）----突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别

T2加权成像（T2WI）----突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别。

磁共振诊断基于此两种标准图像磁共振常规h检查必扫这两种标准图像.T1的长度在数百至数千毫秒（ms）范围T2值的长度在数十至数千毫秒（ms）范围

在同一个驰豫过程中,T2比T1短得多

如何观看MR图像：首先我们要分清图像上的各种标示。分清扫描序列、扫描部位、扫描层面。正常或异常的所在部位---即在同一层面观察、分析T1、T2加权像上信号改变。绝大部分病变T1WI是低信号、T2WI是高信号改变。只要熟悉扫描部位正常组织结构的信号表现，通常病变与正常组织不会混淆。一般的规律是T1WI看解剖,T2WI看病变。磁共振成像技术－－图像空间分辨力，对比分辨力一、如何确定MRI的来源（一）层面的选择1.MXY产生（1H共振）条件

RF=ω=γB02.梯度磁场Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同频率的RF

特定层面1H激励、共振

3.层厚的影响因素

RF的带宽↓

GZ的强度↑层厚↓〈二〉体素信号的确定1、频率编码2、相位编码

M0↑--GZ、RF→相应层面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋进速度不同同频率一定时间后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋进频率不同位置不同（相位不同）〈三〉空间定位及傅立叶转换

GZ----某一层面产生MXYGX----MXY旋进频率不同

GY----MXY旋进相位不同（不影响MXY大小）

↓某一层面不同的体素，有不同频率、相位

MRS（FID）第三节、磁共振检查技术检查技术产生图像的序列名产生图像的脉冲序列技术名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE压脂压水MRA短TR短TE－－T1W长TR长TE－－T2W增强MR最常用的技术是：多层、多回波的SE（spinecho，自旋回波）技术磁共振扫描时间参数：TR、TE磁共振扫描还有许多其他参数：层厚、层距、层数、矩阵等序列常规序列自旋回波（SE）,快速自旋回波（FSE）梯度回波（FE）反转恢复（IR），脂肪抑制（STIR）、水抑制（FLAIR）高级序列水成像（MRCP,MRU,MRM）血管造影（MRA,TOF2D/3D）三维成像（SPGR）弥散成像（DWI）关节运动分析是一种成像技术而非扫描序列自旋回波（SE）必扫序列图像清晰显示解剖结构目前只用于T1加权像快速自旋回波（FSE）必扫序列成像速度快多用于T2加权像梯度回波（GE）成像速度快对出血敏感T2加权像水抑制反转恢复（IR）水抑制（FLAIR）抑制自由水梗塞灶显示清晰判断病灶成份脂肪抑制反转恢复（IR）脂肪抑制（STIR）抑制脂肪信号判断病灶成分其它组织显示更清晰血管造影（MRA）无需造影剂TOF法PC法MIP投影动静脉分开显示水成像（MRCP，MRU，MRM）含水管道系统成像胆道MRCP泌尿路MRU椎管MRM主要用于诊断梗阻扩张超高空间分辨率扫描任意方位重建窄间距重建技术大大提高对小器官、小病灶的诊断能力三维梯度回波（SPGR） 早期诊断脑梗塞

弥散成像MRI的设备一、信号的产生、探测接受1.磁体（Magnet）:静磁场B0（Tesla,T）→组织净磁矩M0

永磁型（permanentmagnet）常导型（resistivemagnet）超导型（superconductingmagnet）磁体屏蔽（magnetshielding）2.梯度线圈（gradientcoil）:

形成X、Y、Z轴的磁场梯度功率、切换率3.射频系统（radio-frequencesystem，RF）

MR信号接收二、信号的处理和图象显示数模转换、计算机，等等；MRI技术的优势1、软组织分辨力强（判断组织特性）2、多方位成像3、流空效应（显示血管）4、无骨骼伪影5、无电离辐射，无碘过敏6、不断有新的成像技术MRI技术的禁忌证和限度1.禁忌证

体内弹片、金属异物各种金属置入：固定假牙、起搏器、血管夹、人造关节、支架等危重病人的生命监护系统、维持系统不能合作病人，早期妊娠，高热及散热障碍2.其他钙化显示相对较差空间分辨较差（体部，较同等CT）费用昂贵多数MR机检查时间较长1.病人必须去除一切金属物品，最好更衣，以免金属物被吸入磁体而影响磁场均匀度，甚或伤及病人。2.扫描过程中病人身体（皮肤）不要直接触碰磁体内壁及各种导线，防止病人灼伤。3.纹身（纹眉）、化妆品、染发等应事先去掉，因其可能会引起灼伤。4.病人应带耳塞，以防听力损伤。扫描注意事项颅脑MRI适应症颅内良恶性占位病变脑血管性疾病梗死、出血、动脉瘤、动静脉畸形（AVM）等颅脑外伤性疾病脑挫裂伤、外伤性颅内血肿等感染性疾病脑脓肿、化脓性脑膜炎、病毒性脑炎、结核等脱髓鞘性或变性类疾病多发性硬化（MS）等先天性畸形胼胝体发育不良、小脑扁桃体下疝畸形等脊柱和脊髓MRI适应证1.肿瘤性病变椎管类肿瘤（髓内、髓外硬膜内、硬膜外），椎骨肿瘤（转移性、原发性）2.炎症性疾病脊椎结核、骨髓炎、椎间盘感染、硬膜外脓肿、蛛网膜炎、脊髓炎等3.外伤骨折、脱位、椎间盘突出、椎管内血肿、脊髓损伤等4.脊柱退行性变和椎管狭窄症椎间盘变性、膨隆、突出、游离，各种原因椎管狭窄，术后改变，5.脊髓血管畸形和血管瘤6.脊髓脱髓鞘疾病（如MS），脊髓萎缩7.先天性畸形胸部MRI适应证呼吸系统对纵隔及肺门区病变显示良好，对肺部结构显示不如CT。胸廓入口病变及其上下比邻关系纵隔肿瘤和囊肿及其与大血管的关系其他较CT无明显优越性心脏及大血管大血管病变各类动脉瘤、腔静脉血栓等心脏及心包肿瘤，心包其他病变其他（如先心、各种心肌病等）较超声心动图无优势，应用不广腹部MRI适应证主要用于部分实质性器官的肿瘤性病变肝肿瘤性病变，提供鉴别信息胰腺肿瘤，有利小胰癌、胰岛细胞癌显示宫颈、宫体良恶性肿瘤及分期等，先天畸形肿瘤的定位（脏器上下缘附近）、分期胆道、尿路梗阻和肿瘤，MRCP，MRU直肠肿瘤骨与关节MRI适应证X线及CT的后续检查手段－－钙质显示差和空间分辨力部分情况可作首选：1.累及骨髓改变的骨病（早期骨缺血性坏死，早期骨髓炎、骨髓肿瘤或侵犯骨髓的肿瘤）2.结构复杂关节的损伤（膝、髋关节）3.形状复杂部位的检查（脊柱、骨盆等）软件登录界面软件扫描界面图像浏览界面胶片打印界面报告界面报告界面2合理应用抗菌药物预防手术部位感染概述外科手术部位感染的2/3发生在切口医疗费用的增加病人满意度下降导致感染、止血和疼痛一直是外科的三大挑战，止血和疼痛目前已较好解决感染仍是外科医生面临的重大问题，处理不当，将产生严重后果外科手术部位感染占院内感染的14%～16%，仅次于呼吸道感染和泌尿道感染，居院内感染第3位严重手术部位的感染——病人的灾难，医生的梦魇

预防手术部位感染（surgicalsiteinfection,SSI)

手术部位感染的40%–60%可以预防围手术期使用抗菌药物的目的外科医生的困惑★围手术期应用抗生素是预防什么感染？★哪些情况需要抗生素预防？★怎样选择抗生素？★什么时候开始用药？★抗生素要用多长时间？定义：指发生在切口或手术深部器官或腔隙的感染分类：切口浅部感染切口深部感染器官／腔隙感染一、SSI定义和分类二、SSI诊断标准——切口浅部感染

指术后30天内发生、仅累及皮肤及皮下组织的感染，并至少具备下述情况之一者：

1．切口浅层有脓性分泌物

2．切口浅层分泌物培养出细菌

3．具有下列症状体征之一：红热，肿胀，疼痛或压痛，因而医师将切口开放者（如培养阴性则不算感染）

4．由外科医师诊断为切口浅部SSI

注意：缝线脓点及戳孔周围感染不列为手术部位感染二、SSI诊断标准——切口深部感染

指术后30天内（如有人工植入物则为术后1年内）发生、累及切口深部筋膜及肌层的感染，并至少具备下述情况之一者：

1.切口深部流出脓液

2.切口深部自行裂开或由医师主动打开，且具备下列症状体征之一：①体温＞38℃；②局部疼痛或压痛

3.临床或经手术或病理组织学或影像学诊断，发现切口深部有脓肿

4.外科医师诊断为切口深部感染

注意：感染同时累及切口浅部及深部者，应列为深部感染

二、SSI诊断标准—器官／腔隙感染

指术后30天内（如有人工植入物★则术后1年内）、发生在手术曾涉及部位的器官或腔隙的感染，通过手术打开或其他手术处理，并至少具备以下情况之一者：

1.放置于器官/腔隙的引流管有脓性引流物

2.器官/腔隙的液体或组织培养有致病菌

3.经手术或病理组织学或影像学诊断器官/腔隙有脓肿

4.外科医师诊断为器官/腔隙感染

★人工植入物：指人工心脏瓣膜、人工血管、人工关节等二、SSI诊断标准—器官／腔隙感染

不同种类手术部位的器官/腔隙感染有：

腹部：腹腔内感染（腹膜炎，腹腔脓肿）生殖道：子宫内膜炎、盆腔炎、盆腔脓肿血管：静脉或动脉感染三、SSI的发生率美国1986年～1996年593344例手术中，发生SSI15523次，占2.62%英国1997年～2001年152所医院报告在74734例手术中，发生SSI3151例，占4.22%中国？SSI占院内感染的14～16%，仅次于呼吸道感染和泌尿道感染三、SSI的发生率SSI与部位：非腹部手术为2%～5%腹部手术可高达20%SSI与病人：入住ICU的机会增加60%再次入院的机会是未感染者的5倍SSI与切口类型：清洁伤口 1%～2%清洁有植入物 ＜5%可染伤口＜10%手术类别手术数SSI数感染率(%)小肠手术6466610.2大肠手术7116919.7子宫切除术71271722.4肝、胆管、胰手术1201512.5胆囊切除术8222.4不同种类手术的SSI发生率：三、SSI的发生率手术类别SSI数SSI类别（%）切口浅部切口深部器官/腔隙小肠手术6652.335.412.3大肠手术69158.426.315.3子宫切除术17278.813.57.6骨折开放复位12379.712.28.1不同种类手术的SSI类别：三、SSI的发生率延迟愈合疝内脏膨出脓肿，瘘形成。需要进一步处理这里感染将导致:延迟愈合疝内脏膨出脓肿、瘘形成需进一步处理四、SSI的后果四、SSI的后果在一些重大手术，器官/腔隙感染可占到1/3。SSI病人死亡的77%与感染有关，其中90%是器官/腔隙严重感染

——InfectControlandHospEpidemiol,1999,20(40:247-280SSI的死亡率是未感染者的2倍五、导致SSI的危险因素（1）病人因素：高龄、营养不良、糖尿病、肥胖、吸烟、其他部位有感染灶、已有细菌定植、免疫低下、低氧血症五、导致SSI的危险因素（2）术前因素：术前住院时间过长用剃刀剃毛、剃毛过早手术野卫生状况差（术前未很好沐浴）对有指征者未用抗生素预防五、导致SSI的危险因素（3）手术因素：手术时间长、术中发生明显污染置入人工材料、组织创伤大止血不彻底、局部积血积液存在死腔和/或失活组织留置引流术中低血压、大量输血刷手不彻底、消毒液使用不当器械敷料灭菌不彻底等手术特定时间是指在大量同种手术中处于第75百分位的手术持续时间其因手术种类不同而存在差异超过T越多，SSI机会越大五、导致SSI的危险因素（4）SSI危险指数（美国国家医院感染监测系统制定）：病人术前已有≥3种危险因素污染或污秽的手术切口手术持续时间超过该类手术的特定时间（T）

（或一般手术＞2h)六、预防SSI干预方法根据指南使用预防性抗菌药物正确脱毛方法缩短术前住院时间维持手术患者的正常体温血糖控制氧疗抗菌素的预防/治疗预防

在污染细菌接触宿主手术部位前给药治疗

在污染细菌接触宿主手术部位后给药

防患于未然六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用106预防和治疗性抗菌素使用目的：清洁手术：防止可能的外源污染可染手术：减少粘膜定植细菌的数量污染手术：清除已经污染宿主的细菌六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用107需植入假体，心脏手术、神外手术、血管外科手术等六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防性抗菌素使用指征：可染伤口(Clean-contaminatedwound)污染伤口（Contaminatedwound）清洁伤口（Cleanwound）但存在感染风险六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防性抗菌素显示有效的手术有：妇产科手术胃肠道手术(包括阑尾炎)口咽部手术腹部和肢体血管手术心脏手术骨科假体植入术开颅手术某些“清洁”手术六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用

理想的给药时间？目前还没有明确的证据表明最佳的给药时机研究显示：切皮前45～75min给药，SSI发生率最低，且不建议在切皮前30min内给药影响给药时间的因素:所选药物的代谢动力学特性手术中污染发生的可能时间病人的循环动力学状态止血带的使用剖宫产细菌在手术伤口接种后的生长动力学

手术过程

012345671hr2hrs6hrs1day3-5days细菌数logCFU/ml六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用113术后给药，细菌在手术伤口接种的生长动力学无改变

手术过程抗生素血肿血浆六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用Antibioticsinclot

手术过程

血浆中抗生素予以抗生素血块中抗生素血浆术前给药，可以有效抑制细菌在手术伤口的生长六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用115ClassenDC,etal..NEnglJMed1992;326:281切开前时间切开后时间予以抗生素切开六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用不同给药时间，手术伤口的感染率不同NEJM1992;326:281-6投药时间感染数（%）相对危险度(95%CI)早期（切皮前2-24h）36914(3.8%)6.7(2.9-14.7)4.3手术前（切皮前45-75min)170810(0.9%)1.0围手术期（切皮后3h内）2824(1.4%)2.4(0.9-7.9) 2.1手术后（切皮3h以上）48816(3.3%)5.8(2.6-12.3)

5.8全部284744(1.5%)似然比病人数六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用结论：抗生素在切皮前45-75min或麻醉诱导开始时给药，预防SSI效果好117六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用切口切开后，局部抗生素分布将受阻必须在切口切开前给药！！！抗菌素应在切皮前45～75min给药六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？有效安全杀菌剂半衰期长相对窄谱廉价六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用抗生素的选择原则：各类手术最易引起SSI的病原菌及预防用药选择六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用

手术最可能的病原菌预防用药选择胆道手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢哌酮或

(如脆弱类杆菌）头孢曲松阑尾手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢噻肟；

(如脆弱类杆菌）＋甲硝唑结、直肠手术革兰阴性杆菌，厌氧菌头孢呋辛或头孢曲松或

(如脆弱类杆菌）头孢噻肟；＋甲硝唑泌尿外科手术革兰阴性杆菌头孢呋辛；环丙沙星妇产科手术革兰阴性杆菌，肠球菌头孢呋辛或头孢曲松或

B族链球菌，厌氧菌头孢噻肟；+甲硝唑莫西沙星（可单药应用）注:各种手术切口感染都可能由葡萄球菌引起六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用单次给药还是多次给药？没有证据显示多次给药比单次给药好伤口关闭后给药没有益处多数指南建议24小时内停药没有必要维持抗菌素治疗直到撤除尿管和引流管手术时间延长或术中出血量较大时可重复给药细菌污染定植感染一次性用药用药24h用药4872h数小时从十数小时到数十小时六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用用药时机不同，用药期限也应不同短时间预防性应用抗生素的优点：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用减少毒副作用不易产生耐药菌株不易引起微生态紊乱减轻病人负担可以选用单价较高但效果较好的抗生素减少护理工作量药品消耗增加抗菌素相关并发症增加耐药抗菌素种类增加易引起脆弱芽孢杆菌肠炎MRSA（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）定植六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用延长抗菌素使用的缺点：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用外科预防性抗生素的应用：预防性抗生素对哪些病人有用?什么时候开始用药?抗生素种类选择?使用单次还是多次?采用怎样的给药途径？正确的给药方法：六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用应静脉给药，2030min滴完肌注、口服存在吸收上的个体差异，不能保证血液和组织的药物浓度，不宜采用常用的-内酰胺类抗生素半衰期为12h，若手术超过３４h，应给第２个剂量，必要时还可用第３次可能有损伤肠管的手术，术前用抗菌药物准备肠道局部抗生素冲洗创腔或伤口无确切预防效果，不予提倡不应将日常全身性应用的抗生素应用于伤口局部（诱发高耐药）必要时可用新霉素、杆菌肽等抗生素缓释系统（PMMA—青大霉素骨水泥或胶原海绵)局部应用可能有一定益处六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用不提倡局部预防应用抗生素：时机不当时间太长选药不当，缺乏针对性六、预防SSI干预方法

——抗菌药物的应用预防用药易犯的错误：在开刀前45-75min之内投药按最新临床指南选药术后24小时内停药择期手术后一般无须继续使用抗生素大量对比研究证明，手术后继续用药数次或数天并不能降低手术后感染率若病人有明显感染高危因素或使用人工植入物，可再用1次或数次小结预防SSI干预方法

——正确的脱毛方法用脱毛剂、术前即刻备皮可有效减少SSI的发生手术部位脱毛方法与切口感染率的关系：备皮方法 剃毛备皮 5.6%

脱毛0.6%备皮时间 术前24小时前 ＞20%

术前24小时内 7.1%

术前即刻 3.1%方法/时间 术前即刻剪毛 1.8%

前1晚剪/剃毛 4.0%THANKYOUMagneticResonanceImagingPART01磁共振成像发生事件作者或公司磁共振发展史1946发现磁共振现象BlochPurcell1971发现肿瘤的T1、T2时间长Damadian1973做出两个充水试管MR图像Lauterbur1974活鼠的MR图像Lauterbur等1976人体胸部的MR图像Damadian1977初期的全身MR图像

Mallard1980磁共振装置商品化1989

0.15T永磁商用磁共振设备中国安科

2003诺贝尔奖金LauterburMansfierd时间PART02MR成像基本原理实现人体磁共振成像的条件:人体内氢原子核是人体内最多的物质。最易受外加磁场的影响而发生磁共振现象(没有核辐射)有一个稳定的静磁场（磁体）梯度场和射频场：前者用于空间编码和选层，后者施加特定频率的射频脉冲，使之形成磁共振现象信号接收装置：各种线圈计算机系统：完成信号采集、传输、图像重建、后处理等

人体内的H核子可看作是自旋状态下的小星球。自然状态下，H核进动杂乱无章，磁性相互抵消zMyx进入静磁场后，H核磁矩发生规律性排列（正负方向），正负方向的磁矢量相互抵消后，少数正向排列（低能态）的H核合成总磁化矢量M，即为MR信号基础ZZYYXB0XMZMXYA:施加90度RF脉冲前的磁化矢量MzB:施加90度RF脉冲后的磁化矢量Mxy.并以Larmor频率横向施进C:90度脉冲对磁化矢量的作用。即M以螺旋运动的形式倾倒到横向平面ABC在这一过程中，产生能量

三、弛豫（Relaxation）回复“自由”的过程

1.

纵向弛豫（T1弛豫）：

M0（MZ）的恢复，“量变”高能态1H→低能态1H自旋—晶格弛豫、热弛豫

吸收RF光子能量（共振）低能态1H高能态1H

放出能量（光子，MRS）T1弛豫时间：

MZ恢复到M0的2/3所需的时间

T1愈小、M0恢复愈快T2弛豫时间：MXY丧失2/3所需的时间；T2愈大、同相位时间长MXY持续时间愈长MXY与ST1加权成像、T2加权成像

所谓的加权就是“突出”的意思

T1加权成像（T1WI）----突出组织T1弛豫（纵向弛豫）差别

T2加权成像（T2WI）----突出组织T2弛豫（横向弛豫）差别。

磁共振诊断基于此两种标准图像磁共振常规h检查必扫这两种标准图像.T1的长度在数百至数千毫秒（ms）范围T2值的长度在数十至数千毫秒（ms）范围

在同一个驰豫过程中,T2比T1短得多

如何观看MR图像：首先我们要分清图像上的各种标示。分清扫描序列、扫描部位、扫描层面。正常或异常的所在部位---即在同一层面观察、分析T1、T2加权像上信号改变。绝大部分病变T1WI是低信号、T2WI是高信号改变。只要熟悉扫描部位正常组织结构的信号表现，通常病变与正常组织不会混淆。一般的规律是T1WI看解剖,T2WI看病变。磁共振成像技术－－图像空间分辨力，对比分辨力一、如何确定MRI的来源（一）层面的选择1.MXY产生（1H共振）条件

RF=ω=γB02.梯度磁场Z（GZ）

GZ→B0→ω

不同频率的RF

特定层面1H激励、共振

3.层厚的影响因素

RF的带宽↓

GZ的强度↑层厚↓〈二〉体素信号的确定1、频率编码2、相位编码

M0↑--GZ、RF→相应层面MXY----------GY→沿Y方向1H有不同ω

各1H同相位MXY旋进速度不同同频率一定时间后→→GX→沿X方向1H有不同ω沿Y方向不同1H的MXYMXY旋进频率不同位置不同（相位不同）〈三〉空间定位及傅立叶转换

GZ----某一层面产生MXYGX----MXY旋进频率不同

GY----MXY旋进相位不同（不影响MXY大小）

↓某一层面不同的体素，有不同频率、相位

MRS（FID）第三节、磁共振检查技术检查技术产生图像的序列名产生图像的脉冲序列技术名TRA、COR、SAGT1WT2WSETR、TE…….梯度回波FFE快速自旋回波FSE压脂压水MRA短TR短TE－－T1W长TR长TE－－T2W增强MR最常用的技术是：多层、多回波的SE