改善焊接结构疲劳强度的工艺方法

改善焊接结构疲劳强度的工艺方法综述史春元大连交通大学材料科学与工程学院2005年6月

大连交通大学

①

焊接接头疲劳裂纹一般启裂于位置：焊根和焊趾②提高接头疲劳强度的途径：●设计合理的结构及接头形式●改善焊趾部位的几何形状，降低应力集中系数●消除或减少焊接缺欠，特别是开口缺陷●调节焊接残余应力场，形成残余压缩应力场焊接结构疲劳强度的改善方法焊接过程优化局部几何形状质量控制焊接缺欠控制几何形状改善工艺过程焊接顺序残余应力（＜0）焊趾冶金处理焊道造型焊趾几何形状冶金和金属状态焊缝的改善局部几何形状机械加工焊趾研磨水冲击局部重熔TIG熔修等离子熔修残余应力应力释放方法热处理力学处理局部加热力学方法力学接触喷丸锤击超声冲击焊接冲压局部压缩目录1.合理设计结构形式2.合理选择接头形式3.改善焊趾几何形状，降低应力集中

电弧熔修机械加工砂轮打磨补偿焊接4.调整焊接残余应力场，产生压缩应力

预过载法挤压法局部加热法

GURNNERT’S法振动时效法5.降低应力集中的同时产生压缩应力

锤击法喷丸法6.提高接头疲劳强度的最新方法

超声冲击法低相变点焊条法表面纳米化法爆炸冲击法1.合理设计结构形式

图1板梁的合理与不合理设计图2翼板的合理与不合理设计a）改变盖板宽度b）改变盖板厚度图3工字梁的加筋设计a）加筋形状突然改变b）加筋形状有所改进但仍不合理c）良好设计2.合理选择接头形式

基本原则：●尽量减少焊缝的数量且避免交叉焊缝●尽量采用连续焊缝，少用断续焊缝，其端部造成应力集中●设计中尽量采用应力集中系数小的对接接头●角焊缝疲劳强度低，设计中尽量采用不承载角焊缝●承载角焊缝尽量采用开坡口焊接并焊透●保证基本金属与焊缝之间的平滑过渡3.改善焊趾几何形状降低应力集中的方法

3.1TIG熔修

用TIG焊在接头过渡区进行重熔，使焊缝与母材之间形成平滑过渡，降低应力集中，并减少该部位的微小非金属夹渣物。TIG熔修可使承载焊缝的疲劳强度提高25~75%，非承载焊缝的疲劳强度提高95~250%。表1IIW推荐的重熔工艺●TIG重熔位置：焊枪一般位于焊趾部位0.5~1.5mm处，并保持重熔部位洁净。图5TIG熔修位置●TIG重熔重新起弧位置：在重熔过程中发生熄弧时，一般推荐在焊道弧坑之前的6mm处重新起弧。图6TIG熔修重新起弧技巧表2TIG电弧熔修后焊接接头疲劳强度提高的效果图7ST52-3钢T型接头三点弯曲疲劳试验结果3.2机械加工

对焊缝表面进行机械加工，可大大降低应力集中程度，使无缺陷焊缝的焊接接头疲劳强度达到甚至高于母材的疲劳强度。

●机械加工成本高，真正需要并能加工到的部位才使用●存在未焊透等缺陷时，疲劳裂纹转移到焊缝根部未焊透等缺陷处，机加工反而会降低接头的疲劳强度

3.3砂轮打磨

砂轮打磨效果不如机械加工，但也是一种提高焊接接头疲劳强度的有效方法。IIW推荐采用高速电力或水力驱动的碳-钨砂轮，转速15000~40000r/min，砂轮直径应保证打磨深度半径等于或大于1/4板厚。砂轮打磨可使接头疲劳强度提高45%以上。图8IIW推荐的砂轮打磨方法●磨削方向应沿着载荷的传递方向，否则会引起与力线方向垂直的划痕而成为应力集中源。图9焊趾打磨深度●打磨深度应保证除去焊趾处缺陷正确不正确图10用砂轮或磨盘将带有横向加强板低碳钢接头的焊缝焊趾磨成凹形轮廓后的疲劳试验结果△▲—焊缝全部用砂轮磨光●—焊趾处用磨盘磨光焊态试件3.4补偿焊接法

采用一种特殊焊条，其熔敷金属具有高的流动性，可以改善焊缝的过渡半径，获得形状光滑的焊缝，降低焊趾处的应力集中程度，从而提高接头的疲劳强度。

●对焊接位置具有较强的选择性，适于平焊位和平角焊。图11补偿焊接法示意图4.1预过载法

对焊接结构及接头施加拉伸载荷，使残余应力集中的部位发生屈服，卸载后该部位及其附近发生塑性变形的区域产生压缩应力，而结构及接头其它部位形成低于屈服点的拉伸应力。受此处理的焊接结构可提高疲劳强度。

4.调整焊接残余应力场产生压缩应力的方法

图12预过载对非承载角焊缝疲劳强度的影响R=0S0—焊态下疲劳强度S1—预过载应力S2—预过载后疲劳强度表3不同预加载对提高疲劳强度的影响4.2挤压法

对接头进行局部挤压可以调节焊接残余应力场，使应力集中处产生压缩残余应力，从而提高接头疲劳强度。图13横向角焊缝的正确挤压位置●挤压位置：位于需要产生残余压缩应力的位置。图14挤压对不同材质提高疲劳强度的作用△—高强钢▲—低碳钢（挤压直径44mm）●—低碳钢（挤压直径19mm）●高强钢强化效果比低碳钢显著4.3局部加热法

与挤压法相似，通过对接头缺口附近部位进行局部加热来调节焊接残余应力场，使应力集中处产生压缩残余应力，从而提高接头疲劳强度。图15点状局部加热位置及其效果●单面角接板：点状加热位置距离焊缝约为板宽的1/3处，疲劳强度可提高145~150%；●双面角接板：点状加热位置为板件中心，疲劳强度可提高70~187%。图16点状局部加热位置及其应力分布表42×106循环次数下局部加热的效应（疲劳强度MPa）图17点状加热位置对提高疲劳强度的影响△a）—在不正确位置加热▲b）—在不正确位置加热△△拉伸残余应力压缩残余应力提高53%4.4Gurnnert’s法

局部加热法很难准确确定加热位置和加热温度，Gurnnert提出此方法，其要点是直接在缺口部位而不是附近部位加热到能产生塑性变形但低于相变温度55℃的温度或550℃，然后喷淋冷却使表面产生压缩应力，提高疲劳强度。图18Ohta对接管道的疲劳裂纹扩展速率●焊接管道外壁感应加热，内壁循环水冷却；●管道内部产生压缩应力，有效防止对接管道内部产生疲劳裂纹；●处理后达到与母材相同的裂纹扩展速率。4.5振动时效法

采用合适的动应力对接头进行振动时效处理，利用其对残余应力有效的调整和均匀化作用，且改变晶体中位错组态和位错密度，形成高密度位错的塞积和缠结，延缓疲劳裂纹的萌生和扩展，提高疲劳寿命。图19Q235钢双面焊接试板形状尺寸及振动时效前后的加速度—频率曲线●垂直于焊缝的横向试样●纵向的焊缝金属试样●沿近缝区的母材试样表5振动时效前后焊接接头疲劳试验结果结果：振动时效处理后焊接试件的疲劳寿命提高，横向试件提高43.2%，焊缝试样提高53%，近缝区母材提高21.1%。5.1锤击法

锤击法属于冷加工方法，其作用是在接头焊趾处表面造成压缩应力，并减小缺口尖锐度，降低应力集中，从而提高疲劳强度。非承载T型接头锤击后2×106循环下疲劳强度提高54%。5.降低应力集中和产生压缩应力的复合方法

图20锤击时锤头的方位IIW推荐：●锤头顶部直径：8~12mm●气锤压力：5~6Pa●锤击深度：采用4次冲击以保证锤击深度0.6mm表616Mn钢对接接头四点弯曲疲劳试验结果（置信度95%）表716Mn钢对接接头拉-拉疲劳试验结果（置信度95%）158%186%136%157%图2316Mn钢对接试件的疲劳曲线a）弯曲疲劳b）拉-拉疲劳5.2喷丸法

喷丸是锤击的另一种形式，也属冷加工方法。喷丸处理一般在几微米深的表层内形成压缩应力，提高接头疲劳强度。喷丸效果主要依赖于喷丸直径：喷丸直径过大，难以处理微小缺陷；喷丸直径过小，不能产生冷作硬化作用。图21喷丸法用于高强钢接头时的有效性●喷丸显著提高高强钢接头疲劳强度●TIG熔修配以喷丸处理效果更为显著图22喷丸硬化对不承载横向角焊缝接头疲劳强度的影响●高寿命区效果更好图24带有不承载横向角焊缝的低碳钢试件改善方法的比较几种改善疲劳强度方法的比较

图25带有不承载纵向角焊缝的低碳钢试件改善方法的比较6.提高接头疲劳强度的最新方法

6.1超声冲击法

超声冲击法提高接头疲劳强度的机理与锤击和喷丸法相同，即通过在焊趾表面产生压缩应力来提高疲劳强度。该方法适用于各种接头形式。接头经过超声冲击处理后，疲劳强度可提高50%~170%。表8超声冲击处理前后的疲劳强度对比材料与接头形式疲劳强度△σ/MPa提高程度/%焊态冲击处理态Q235B对接（R=0.1）15223051SS800对接（R=0.05）30610116Mn对接（R=0.1）28588Q235B纵向角接（R=0.1）10420092SS800纵向角接（R=0.05）27916816Mn纵向角接（R=0.1）2121046.2低相变点焊条法

低相变点焊条（LowTransformationTemperatureWeldingElectrode,LTTE）法是利用焊缝熔敷金属在较低温度下发生马氏体相变体积膨胀，使焊缝的焊趾处产生残余压缩应力而提高接头疲劳强度的方法。

图26用低相变点焊条施焊对提高接头疲劳强度的效果焊条类型疲劳强度△σ/MPa横向对接接头非承载十字接头纵向环绕角焊缝接头纵向平行角焊缝接头纵向对接接头E5015焊条176.9202.1167.0182.7179.4LTTE焊条157.8164.8118.3124.9113.0改善程度11%23%41%47%58%残余压应力小大表9不同类型焊接接头疲劳强度的改善效果6.3表面纳米化法

利用高能喷丸技术在焊缝的焊趾表面形成纳米层来改善接头疲劳强度的方法。该方法提高疲劳抗力的机理及工艺仍在实验室研究阶段。6.4爆炸冲击法

爆炸冲击波处理法是通过在焊缝附近粘贴特制的条状塑性橡胶炸药在钢板表面的掠过爆轰，利用爆炸冲击波的能量使金属产生压缩塑性变形而消除焊接残余应力并形成残余压缩应力，来提高接头疲劳强度的方法。在爆炸过程中，金属产生的塑性变形量为：

εp=εe+C式中，εe——焊接残余应力诱导的残余弹性应变，εe=σr/EC——爆炸冲击波诱导金属产生的伸长塑性变形●C=0，中性爆炸，爆炸结果：初始弹性应变全部转变成塑性应变，焊接残余应力消除；●C＞0，硬性爆炸，爆炸结果：在爆炸区形成一定数值的残余压缩应力；●C与εe异号，软性爆炸，爆炸结果：爆炸区仍存有一定数值的焊接残余应力。

图27爆炸消除焊接残余应力专用炸药●截面形状为矩形，呈条状●可粘贴●中等爆速图28等待爆炸的16Mn钢拘束对接试板图2916Mn钢焊接试板爆炸处理前后的表面残余应力分布图3016Mn钢焊接试板爆炸处理前后沿厚度方向的残余应力分布图31爆炸处理对16Mn3钢焊接接头疲劳强度的影响●各条曲线表示疲劳试件距布药的距离；●曲线1处于最强的塑性作用区；●曲线4处于较弱的弹性作用区。图32爆炸处理对16Mn3钢焊接接头疲劳裂纹扩展速率的影响●各条曲线表示距布药的距离；●曲线1处于最强的塑性作用区；●曲线4处于较弱的弹性作用区。图33ST52-3钢十字接头消除应力处理前后的疲劳强度表10爆炸冲击处理对16Mn钢接头常规力学性能的影响结果：爆炸冲击处理对16Mn钢接头常规力学性能没有显著影响。图34爆炸冲击处理前后16Mn焊接接头断裂应力与试验温度的关系结果：爆炸冲击处理可有效降低16Mn钢焊接接头的脆性转变温度。图35爆炸冲击处理前后16Mn钢焊接接头冲击韧性与试验温度的关系结果：爆炸冲击处理可明显改善16Mn钢接头粗晶区的冲击韧性。谢谢各位！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120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121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127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129ClassenDC,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131六、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（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