衬砌培训-隧道施工测量技术培训

中铁五局贵广第二项目

二次衬砌施工技术培训系列课程之三

隧道施工测量技术培训

编制、授课单位：中铁五局集团有限公司贵广铁路工程指挥部

第二项目部工程部

2023/7/311.培训目的：

隧道测量工作是否准确和及时,对于隧道施工能否按工期保质保量完成具有重要意义.无论是隧道中线还是高程的测量偏差都会给隧道施工带来巨大的损失.所以在隧道施工中,洞内控制测量、中线测量、高程测量和断面测量工作是非常重要的工作环节。为了保证本项目部承建的贵广铁路所属隧道工程洞内各项建筑物以规定的精度按照设计位置修建，不侵入建筑限界。根据自己在铁路隧道测量工作中的体会并结合前辈们的施工经验,浅谈隧道施工测量的有关内容、工作方法和注意事项。

2023/7/312、本次培训讲解内容适用范围：

二次衬砌台车定位测量

混凝土施工现场台车变形监测

监控量测

隧道贯通误差

洞内控制测量

适用于中铁五局贵广铁路工程指挥部第二项目部管段内高兴隧道二次衬砌施工测量。2023/7/313．作业准备

测量放样前，应从合法、有效途径获取施工区已有的平面和高程控制成果资料。根据现场控制点标志是否稳定完好等情况，对已有的控制点资料进行分析，确定是否全部或部分对控制点进行检测。已有控制点不能满足精度要求应重新布设控制，已有的控制点密度不能满足放样需要时应根据现有的控制点进行加密。阅读设计图纸，校算建筑物轮廓控制点数据和标注尺寸，记录审图结果。选定测量放样方法并计算放样数据或编写测量放样计算程序、绘制放样草图并由第二者独立校核。

2023/7/314．技术要求结构外形尺寸允许偏差和检验方法序号项目允许偏差(mm)检验方法1边墙平面位置±10尺量2拱部高程±100水准测量3边墙、拱部表面平整度152m靠尺检查或自动断面仪测量模板安装允许偏差和检验方法序号项目允许偏差(mm)检验方法1边墙脚平面位置及高程±15尺量2起拱线高程±103拱部高程±100水准测量4模板表面平整度52m靠尺或塞尺5相邻浇筑段表面高低差±10尺量2023/7/315.施测方案5.1在针梁台车就位过程中，除操作人员严格按照程序进行操作外，采用合理测量方法辅助定位是保证模型安装质量的重要手段，主要措施为：立模前，在针梁台车模板两端头标记横梁中点G，并在隧洞底板上放出隧洞中心线，在G点吊垂线，通过G点落在隧洞中心线上，起到初始定位的作用；同时，可以利用全站仪，对G点进行精确的测量后，得出G点与设计中线的差距，然后即可通过平移油缸调整整个针梁台车的中线位置，使横梁G点与设计隧洞中线重合。根据针梁台车与隧洞纵坡、设计标高的关系，利用全站仪测量针梁台车模板横梁两端与设计流水面的高度差，根据测出的高度差对台车模板高度通过竖向油缸调整，使整个台车的高程与设计隧洞高程重合。在高程和中线调整完毕后，通过全站仪测量全圆模型衬砌面，算出模型与设计内模位置的差，通过对边顶模调节油缸进行内外调整，使全圆模板衬砌断面与设计衬砌轮廓完全重合。以上对模板、中线与高程的调整均采用渐近法进行。需特别提出的是：在进行完高程调整后，应及时复核先期调整好的中线位置是否偏移，如果因在高程调整过程中出现中线偏移，应及时进行重新调整，通过几次的高程和中线的反复调整后，直至使针梁台车的全圆模板衬砌断面调整至设计衬砌轮廓线，同时偏差要控制在规范允许的范围内。2023/7/315.2混凝土施工现场变形监测

由于投入使用的混凝土衬砌轨行式钢模台车为初次投入本隧道口使用，虽然进行了最不利受力结构检算，但为了保证施工安全，在首仓混凝土浇筑过程中应对衬砌台车的稳定性以及其他异常情况进行专人现场监测，主要的监测方法和要求如下：混凝土浇筑前，由技术部门在台车的前、中、后段的横梁上的左、中、右位置设置共计9个稳定性观测点，观测采用全站仪现场测量坐标和高程进行稳定性位移观测，在混凝土浇筑前应对观测点测得初始读数，对衬砌台车在混凝土浇筑过程中每20min至30min测量一次，比较分析位移变化情况，如判定位移有异常影响台车整体稳定性则需要立即停止混凝土浇筑，撤离所有施工人员，并报告本队施工负责人；在混凝土浇筑过程中应派一名模型工在现场随时加强对端头模板异常情况（如出现模板、加固件松动、模板出现漏浆、缝隙增大等）的观察，防止端头模板在混凝土浇筑过程中不能有足够的刚度和强度抵抗混凝土侧压力，导致爆模，造成安全事故并影响施工质量；在混凝土浇筑前，应彻底检查一遍钢模衬砌台车的抗浮千斤顶、边墙千斤顶、上纵梁千斤顶、下纵梁千斤顶等螺旋式机械千斤顶的支撑稳固情况是否支撑到位、各液压千斤顶以及卡轨装置是否已经发挥作用并锁定，保证整个台车的整体支撑稳固性，以及在混凝土浇筑过程中的抗浮性能正常工作；在混凝土浇筑前，在每一块模板内侧一个模板变形观测点，在混凝土浇筑过程中（特别是在浇筑起拱线以上范围时要加大测量频率）实施对观测点的量测，并与初始读数进行比较分析，起到有效监控模板变形和刚度失效以及模板支撑位移，进行安全预警，收集台车运行状况参数的作用；监测观测前，要做好监测点位设置、简要实施计划、记录分析表格设计等。监测过程中，设置的所有监测点在测得每一组数据后，应及时进行计算分析，包括对高程方向、隧道横向、隧道纵向以及衬砌台车局部的三维方向的计算分析，严密监测监控整个混凝土浇筑过程的稳定性。2023/7/31通过施工现场的监控量测，并对量测数据的分析、处理与必要的计算和判断，在混凝土衬砌的作用方面主要有：为判断衬砌可靠性，二次衬砌合理施作时间提供依据，指导衬砌施工管理，确保施工安全和质量。5.3二次衬砌时机控制

2023/7/315.3.1数据整理

把原始数据通过一定的方法，如按大小的排序，用频率分布的形式把一组数据分布情况显示出来，进行数据的数字特征值计算，离群数据的取舍，绘制散点图。2023/7/315.3.2回归函数方程

回归函数方程:指数函数：双曲线函数：u＝t/(A+Bt)A、B—系数t—时间（天）2023/7/315.3.3非线性回归方程的线性化指数函数：对其两边取自然对数，得：令则2023/7/31双曲线函数：u＝t/(A+Bt)将上式等价转化为1/u=A/t+B,令y=1/u,x=1/t,则得y=Ax+B。2023/7/315.3.4回归方程拟合

假设给定数据点(i=0,1,…,m)，为所有次数不超过的多项式构成的函数类，现求一使得：2023/7/31当拟合函数为多项式时，称为多项式拟合，满足式（1）的称为最小二乘拟合多项式。特别地，当n=1时，称为线性拟合或直线拟合。显然为的多元函数，因此上述问题即为求的极值问题。由多元函数求极值的必要条件，得2023/7/31即

(3)（3）是关于的线性方程组，用矩阵表示为

（4）2023/7/31式（3）或式（4）称为正规方程组或法方程组。解方程组，求出a0、a1、an即为回归方程系数。根据实测原始收敛数据，采用指数函数对实测关系曲线进行回归计算，得回归方程及相关系数R2

2023/7/31由回归方程推求最终位移量：u=f(t),取t=∞，得最终位移值umax

u-t时态分布图2023/7/31

5.3.5量测成果的分析

围岩稳定和支护结构安全状态分析：周边位移相对值分析：两测点距离的平均值LBC，两测点间实测位移累计值UBC。测线周边位移相对值：UBC/LBC<允许值

围岩稳定的判断：当围岩位移速率不断下降时（du2/d2t＜0），围岩趋于稳定状态；当围岩位移速率保持不变时（du2/d2t=0），围岩不稳定，应加强支护；当围岩位移速率不断上升时（du2/d2t＞0），围岩进入危险状态，必须立即停止掘进，加强支护。2023/7/315.3.6二次衬砌时机控制

观测断面各测线回归方程进行分析：内空收敛du/dt<0.2mm/d，通过数据分析及计算可以得出t天后围岩变形满足要求。拱顶下沉du/dt<0.15mm/d，通过数据分析及计算可以得出t天后围岩变形满足要求。结论：经过开挖后T天内跟踪量测，围岩收敛变形位移量小，从量测数据可以明显看出开挖后t天围岩基本稳定，可以进行二次衬砌。2023/7/31§5.4隧道贯通误差一、贯通误差及其对隧道贯通的影响相向开挖的两条施工中线上，具有贯通面里程的中线点不重合，两点连线的空间线段称为贯通误差。实际的贯通误差只有在贯通后才能确定！贯通面2023/7/311.贯通误差的分类贯通误差在水平面上的正射投影称为平面贯通误差；在铅垂面上的正射投影称为高程贯通误差，简称高程误差。贯通面2023/7/31平面贯通误差在水平面内可分解为两个分量：

与贯通面平行的分量，称为横向贯通误差，简称横向误差；与贯通面垂直的分量，称为纵向贯通误差，简称纵向误差。贯通面2023/7/312.贯通误差对隧道贯通的影响高程误差主要影响线路坡度。纵向误差影响隧道中线的长度和线路的设计坡度。横向误差影响线路方向，如果超过一定的范围，就会引起隧道几何形状的改变，甚至造成侵入建筑限界而迫使大段衬砌拆除重建，既给工程造成重大经济损失又延误了工期。因此，必须对横向误差加以限制。2023/7/313.横向误差和高程误差的限差两开挖洞口间长度（km）＜44~88~1010~1313~1717~20横向贯通误差（mm）100150200300400500高程贯通误差（mm）±502023/7/314.影响贯通误差的主要因素及其分解由于洞外控制测量、洞内外联系测量、洞内控制测量和洞内中线放样等项误差的共同影响。一般将洞外平面控制测量的误差做为影响隧道横向贯通误差的一个独立的因素，将两相向开挖的洞内导线测量的误差各为一个独立的因素，按照等影响原则确定相应的横向贯通误差。高程控制测量中，洞内、洞外高程测量的误差对高程贯通误差的影响，按相等原则分配。2023/7/315.控制测量对贯通精度影响的限值测量部位横向中误差（mm）高程中误差mm相邻两开挖洞口间长度（km）＜44~88~1010~1313~1717~20洞外30456090120150±18洞内406080120160200±17洞外、洞内总影响5075100150200250±252023/7/31二、贯通误差估算1.导线测量误差对横向贯通精度的影响（mm）

测角误差的影响设RX为导线环在隧道两洞口连线的一列边上的各点至贯通面的垂直距离（m），则导线的测角中误差m（″）对横向贯通中误差的影响为：贯通误差估算的方法因控制网的形式不同而异2023/7/31RX1RX2RX3RX4RX5RX6RX7RX812345678（mm）xy贯通面2023/7/31

测距误差的影响设导线环在邻近隧道两洞口连线的一列测边上的各边对贯通面上的投影长度为dy(m)，导线边长测量的相对中误差为ml/l，则由于测距误差对贯通面上横向中误差的影响为：2023/7/31dy2dy412345678dy1贯通面dy5dy72023/7/31受角度测量误差和距离测量误差的共同影响，导线测量误差对贯通面上横向贯通中误差的影响为：2023/7/31方法1.按照严密公式计算(公式与方法见《新建铁路测量规范（条文说明）》)2.三角测量误差对横向贯通精度的影响估算12345678方法2.按导线估算（偏于安全，目前不提倡）2023/7/313.高程控制测量对高程贯通误差的影响估算在贯通面上，受洞外或洞内高程控制测量误差影响而产生的高程中误差为：式中，M为每千米水准测量的偶然中误差，以mm计；L为洞外或洞内两开挖洞口间高程路线长度的公里数。2023/7/31§5.5隧道洞内控制测量洞内控制测量起始于两端洞口处的洞外控制点，随着隧道的开挖而向前延伸。因此，只能敷设成支线形式，其形状完全取决于隧道的形状；只能用重复观测的方法进行检核。2023/7/31一、洞内平面控制测量洞内平面控制通常有两种形式，即中线形式和导线形式。中线形式就是以定测精度或稍高于定测精度，在洞内按中线测量的方法测设隧道中线。这种方法只适用于短隧道。洞内导线主要有以下几种形式：1.单导线2023/7/312.导线环3.主副导线环2023/7/314.交叉导线5.旁点导线2023/7/31洞内导线应注意的问题导线点应尽量布设在施工干扰小、通视良好、地层稳固的地方；点间视线应离开洞内设施0.2m以上；导线的边长在直线地段不宜短于200m，在曲线地段不宜短于70m，并尽量选择长边和接近等边；导线点应埋于坑道底板面以下10~20cm，上面盖铁板以保护桩面及标志中心不受损坏，为便于寻找，应在边墙上用红油漆预以标注；2023/7/31采用双照准法测角，测回间要重新对中仪器和觇标，以减小对中误差和对点误差的影响；由洞外引向洞内的测角工作，宜在夜晚或阴天进行，以减小折光差的影响；洞内导线应重复观测，定期检查；设立新点前必须检查与之相关的既有导线点，在对既有导线点确认的基础上测量新点;应构成多边形闭合导线或主副导线环；当有平行导坑时，应利用横向通道，使平行导坑的单导线与正洞的导线联测，以资检核。2023/7/31二、洞内高程控制测量洞内高程控制测量的目的，是由洞口高程控制点向洞内传递高程，即测定洞内各高程控制点的高程，做为洞内施工高程放样的依据。洞内应每隔200~500m设立一对高程控制点。高程控制点可选在导线点上，也可根据情况埋设在隧道的顶板、底板或边墙上。当采用水准测量时，应进行往返观测；采用光电测距三角高程测量时，应进行对向观测;三等及以上的高程控制测量应采用水准测量，四、五等可采用水准测量或光电测距三角高程测量;高程导线宜构成闭合环。2023/7/31洞内高程控制测量采用水准测量时，除采用常规的方法外，有时为避免施工干扰还采用倒尺法传递高程。

应用倒尺法传递高程时，规定倒尺的读数为负值，则高差的计算与常规水准测量方法相同：

hAB=a-b

2023/7/31§5.６导线测量的内业计算（简易平差）（一）计算前准备工作1、检查外业观测手薄（包括水平角观测、边长观测、方位角观测等），确认观测、记录及计算成果正确无误。2、绘制导线略图。略图是一种示意图，绘图比例、用线粗细没有严格要求，但应注意美观、大方，大小适宜，与实际图形保持相似，且与实地方位大体一致。所有的已知数据（已知方位角，已知点坐标）和观测数据（水平角值，边长）应正确抄录于图中，注意字迹工整，位置正确。3、绘制计算表格。在对应的列表中抄录已知数据和观测数据，注意应确认抄录无误。在点名或点号一列应按推算坐标的顺序（亦即前进顺序）填写点名和点号。2023/7/311、绘制计算草图，在图上填写已知数据和观测数据（如上图）;绘制表格填写已知数据；2、角度闭合差的计算与调整;（1）计算角度闭合差：

=测-理=测-(n-2)180°（2）若在限差内，则按反号平均分配原则，计算改正数：

计算检核：（二）内业计算2023/7/313、导线边坐标方位角的推算;

4、计算各边坐标增量;5、坐标增量闭合差计算与调整;

理论上实际上（3）改正后的角值：2023/7/31（1）计算坐标增量闭合差：导线全长相对闭合差:导线全长闭合差:2023/7/31（2）分配坐标增量闭合差

若K<1/40000（四等导线），则将fx、fy以相反符号，按边长成正比分配到各坐标增量上去。并计算改正后的坐标增量。

2023/7/316、坐标计算根据起始点的已知坐标和经改正的新的坐标增量，来依次计算各导线点的坐标。

2023/7/31辅助计算点号观测角（右角）°´"改正数

˝改正角°´"ABCD坐标方位角

α距离Dm点号ABCD增量计算值改正后增量坐标值ΔxmΔymΔxmΔymxmymABAB闭合导线坐标计算表87300389144075554541163413346401072010-09-09-10-10-38360003887295410720007555358914313600000133464032836342243209239.18239.93232.39299.301010.80

+0.03-165.48+0.03+180.32

+0.03+198.38

+0.03-213.34

0+172.69

0+158.28

0-121.04

-0.01-209.92-0.12+0.01+158.28+180.35+198.41-121.04-209.93-213.31-165.45+172.690.000.001672.691709.931753.311374.551830.971554.901540.001500.001500.001540.002023/7/31§5.６严密平差（条件平差)停止返回条件方程AV+W=0中，

A为r

n阶矩阵，V为n

1列阵，即有r个方程，n个未知数,且r<n，这样的方程组有无穷多组解。然而，根据最小二乘准则，观测量的最或然值应该满足VTPV=min。2023/7/31在AV+W=0的条件下确定VTPV的最小值，这在数学中是求函数Ф=VTPV的条件极值问题。条件平差，实际上是确定条件方程满足VTPV=min的唯一解。2023/7/31根据计算函数的条件极值的拉格朗日乘数法则组成新函数：Ф=VTPV－2KT（AV+W)其中：K=（k1,k2，…，kr)T是拉格朗日乘数，测量平差中称之为联系数向量。显然，只要令Ф对V的一阶导数等于零就可以求出VTPV的极值。2023/7/31矩阵求导的两个公式：(1)设C为常数阵，X为列阵，则(2)设Y、Z均为列阵，则：2023/7/31一、改正数方程令其等于零，注意到(PV)T=VTP，从而有：VTP=KTA转置后左乘P–1得：

V=P–1ATK(1)该公式表达了改正数V与联系数K的关系。函数Ф=VTPV－2KT(AV+W)对V求导：2023/7/31二、法方程式将（1）式代入条件方程AV+W=0中得：

AP–1

ATK+W=0（2）这就是条件平差的法方程式。式中，P为观测值的权矩阵，设第i个观测值的权为pi,则2023/7/31显然P是一个对角阵，其逆存在，且：2023/7/31三、法方程的解令N=AP–1

AT（3）则法方程式的形式为

NK+W=0其中N称为法方程式系数矩阵，是一个满秩二次型方阵，其逆存在。从而可解出联系数向量：

K=－N–1

W（4）2023/7/31四、精度评定1）单位权中误差从中误差计算公式可知，为了计算，关键是计算。下面将讨论的计算方法。①由直接计算②由联系数及常数项计算2023/7/31五、条件平差的一般过程（1）列出条件方程AV+W=0（2）组成法方程系数矩阵N=AP–1

AT

（3）解法方程得到联系数K=－N–1

W

（4）计算改正数V=P–1

ATK（5）计算平差值（6）精度评定2023/7/31条件方程一、水准网列条件的原则：1、闭合水准路线2、附合水准路线包含的线路数最少为原则停止返回2023/7/31h1h7h5h6h3h4h2h8AODCBBAFGEDCh1h6h7h2h5h4h3停止返回2023/7/31水准网平差示例例：如图，A、B是已知的高程点，P1、P2、P3是待定点。已知数据与观测数据列于下表。按条件平差求各点的高称平差值。路线号观测高差（m）路线长度（km）已知高程（m)1+1.3591.1HA=5.016HB=6.0162+2.0091.73+0.3632.34+1.0122.75+0.6572.46+0.2381.47-0.5952.5h2Ah1h3h4h5h6h7P1P2P3B停止返回2023/7/31解：1、列条件方程停止返回2023/7/312、定权取C=1，则：3、形成法方程停止返回2023/7/314、解算法方程5、计算改正数6、计算平差值7、计算高程平差值停止返回2023/7/31附合导线按条件平差算例1.附合导线的条件平差方程式如图1所示，符合在已知，之间的单一符合导线有条与是已知方位角。设观测角为、、……、，测角中误差为，观测边长为、、……、，测边中误差为（1、2、…、）。此导线共有个观测值，有个未知数，故则。因此，应列出三个条件方程，其中一个是坐标方位角条件，另两个是纵、横坐标条件。图12023/7/31

1）坐标方位角条件设观测角的改正数为（1、2、…、1），观测边的改正数为（1、2、…、）。由图1知式中—方位角条件的不符值，按若导线的A

点B

与点重合，则形成一闭合导线，由此坐标方位角条件就成了多边形的图形闭合条件。2023/7/312）纵、横坐标条件设以、、…、表示（图1）中各导线边的纵坐标增量之平差值；、、…、表示（图1）中各导线边的横坐标增量之平差值；由图可写出以坐标增量平差值表示的纵、横坐标条件。（1）令则（2）2023/7/31将上式代入式（2）得纵坐标条件式，且同理已可得横坐标的条件式即（3）上式就是单一符合导线的纵、横坐标条件方程、为条件式的不符值，按式中、是由观测值计算的各导线点的近似坐标。2023/7/31计算时一般以秒为单位，、、以cm为单位；若、以m为单位，则，从而使全式单位统一。若单一导线的与点重合形成闭合导线，则纵、横坐标条件成为多边形各边的坐标增量闭合条件，以增量平差值表示为2023/7/312.符合导线的精度评定1）单位权中误差：单一符合导线计算单位权中误差公式与边角网相同，按2）平差值的权函数式：为了平定平差值函数的精度，必须要列出权函数式。一般有下列三种函数式。①边长平差值权函数式由导线边故其权函数式为2023/7/31谢谢各位！隧道施工测量培训到此结束。2023/7/31MagneticResonanceImaging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141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142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148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150ClassenDC,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152六、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MXY