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博弈論與信息經(jīng)濟學(xué)第2章完全但不完美信息靜態(tài)博弈主要內(nèi)容最優(yōu)分散決策:占優(yōu)戰(zhàn)略均衡、重復(fù)剔除的占優(yōu)均衡完全信息靜態(tài)博弈解的基本概念——納什均衡納什均衡的應(yīng)用和求解方法舉例——庫諾特寡頭競爭模型混合戰(zhàn)略納什均衡聚點均衡和相關(guān)均衡博弈分析的基本假設(shè)Aumann認為,博弈論是“相互影響的決策理論”。博弈論的目標是分析博弈中參與人相互作用的邏輯,預(yù)測博弈的均衡和均衡結(jié)果——均衡行動及其結(jié)果(支付等)。每個參與人都是理性的(rational);每個參與人都知道每個參與人是理性的,理性是參與人的共同知識;每個參與人對博弈結(jié)構(gòu)和信息結(jié)構(gòu)有共同知識。博弈分析就是在這些基本假設(shè)下,預(yù)測什么是每個參與人的最優(yōu)戰(zhàn)略?什么是所有參與人的最優(yōu)戰(zhàn)略組合及其結(jié)果?完全但不完美信息完美信息(perfectinformation)是指一個參與人對其他參與人(包括虛擬參與人“自然”的行動選擇有準確了解的情況,即每一個信息集只包含一個值;不完美信息:這里指的是參與人同時行動,相互不知道各自的行動選擇,存在信息互不對稱,對參與者的戰(zhàn)略選擇具有重要影響。完全信息(completeinformation)是指自然不首先行動或自然的初始行動被所有參與人準確觀察到,即關(guān)于世界狀態(tài)及對手特征沒有事前的不確定性。
靜態(tài)博弈靜態(tài)指的是所有參與人同時選擇行動且只選擇一次,博弈沒有過去的歷史,也不可重復(fù)。在這種博弈中,由于每個參與人是在不知其他參與人行動的情況下選擇自己的行動,戰(zhàn)略和行動實際上是一回事。同時行動是一個信息上,而非日歷上的時間概念:只要每個參與人在選擇自己的行動時不知道其他參與人的選擇,排除了參與者之間的任何溝通,我們就說他們是在同時行動。戰(zhàn)略不確定性在某種意義上,博弈論(關(guān)于多個參與者之間相互影響的決策的分析)可以被看做是決策論(關(guān)于單一參與者決策的分析)的一般化。在決策問題中,不確定性只來源于“自然”的行動(隨機步),并且決策者對各種“隨機步”的可能性有外生的信念(beliefs)。博弈的根本難點在于這樣一種特性:參與者的行動間相互牽連(implication),參與者需要觀察和預(yù)料其他參與人的行動,每個決策者對其對手決策的預(yù)期是內(nèi)生的,這樣就有了“戰(zhàn)略不確定性"。非合作博弈論的基本原理每個參與人都假設(shè)其對手正在分析他的戰(zhàn)略,只考慮他們自己的可以覺察得到的利益,不會串謀或合作,也不考慮社會或任何其他方的福利,從而理性地選擇對他們最有利的戰(zhàn)略與行動,通過考慮什么對他自己最有利,選擇他自己的戰(zhàn)略。博弈論的難點在于具體問題具體分析,沒有一個一般的分析模型。StrategicthinkingStrategicthinkingistheartofoutdoinganadversary,knowingthattheadversaryistryingtodothesametoyou.
——AvinashDixitandBarryNalebuff:ThinkingStrategically(1991)最優(yōu)分散決策在有些特殊的情形中,博弈的戰(zhàn)略不確定性可以被忽略,并且可以非常正式地定義參與者的最優(yōu)分散決策。分散決策指的是,對于孤立的(isolated)、完全不考慮其對手如何決策而選擇自己的戰(zhàn)略的參與人來說,只須運用理性的觀點就可以確定參與者的非合作行為。我們可以采用規(guī)范(標準)的決策論方法,分析在這種特殊的博弈情形下,參與者必須如何博弈,找到最優(yōu)的分散決策。最優(yōu)分散決策在這種特殊的非合作博弈中,每個參與者都單獨地選擇其戰(zhàn)略,而完全忽略其他參與者的決策。從單個參與人的角度來看,這種決策無須關(guān)于其他參與者決策的任何知識,不考慮戰(zhàn)略不確定性。參與者的決策僅由個人理性決定。如果一個參與者有占優(yōu)戰(zhàn)略,那么他(她)就無須為了推斷其他參與者的戰(zhàn)略而去了解他們的偏好。這種占優(yōu)的觀點導(dǎo)致了“占優(yōu)戰(zhàn)略均衡”(dominantstrategyequilibrium)。占優(yōu)原則關(guān)于理性的最基本假定是:說參與人是理性的,即不會選擇嚴格劣戰(zhàn)略,就是說參與者總是拋棄那些不占優(yōu)的戰(zhàn)略。如果參與人i的一個戰(zhàn)略優(yōu)于另一個戰(zhàn)略,那么,無論其他參與者的戰(zhàn)略是什么,參與者i選擇占優(yōu)戰(zhàn)略而不是劣戰(zhàn)略總是沒有壞處,有時還有好處。所以,分散化非合作決策的基本原理是剔除“劣戰(zhàn)略”(dominatedstrategy)。重復(fù)剔除占優(yōu)然而,如果占優(yōu)戰(zhàn)略均衡不存在,我們就必須對參與者之間相互擁有信息的可能性做出精確的假定。在理性是共同知識的假設(shè)下,另一種分散化的行為可以在戰(zhàn)略式表述的博弈中定義:重復(fù)剔除占優(yōu)(iterateddominance)。“剔除非占優(yōu)戰(zhàn)略”與“參與者決策分散化”是完全一致的。當參與者選擇“非劣”戰(zhàn)略時,無需關(guān)于其他參與者行為的任何信息,只需知道其他參與者的戰(zhàn)略集。占優(yōu)戰(zhàn)略SherlockHolmessaid,wheneveryouhaveeliminatedtheimpossible,whateverremains–nomatterhowimprobable–mustbethetruth.占優(yōu)戰(zhàn)略
一般來說,由于每個參與人的效用(支付)是博弈中所有參與人的戰(zhàn)略的函數(shù),因此每個參與人的最優(yōu)戰(zhàn)略選擇依賴于所有其他參與人的戰(zhàn)略選擇。在一些特殊的博弈中,一個參與人的最優(yōu)戰(zhàn)略可能并不依賴于其他參與人的戰(zhàn)略選擇,就是說,不論其他參與人選擇什么戰(zhàn)略,他的最優(yōu)戰(zhàn)略是唯一的,這樣的最優(yōu)戰(zhàn)略被稱為占優(yōu)戰(zhàn)略(dominantstrategy)?!喜邔?yīng)地,其他戰(zhàn)略稱為
“劣戰(zhàn)略”(dominatedstrategy)——下策。
每個嫌疑犯面臨四個可能的后果:獲釋(自己坦白同伙抵賴);被判刑1年(自己抵賴同伙也抵賴);被判刑8年(自己坦白同伙也坦白);被判刑10年(自己抵賴但同伙坦白)。顯然,不論同伙選擇什么戰(zhàn)略,每個囚徒的最優(yōu)戰(zhàn)略是坦白。
兩種戰(zhàn)略間的占優(yōu)關(guān)系
——占優(yōu)戰(zhàn)略“占優(yōu)”的標準由比較支付向量得出。參與人i的戰(zhàn)略si’Si優(yōu)于戰(zhàn)略si’’Si,如果ui(si’,s-i)≥ui(si’’,s-i),s-iS-i,并且至少對于一個s-iS-i上式取嚴格大于號。這里s-i=(s1,...,si-1,si+1,...,sn),是i之外所有參與人的戰(zhàn)略組合。si’稱為相對于si’’的弱占優(yōu)戰(zhàn)略,si’’稱為相對于si’弱劣戰(zhàn)略。兩種戰(zhàn)略間的占優(yōu)關(guān)系
——劣戰(zhàn)略如果對于每一個s-iS-i上式取嚴格大于號,則si’稱為相對于si’’的嚴格占優(yōu)戰(zhàn)略,si’’稱為相對于si’嚴格劣戰(zhàn)略。定義:戰(zhàn)略si’劣于戰(zhàn)略si’’,如果對于所有的s-i,ui(si’,s-i)≤ui(si’’,s-i),并且至少對于一個s-i,嚴格小于號成立。si’稱為相對于si’’弱劣戰(zhàn)略,Si’’稱為相對于si’的弱占優(yōu)戰(zhàn)略。如果對于每一個s-i,嚴格小于號成立,si’稱為相對于si’’嚴格劣戰(zhàn)略,Si’’稱為相對于si’的嚴格占優(yōu)戰(zhàn)略。最優(yōu)反應(yīng)參與人i對其他參與人選擇的戰(zhàn)略s?i的最優(yōu)反應(yīng)或最優(yōu)應(yīng)對是為其產(chǎn)生最大支付的戰(zhàn)略s*i,即i(s*i
,s?i)
i(s’i,s?i),s’is*i如果沒有其他戰(zhàn)略同樣地好,就是嚴格最優(yōu)反應(yīng),否則,就是弱最優(yōu)反應(yīng)。弱占優(yōu)戰(zhàn)略一般地,si*Si稱為參與人i的占優(yōu)戰(zhàn)略,如果對應(yīng)所有的si’Si和所有的s-iS-i,si*是i的弱占優(yōu)選擇,即ui(si*,s-i)≥ui(si’,s-i),s-iS-i,si’≠si*對應(yīng)地,所有的si’≠si*被稱為si*的劣戰(zhàn)略。嚴格占優(yōu)戰(zhàn)略一般地,si*Si稱為參與人i的嚴格占優(yōu)戰(zhàn)略,如果對于所有的si’Si和所有的s-iS-i,si*是i的強占優(yōu)(最優(yōu))選擇,即ui(si*,s-i)ui(si’,s-i),s-iS-i,si’≠si*對應(yīng)地,所有的si’≠si*被稱為si*的嚴格劣戰(zhàn)略。弱劣戰(zhàn)略定義:如果對于所有的si’Si和所有的對于任意的其他參與人的戰(zhàn)略組合s-i,參與人i從選擇si*得到的支付不大于從選擇任何si’得到的支付,即:ui(si*,s-i)≤ui(si’,s-i),si’≠si*,s-i戰(zhàn)略si*弱劣于他的所有其他戰(zhàn)略,稱為參與人i的劣戰(zhàn)略。嚴格劣戰(zhàn)略定義:如果對于所有的si’Si和所有的對于任意的其他參與人的戰(zhàn)略組合s-i,參與人i從選擇si*得到的支付小于從選擇任何si’得到的支付,即:ui(si*,s-i)ui(si’,s-i),si’≠si*,s-i戰(zhàn)略si*嚴格劣于他的所有其他戰(zhàn)略,稱為參與人i的嚴格劣戰(zhàn)略。參與者的一個戰(zhàn)略是“劣”的,如果至少存在另一個優(yōu)于它的戰(zhàn)略。占優(yōu)戰(zhàn)略通常,對于比一個劣戰(zhàn)略好的戰(zhàn)略,我們稱之為占優(yōu)戰(zhàn)略,但是,在某些特別的博弈中,有某種戰(zhàn)略比任何其他戰(zhàn)略都好,我們也稱之為“占優(yōu)戰(zhàn)略”——實際是嚴格占優(yōu)戰(zhàn)略。戰(zhàn)略s*i是占優(yōu)戰(zhàn)略,如果它是一個參與人對其他參與人選擇的任何戰(zhàn)略的嚴格最優(yōu)反應(yīng),即不論他們選擇什么戰(zhàn)略,這個參與人采用s*i獲得的支付最高。用數(shù)學(xué)來表示,i(s*i,s?i)>
i(s’i,s?i),s?i,s’is*i行參與人R列參與人C嚴格占優(yōu)戰(zhàn)略與弱占優(yōu)戰(zhàn)略占優(yōu)戰(zhàn)略均衡如果一個參與者有占優(yōu)戰(zhàn)略,那么他(她)就無須為了推斷其他參與者的戰(zhàn)略而去了解他們的偏好。這種占優(yōu)的觀點導(dǎo)致了“占優(yōu)戰(zhàn)略均衡”(dominantstrategyequilibrium)。在博弈的戰(zhàn)略式表述中,如果對于所有的i,si*是i的占優(yōu)戰(zhàn)略,那么,戰(zhàn)略組合s*=(s1*,...,sn*)稱為占優(yōu)戰(zhàn)略均衡。如果占優(yōu)戰(zhàn)略si*都是嚴格占優(yōu)戰(zhàn)略,則是嚴格占優(yōu)戰(zhàn)略均衡。占優(yōu)的邏輯規(guī)則在一個博弈里,如果所有參與人都有占優(yōu)戰(zhàn)略存在,那么,占優(yōu)戰(zhàn)略均衡是可以預(yù)測到的唯一的均衡,因為沒有一個理性的參與人會選擇劣戰(zhàn)略。在囚徒困境博弈里,(坦白,坦白)是占優(yōu)戰(zhàn)略均衡;
應(yīng)該指出的是,占優(yōu)戰(zhàn)略均衡只要求每個參與人是理性的,而并不要求每個參與人知道其他參與人是理性的(也就是說,不要求理性是共同知識),這是因為,不論其他參與人是否是理性的,占優(yōu)戰(zhàn)略總是一個理性參與人的最優(yōu)選擇。
占優(yōu)均衡與帕累托效率囚徒困境反映了一個深刻的問題,即個人理性與集體理性的沖突。如果每個人都選擇抵賴,各判刑1年,顯然比都判刑8年好。但這個帕累托改進做不到,因為它不滿足個人理性要求,(抵賴,抵賴)不是一個均衡。換個角度看,即使兩個囚徒在作案之前建立一個攻守同盟(絕不坦白),這個攻守同盟也沒有用,因為沒有人有積極性遵守協(xié)定。這就是合作博弈與非合作博弈的區(qū)別。重復(fù)占優(yōu)均衡
囚徒困境的問題在許多情況下會出現(xiàn),如寡頭競爭、軍備競賽、團隊生產(chǎn)中的勞動供給、公共產(chǎn)品的供給等。
在每個參與人都有占優(yōu)戰(zhàn)略的情況下,占優(yōu)戰(zhàn)略均衡是一個非常合理的預(yù)測,但在絕大多數(shù)博弈中,占優(yōu)戰(zhàn)略均衡是不存在的。盡管如此,在有些博弈中,我們?nèi)钥梢詰?yīng)用占優(yōu)的邏輯規(guī)則找出均衡。
(1):多勞不多得
3,12,47,-10,0智豬博弈(2):多勞反而少得小豬按等待大豬按等待沒有占優(yōu)戰(zhàn)略均衡
Baldwin&Meese(1979)新產(chǎn)品研發(fā)與模仿理性與剔除劣戰(zhàn)略假定小豬是理性的,小豬肯定不會選擇按的戰(zhàn)略,因為,不論大豬選擇什么戰(zhàn)略,對小豬來說,等待嚴格優(yōu)于按,因而理性的小豬會選擇等待。再假定大豬知道小豬是理性的,那么大豬會正確地預(yù)測到小豬會選擇等待,給定這個預(yù)測,大豬的最優(yōu)選擇只能是按。這樣,(按,等待)是這個博弈唯一的均衡,即大豬選擇按,小豬選擇等待,支付水平分別為4和4個單位或者2和4個單位。重復(fù)剔除劣戰(zhàn)略
iteratedeliminationofdominatedstrategies
首先,找出某個參與人的一個劣戰(zhàn)略(假定存在),把這個劣戰(zhàn)略剔除掉,重新構(gòu)造一個不包含已剔除戰(zhàn)略的新的博弈;然后,再剔除這個新的博弈中的某個參與人的劣戰(zhàn)略;繼續(xù)這個過程,一直到只剩下一個唯一的戰(zhàn)略組合為止。這個唯一剩下的戰(zhàn)略組合就是這個博弈的均衡解,稱為重復(fù)剔除占優(yōu)均衡(iterateddominanceequilibrium)。剔除各個參與人的所有弱劣戰(zhàn)略后獲得的戰(zhàn)略組合,可以稱為弱占優(yōu)均衡。重復(fù)剔除占優(yōu)均衡重復(fù)剔除的占優(yōu)均衡:戰(zhàn)略組合s*=(s1*,...,sn*)稱為重復(fù)剔除的占優(yōu)均衡,如果它是重復(fù)剔除劣戰(zhàn)略后剩下的唯一的戰(zhàn)略組合。如果這種唯一的戰(zhàn)略組合是存在的,我們說該博弈是重復(fù)剔除占優(yōu)可解的(dominancesolvable)。如果重復(fù)剔除后剩下的戰(zhàn)略組合不唯一,我們說該博弈不是重復(fù)剔除占優(yōu)可解的。我們將看到,相當多的博弈是無法使用重復(fù)剔除劣戰(zhàn)略的方法找到均衡解的。
均衡結(jié)果與剔除順序如果每次剔除的是嚴格劣戰(zhàn)略,均衡結(jié)果與剔除的順序無關(guān),原因是,如果戰(zhàn)略si’嚴格劣于戰(zhàn)略si’’對于所有的s-i成立,自然對于一部分s-i也是成立的。然而,如果剔除的是弱劣戰(zhàn)略,均衡結(jié)果可能與剔除順序有關(guān)。由于這個原因,我們一般使用嚴格劣戰(zhàn)略剔除。用嚴格劣戰(zhàn)略剔除的辦法,下面這個博弈是不可解的。
重復(fù)剔除占優(yōu)均衡與理性與占優(yōu)戰(zhàn)略均衡不同,重復(fù)剔除的占優(yōu)均衡不僅要求每個參與人是理性的,而且要求理性是參與人的共同知識,即所有參與人知道所有參與人是理性的,所有參與人知道所有參與人知道所有參與人是理性的,如此等等。由于這個原因,盡管在許多博弈中重復(fù)剔除的占優(yōu)均衡是一個合理的預(yù)測,但情況并非總是如此,特別是當支付取某些極端值的時候。博弈的結(jié)果對行為的不確定性是很敏感的,即使只是很小的不確定性。
內(nèi)生不確定性這里我們用到前面指出的博弈分析(多人決策分析或?qū)Σ叻治?與單人決策分析的重要區(qū)別。在單人決策分析里,只有一個決策人,他面臨的唯一不確定性是自然可能的行動,他對自然選擇不同行動的概率有一個固定的、外生的信念。相反,在博弈分析中,有多個決策人,每個決策人有關(guān)其他決策人的行為的信念并不是外生的。內(nèi)生不確定性與博弈由于這個區(qū)別,決策論中的許多比較靜態(tài)結(jié)論并不能推廣到博弈論(對策論)中。比如說,在單人決策的情況下,如果對應(yīng)一個給定選擇的所有可能狀態(tài)下的支付同時減少,當事人的效用水平絕不會提高,但這一結(jié)論并不適用于博弈情況。
類似的情況也出現(xiàn)在當一個參與人的選擇空間縮小或信息質(zhì)量下降的時候,在單人決策里,選擇空間的縮小或信息質(zhì)量的下降絕不可能是件好事,但在博弈里,卻可能使當事人受益。
納什均衡把理性作為共同知識的要求并不是重復(fù)剔除的占優(yōu)均衡的唯一問題。更為嚴重的問題是,對于相當多的博弈,我們無法使用重復(fù)剔除劣戰(zhàn)略的辦法找出均衡解。比如說,在房地產(chǎn)開發(fā)博弈中,假定市場是低需求的情況,那么,無論對于A還是B,沒有任何一種戰(zhàn)略優(yōu)于另一種戰(zhàn)略,每一個參與人的最優(yōu)戰(zhàn)略都依賴于另一個參與人的戰(zhàn)略。為了找出這個博弈的均衡解,我們需要引入納什均衡(Nashequilibrium)的概念。納什均衡是完全信息靜態(tài)博弈解的一般概念,不存在占優(yōu)戰(zhàn)略均衡或重復(fù)剔除占優(yōu)均衡的博弈,卻存在納什均衡。
房地產(chǎn)開發(fā)-同時進入博弈參與人:房地產(chǎn)開發(fā)商A(你)和B(他)。博弈規(guī)則:同時進入市場-開發(fā)商A和B同時選擇開發(fā)或者不開發(fā)。如果決定開發(fā),必須投入1億元資金;如果決定不開發(fā),資金投入為0。行動結(jié)果:如果市場上有兩棟寫字樓出售,需求大時,每棟售價可達1.4億元,需求小時,售價為7000萬元;如果市場上只有一棟寫字樓出售,需求大時售價為1.8億元,需求小時為1.1億元。這樣,有以下8種可能的結(jié)果:行動結(jié)果矩陣1.需求大,你開發(fā),他不開發(fā);2.需求大,你不開發(fā),他開發(fā);3.需求大,你開發(fā),他也開發(fā);4.需求大,你不開發(fā),他也不開發(fā);5.需求小,你開發(fā),他不開發(fā);6.需求小,你不開發(fā),他開發(fā);7.需求小,你開發(fā),他也開發(fā);8.需求小,你不開發(fā),他也不開發(fā)。戰(zhàn)略式支付矩陣1.需求大,你開發(fā),他不開發(fā)時,你的利潤為8000萬元,他的利潤為0;2.需求大,你不開發(fā),他開發(fā)時,你的利潤為0,他的利潤為8000萬元;3.需求大,你開發(fā),他也開發(fā)時,你和他的利潤各為4000萬元;4.需求大,你不開發(fā),他也不開發(fā)時,你和他的利潤都為0;支付5.需求小,你開發(fā),他不開發(fā)時,你的利潤為1000萬元,他的利潤為0;6.需求小,你不開發(fā),他開發(fā)時,你的利潤為0,他的利潤為1000萬元;7.需求小,你開發(fā),他也開發(fā)時,你和他的利潤各為-3000萬元;8.需求小,你不開發(fā),他也不開發(fā)時,你和他的利潤都為0。有占優(yōu)戰(zhàn)略無占優(yōu)戰(zhàn)略信息與決策的交互影響在這個例子中,無論你(開發(fā)商A)還是他(開發(fā)商B),在決定是否開發(fā)時,不僅要考慮市場需求的大?。ㄊ菫闆Q策問題),而且要考慮對方的行動(是為對策問題)。我們假定雙方同時決策,每一方在作出自己的決定時并不知道對方的決定,因而是不完美信息。再假定市場需求對雙方都是已知的(因而是完全信息),那么,如果市場需求大,雙方都會開發(fā),各得利潤4000萬元;如果市場需求小,一方是否開發(fā)依賴于他認為對方是否開發(fā):如果A認為B會開發(fā),A最好不開發(fā),反之亦然。納什均衡的定義定義:有n個參與人的戰(zhàn)略式表述博弈G={S1,...,Sn;u1,...,un},戰(zhàn)略組合s*=(s1*,...,si*,...,sn*)是一個納什均衡,如果對于每一個i,si*是給定其他參與人選擇s-i*=(s1*,...,si-1*,si+1*,...,sn*)的情況下第i個參與人的最優(yōu)戰(zhàn)略,即:ui(si*,s-i*)≥ui(s’i,s-i*),s’i∈Si,i或者說,戰(zhàn)略組合s*
是一個納什均衡,如果給定其他參與人不改變其戰(zhàn)略,沒有參與人有動機改變戰(zhàn)略。注意:沒有s-i∈S-i這個條件。納什均衡的定義用另一種表述方式,si*是下述最大化問題的解:si*∈argmaxui(s1*,…,si-1*,si,si+1*,…,sn*),si∈Sii,i=1,2,...,n其中,“∈argmaxui”的意思是“istheargumentthatmaximizesui”,意即使函數(shù)ui(.)最大化的元素或解。
非納什均衡考慮戰(zhàn)略組合s’=(s1’,…,si’,…,sn’),說s’不是G的一個納什均衡,等價于說至少對于某些i而言,si’不是i的最優(yōu)戰(zhàn)略(給定s-i’),換言之,至少存在一個si’’∈Si,使得ui(si’,s-i’)<ui(si’’,s-i’),對某些i就是說,如果我們預(yù)測s’=(s1’,...,si’,...,sn’)是博弈的一個結(jié)果,但這個結(jié)果不是一個納什均衡,那么,至少某些參與人有積極性偏離這個結(jié)果。
納什均衡的含義讓我們設(shè)想n個參與人在博弈之前協(xié)商達成一個協(xié)議,規(guī)定每一個參與人選擇一個特定的戰(zhàn)略。令s*=(s1*,...,si*,...,sn*)代表這個協(xié)議,其中si*是協(xié)議規(guī)定的第i個參與人的戰(zhàn)略。顯然,只有當遵守協(xié)議帶來的效用大于不遵守協(xié)議帶來的效用時,一個人才會遵守這個協(xié)議。給定其他參與人都遵守這個協(xié)議,在沒有外在強制的情況下,如果沒有任何參與人有積極性不遵守這個協(xié)議,我們說這個協(xié)議是可以自動實施的(self-enforcing),這個協(xié)議就構(gòu)成一個納什均衡;否則,它就不是一個納什均衡。尋找納什均衡的方法尋找納什均衡就要判斷每一個戰(zhàn)略組合是否是納什均衡;也就是要檢查每一個戰(zhàn)略組合中各參與人的戰(zhàn)略是否是對其他參與人的最優(yōu)反應(yīng)。在兩人有限戰(zhàn)略博弈中,解納什均衡的一個簡單方法如下。首先考慮A的戰(zhàn)略,對于每一個B的給定的戰(zhàn)略,找出A的最優(yōu)戰(zhàn)略,在其對應(yīng)的支付下劃一橫杠,然后,再用類似的方法找出B的最優(yōu)戰(zhàn)略。在完成這個過程后,如果某個支付單元格的兩個數(shù)字下都有橫杠,這個單元格對應(yīng)的戰(zhàn)略組合就是一個納什均衡。有占優(yōu)戰(zhàn)略無占優(yōu)戰(zhàn)略約會博弈張三李四地點A地點B地點A地點C0,0100,1000,00,0協(xié)調(diào)博弈張三李四大小大小-1,-12,2-1,-1
1,1兩個均衡都是強納什均衡,且一個均衡帕累托優(yōu)于另一個均衡,究竟哪個均衡會實際出現(xiàn)?跟隨領(lǐng)導(dǎo)者博弈-戰(zhàn)略式支付矩陣張三大小李四大|大,大|小大|大,小|小小|大,大|小小|大,小|小2,22,2-1,-1-1,-1-1,-11,1-1,-1
1,1其中兩個均衡包含著李四的不可置信的威脅先動優(yōu)勢:標準或合同條款制訂納什均衡強調(diào)正確而一致的預(yù)期或信念。狹路相逢勇者勝自然新店新店老店老店老店老店N干洗店市場進入博弈的擴展式正常,.7衰退,.3進入不進入進入不進入高價低價高價低價高價低價高價低價(100,100)(-100,-50)(0,300)(0,200)(40,40)(-160,-110)(0,240)(0,140)支付:(新店,老店)自然新店新店老店老店老店老店N正常,.7衰退,.3高價低價高價低價高價低價高價低價高價低價高價低價(100,100)(0,200)(200,0)(50,50)(40,40)(-60,140)(140,-60)(-10,-10)干洗店市場進入價格博弈的擴展式如果進入者決定免費提供干洗服務(wù),均衡結(jié)果又如何?無純戰(zhàn)略納什均衡強與弱納什均衡上面定義的是弱納什均衡的概念。一個納什均衡是強的(strictorstrong),如果給定其他參與人的戰(zhàn)略,每一個參與人的最優(yōu)選擇是唯一的。就是說,s*是一個強納什均衡,當且僅當對于所有的i,si’≠si*,ui(si*,s-i*)>ui(si’,s-i*)。如果一個納什均衡是強的,沒有任何參與人在均衡戰(zhàn)略與某些其他戰(zhàn)略之間是無差異的;此外,強納什均衡對博弈支付矩陣的小小變化并不敏感。強與弱納什均衡對比之下,在弱納什均衡的情況下,有些參與人可能在均衡戰(zhàn)略與非均衡戰(zhàn)略之間是無差異的。我們或許要問,既然是無差異的,為什么選擇均衡戰(zhàn)略而不選擇其他戰(zhàn)略呢?正是因為這樣,強納什均衡比弱納什均衡似乎是一個更為可取的概念。然而,在有些博弈中,納什均衡存在,但它不是強納什均衡。如表1.5的博弈,(R1,C1)和(R1,C3)都是納什均衡,但沒有一個是強納什均衡。
納什均衡與占優(yōu)戰(zhàn)略均衡及重復(fù)剔除占優(yōu)均衡的關(guān)系(1)每一個占優(yōu)戰(zhàn)略均衡、重復(fù)剔除的占優(yōu)均衡一定是納什均衡,但并非每一個納什均衡都是占優(yōu)戰(zhàn)略均衡或重復(fù)剔除的占優(yōu)均衡。也就是說,構(gòu)成納什均衡的戰(zhàn)略一定是重復(fù)剔除嚴格劣戰(zhàn)略過程中不能被剔除的戰(zhàn)略,就是說,沒有任何一個戰(zhàn)略嚴格優(yōu)于納什均衡戰(zhàn)略。納什均衡與占優(yōu)戰(zhàn)略均衡及重復(fù)剔除占優(yōu)均衡的關(guān)系在囚徒困境博弈里,(坦白,坦白)是一個占優(yōu)戰(zhàn)略均衡、重復(fù)剔除的占優(yōu)均衡,也是一個納什均衡;在智豬博弈中,(按,等待)是一個重復(fù)剔除的占優(yōu)均衡,也是一個納什均衡;在表1.9的博弈中,(D,R)是一個納什均衡,但不是一個重復(fù)剔除的占優(yōu)均衡(我們無法通過重復(fù)剔除劣戰(zhàn)略的辦法找到均衡解),更不是占優(yōu)戰(zhàn)略均衡。
(1):多勞不多得
3,12,47,-10,0智豬博弈(2):多勞反而少得小豬按等待大豬按等待沒有占優(yōu)戰(zhàn)略均衡
新產(chǎn)品研發(fā)與模仿納什均衡與占優(yōu)戰(zhàn)略均衡及
重復(fù)剔除占優(yōu)均衡的關(guān)系(2)納什均衡一定是在重復(fù)剔除嚴格劣戰(zhàn)略過程中沒有被剔除掉的唯一的戰(zhàn)略組合,但不能被剔除的戰(zhàn)略組合不一定是納什均衡。如果一個戰(zhàn)略在重復(fù)剔除過程的某個階段嚴格劣于另一個戰(zhàn)略從而被剔除,它不可能是對于其他參與人的均衡戰(zhàn)略的最優(yōu)選擇。在囚徒困境博弈中,(抵賴,抵賴)被剔除了,所以它不可能是一個納什均衡,(坦白,坦白)是一個納什均衡,所以它不可能被剔除;納什均衡與占優(yōu)戰(zhàn)略均衡及
重復(fù)剔除占優(yōu)均衡的關(guān)系在表1.9的博弈中,沒有任何一個戰(zhàn)略嚴格劣于另外一個戰(zhàn)略,因而沒有一個戰(zhàn)略組合能被剔除掉,但(D,R)是一個納什均衡。但是,如果使用弱劣戰(zhàn)略剔除的辦法,均衡結(jié)果可能與剔除順序有關(guān),換言之,剔除弱劣戰(zhàn)略可能剔除掉納什均衡。在表1.5的博弈中,(R1,C1)和(R1,C3)都是納什均衡,如果剔除按R3、C3、C2、R2順序進行,(R1,C3)被剔除掉了;另一方面,如果剔除按C2、R2、C1、R3順序進行,(R1,C1)被剔除掉了。市場進入阻撓博弈
有一個壟斷者已在市場上(稱為在位者),另一個企業(yè)虎視耽耽想進入(稱為進入者)。進入者有兩個戰(zhàn)略:{進入,不進入},在位者也有兩個戰(zhàn)略:{默許,斗爭}。假定進入之前的壟斷利潤為300,進入之后寡頭利潤為100,進入成本為10。各種戰(zhàn)略組合下的支付矩陣如表1.10所示。高成本市場進入阻撓博弈這個博弈有兩個納什均衡:(進入,默許)和(不進入,斗爭),其中,(進入,默許)是強納什均衡,(不進入,斗爭)是弱納什均衡。給定進入者進入,在位者的最優(yōu)戰(zhàn)略是默許;給定在位者默許,進入者的最優(yōu)戰(zhàn)略是進入,因而(進入,默許)是一個納什均衡。盡管在進入者不進入時,默許和斗爭對在位者是無差異的,但只有當在位者斗爭時,不進入才是進入者的最優(yōu)戰(zhàn)略,所以,(不進入,斗爭)也是一個納什均衡。市場進入阻撓博弈如果我們想用重復(fù)剔除弱劣戰(zhàn)略的方法找到博弈的解,斗爭是在位者的弱劣戰(zhàn)略(50>0,300=300),因而被剔除,(進入,默許)是唯一剩下的沒有被剔除的戰(zhàn)略組合,因而是重復(fù)剔除的占優(yōu)均衡;納什均衡(不進入,斗爭)被剔除掉了。這個例子也說明,(弱)納什均衡允許弱劣戰(zhàn)略的存在。
納什均衡的性質(zhì)納什均衡的定義沒有占優(yōu)戰(zhàn)略均衡的條件“
s?i”,因此納什戰(zhàn)略只需要是其他納什戰(zhàn)略的最優(yōu)反應(yīng),不必是所有可能戰(zhàn)略的最優(yōu)反應(yīng)。納什均衡要求,各參與人的戰(zhàn)略是對于其預(yù)測的其對手將要采取的戰(zhàn)略的支付最大化反應(yīng),并進一步要求各參與人的預(yù)測是正確的。這是大多數(shù)經(jīng)濟分析的起點。納什均衡的性質(zhì)在納什均衡中,所有局中人的期望都得以實現(xiàn),他們選擇的戰(zhàn)略都是最優(yōu)的。在所有各方對其他各方的戰(zhàn)略具有正確預(yù)期的情況下,沒有參與人能夠通過單方面選擇其他不同的戰(zhàn)略而改善其自身獲得的結(jié)果。納什均衡是參與人將如何博弈(最佳應(yīng)對)的一致性(consistent)預(yù)測:如果所有參與人預(yù)測一個特定的納什均衡將會出現(xiàn),那么,沒有人有興趣作不同的選擇。非合作博弈理論的核心問題說納什均衡是一致性預(yù)測并不意味著納什均衡一定是一個好的預(yù)測。正如我們已經(jīng)看到的,一個非常普遍的現(xiàn)象是一個博弈可能有多個納什均衡,如何預(yù)測哪一個納什均衡實際上會出現(xiàn)?因此,非合作博弈理論的核心問題可表述為:假如一個博弈有若干個均衡,理性的參與者究竟應(yīng)該(或愿意)選擇其中的哪一個?0,0-10,00,-10-8,-8建模者困境列參與人行參與人抵賴坦白抵賴坦白警察沒有證據(jù),甚至不能拘留小偷。有一個弱占優(yōu)均衡,同時是強納什均衡;但還有一個弱納什均衡,卻是一個帕累托占優(yōu)均衡怎么辦?建模者困境的出路?建模者可以細化博弈結(jié)構(gòu),了解博弈的具體過程;或者采用均衡精煉,對基本解概念附加條件,直到只有一個戰(zhàn)略組合滿足精煉的均衡概念。建模者可以堅持采用強均衡概念,或者剔除弱劣戰(zhàn)略,或者采用重復(fù)占優(yōu);或者剔除帕累托劣納什均衡。但是,不要認為弱納什均衡可以被輕視。通常,當參與人B對X和Y無差異時,除非其他參與人預(yù)期B將選擇X,否則,就不存在納什均衡。并不是我們假設(shè)B選擇X,來選擇一個均衡,而是要找到關(guān)于行為的唯一的一致預(yù)期集合。兩個均衡都是帕累托有效的;先動優(yōu)勢:產(chǎn)品標準選擇或合同措詞納什均衡強調(diào)正確而一致的預(yù)期或信念。協(xié)調(diào)博弈張三李四大小大小-1,-12,2-1,-1
1,1兩個均衡都是強納什均衡,且一個均衡帕累托優(yōu)于另一個均衡,究竟哪個均衡會實際出現(xiàn)?庫諾特(Cournot)寡頭競爭模型
在庫諾特模型里,有兩個參與人,分別稱為企業(yè)1和企業(yè)2,每個企業(yè)的戰(zhàn)略是選擇產(chǎn)量,支付是利潤,利潤是兩個企業(yè)產(chǎn)量的函數(shù)。在這個例子中,參與人的戰(zhàn)略是連續(xù)變量,因而是無限博弈。我們用qi∈[0,∞)代表第i個企業(yè)的產(chǎn)量,Ci(qi)代表成本函數(shù),P=P(q1+q2)代表逆需求函數(shù)(P是價格,Q(P)是原需求函數(shù))。兩個企業(yè)的利潤函數(shù)為:πi(q1,q2)=qiP(q1+q2)-Ci(qi),i=1,2寡頭競爭模型(q1*,q2*)是納什均衡產(chǎn)量意味著:q1*∈argmaxπ1(q1,q2*)=q1P(q1+q2*)–C1(q1)q2*∈argmaxπ2(q1*,q2)=q2P(q1*+q2)–C2(q2)找出納什均衡的一個辦法是對每個企業(yè)的利潤函數(shù)求一階導(dǎo)數(shù)并令其等于零dπ1/dq1=P(q1+q2)+q1P’(q1+q2)–C1’(q1)=0dπ2/dq2=P(q1+q2)+q2P’(q1+q2)–C2’(q2)=0寡頭競爭模型上述兩個一階條件分別定義了兩個反應(yīng)函數(shù)(reactionfunction)q1=R1(q2)q2=R2(q1)反應(yīng)函數(shù)意味著每個企業(yè)的最優(yōu)戰(zhàn)略(產(chǎn)量)是另一個企業(yè)產(chǎn)量的函數(shù)。兩個反應(yīng)函數(shù)的交叉點就是納什均衡q*=(q1*,q2*),如圖1.1所示。寡頭壟斷產(chǎn)量寡頭競爭模型假定,逆需求函數(shù)為P(q1+q2)=a-q1-q2,兩個企業(yè)有相同的不變單位成本c0,那么,支付(利潤)函數(shù)為:i(q1,q2)=qi(P(q1+q2)-c),i=1,2=qi(a-q1-q2-c)最優(yōu)化的一階條件分別是,dπ1/dq1=-2q1+a-q2-c=0dπ2/dq2=-2q2+a-q1-c=0寡頭競爭模型與壟斷反應(yīng)函數(shù)是q1=(a-q2-c)/2和q2=(a-q1-c)/2納什均衡是q1*=q2*=(a-c)/3壟斷企業(yè)的收益函數(shù)是(Q)=Q(P(Q)-c)=Q(a-Q-c)一階條件是d/dQ=a-Q-c-Q,從而Q*=(a-c)/2壟斷、古諾兩種情形下利潤如何變化?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核進動雜亂無章,磁性相互抵消zMyx進入靜磁場后,H核磁矩發(fā)生規(guī)律性排列(正負方向),正負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準圖像磁共振常規(guī)h檢查必掃這兩種標準圖像.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旋進頻率不同
GY----MXY旋進相位不同(不影響MXY大小)
↓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,等等;MRI技術(shù)的優(yōu)勢1、軟組織分辨力強(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,將產(chǎn)生嚴重后果外科手術(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診斷標準——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診斷標準——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診斷標準—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診斷標準—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20%SSI與病人:入住ICU的機會增加60%再次入院的機會是未感染者的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?。τ兄刚髡呶从每股仡A(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
在污染細菌接觸宿主手術(shù)部位前給藥治療
在污染細菌接觸宿主手術(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163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):減少粘膜定植細菌的數(shù)量污染手術(shù):清除已經(jīng)污染宿主的細菌六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用164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細菌數(shù)logCFU/ml六、預(yù)防SSI干預(yù)方法
——抗菌藥物的應(yīng)用170術(shù)后給藥,細菌在手術(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172ClassenDC,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174六、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?。?!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)給藥細菌污染定植感染一次性用藥用藥24h用藥4872h數(shù)小時從十數(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)紊亂減輕病人負擔(dān)可以選用單價較高但效果較好的抗生素減少護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:時機不當時間太長選藥不當,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
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