医学影像物理学教程

前言第0章 总论0.1 医学成像的发展历程0.1.1 X射线成像0.1.2 核磁共振成像0.1.3 核医学成像0.1.4 超声成像0.1.5 其他医学成像0.2 医学成像的生物学基础0.2.1 人体的解剖结构成像0.2.2 人体的生理信息成像0.2.3 人体的病理信息成像0.3 医学视光学基础0.3.1 人的视觉系统0.3.2 视光学基础0.3.3 视觉的特性第一篇 X射线平面投影成像第1章 X射线成像的物理基础1.1 X射线的产生1.1.1 X射线的发现1.1.2 X射线的性质1.1.3 X射线的产生原理1.1.4 X射线管1.2 X射线与物质的相互作用1.2.1 光电效应1.2.2 康普顿效应1.2.3 相干散射1.2.4 电子对效应1.2.5 X射线的衰减规律第2章 X射线平面成像基本原理2.1 成像原理2.1.1 X射线平面投影成像过程2.1.2 点源成像原理2.1.3 点源对成像的影响2.1.4 平面源的效应2.2 X射线影像的显像方法2.2.1 荧光显像2.2.2 屏-胶显像2.2.3 光激励存储荧光体显像2.2.4 探测器显像2.3 影响图像质量的因素2.3.1 成像链对图像质量的影响2.3.2 评价医学影像质量的参数2.3.3 影响X射线图像质量的因素第3章 X射线平面投影成像系统3.1 传统X射线成像系统3.1.1 透视系统3.1.2 普通摄影系统3.1.3 体层摄影系统3.1.4 软X射线摄影系统3.1.5 造影检查系统3.2 数字化X射线成像系统3.2.1 数字荧光摄影系统3.2.2 计算机X射线摄影系统3.2.3 数字X射线摄影系统3.3 数字减影血管造影系统3.3.1 DSA的原理和方法3.3.2 图像后处理3.3.3 技术新进展第二篇 X射线计算机断层成像第4章 CT成像的数理基础4.1 CT成像的原理4.1.1 CT成像的数学基础4.1.2 CT成像的基本概念4.2 CT图像重建方法4.2.1 CT扫描方式4.2.2 CT图像重建算法第5章 CT图像处理及质量评价5.1 CT图像处理5.1.1 图像处理功能种类5.1.2 窗口技术5.1.3 感兴趣区的测量5.1.4 图像处理与显示5.2 CT图像质量评价5.2.1 分辨力5.2.2 噪声5.2.3 伪影第三篇 核磁共振成像第6章 核磁共振成像原理6.1 核磁共振现象6.1.1 原子核自旋与核磁矩6.1.2 磁性核在磁场中的能级分裂与旋进6.1.3 核磁共振现象6.2 核磁共振的宏观解释6.2.1 宏观磁化强度矢量M6.2.2 射频场激励与M0的章动6.2.3 弛豫及弛豫过程6.2.4 T1弛豫6.2.5 T2弛豫6.2.6 T*弛豫6.2.7 自由感应衰减信号6.2.8 旋转坐标系与实验室坐标系6.2.9 核磁共振的两种解释理论6.3 核磁共振信号检测与处理6.3.1 核磁共振信号的检测与灵敏度6.3.2 化学位移与核磁共振波谱6.3.3 核磁共振信号的傅里叶变换6.3.4 核磁共振信号处理6.4 二维核磁共振空间编码6.4.1 梯度磁场与磁场梯度6.4.2 选层及选层梯度6.4.3 频率编码梯度Gf6.4.4 相位编码梯度Gp6.5 核磁共振图像重建6.5.1 图像重建方法6.5.2 二维傅里叶变换图像重建原理6.5.3 K空间及其特性第7章 核磁共振成像脉冲序列7.1 SE序列7.1.1 自由感应衰减序列7.1.2 基本SE序列7.1.3 序列时间参数对图像权重的影响7.1.4 权重图像的特征和表现7.1.5 多次回波SE序列7.1.6 多层回波SE序列7.2 IR序列7.2.1 IR序列原理7.2.2 TI时间对信号对比度的影响7.2.3 STIR序列和FLAIR序列7.3 GRE序列7.3.1 基本GRE序列7.3.2 去除剩余磁化的GRE序列7.3.3 利用剩余磁化的GRE序列7.3.4 GRE序列参数对图像权重的影响7.4 EPI序列7.4.1 EPI序列及其分类7.4.2 改进型EPI序列7.4.3 螺旋扫描EPI序列第8章 核磁共振图像质量评价8.1 图像质量及其评价8.1.1 信噪比及其决定因素8.1.2 对比度及其决定因素8.1.3 空间分辨力及其决定因素8.1.4 均匀性及其决定因素8.1.5 几何畸变率及其决定因素8.1.6 伪影8.2 性能参数检测与评价8.2.1 性能检测模体与成像溶液要求8.2.2 共振频率检测与评价8.2.3 信噪比检测与评价8.2.4 几何畸变率检测与评价8.2.5 空间分辨力检测与评价8.2.6 图像均匀性检测与评价8.2.7 层厚与层厚均匀性检测与评价8.2.8 制冷剂挥发率检测与评价第四篇 核医学成像第9章 核医学物理基础9.1 放射性核衰变物理基础9.1.1 原子与原子核9.1.2 核衰变的种类9.1.3 核素的衰变规律9.1.4 放射性药物的产生9.2 γ射线测量的基本原理9.2.1 放射性衰变的统计规律9.2.2 医用核辐射探测器9.2.3 能量分辨率和探测效率9.2.4 γ射线能谱第10章 核医学成像基本原理10.1 γ射线平面成像10.1.1 γ射线平面成像原理10.1.2 一次成像γ照相机的性能10.2 发射型计算机断层10.2.1 概述10.2.2 SPECT10.2.3 PET第五篇 超声成像第11章 超声成像的物理基础11.1 超声波的定义11.1.1 超声波11.1.2 超声波的波动状态11.2 超声波的传播特性11.2.1 超声波的物理量11.2.2 超声波传播特性11.3 超声波的衰减11.3.1 超声波的衰减11.3.2 生物组织的声学参数11.4 超声波与物质的相互作用11.4.1 物质对超声波的作用11.4.2 超声波对物质的作用11.4.3 超声波生物效应分析11.4.4 超声诊断安全剂量第12章 超声成像原理12.1 超声成像概述12.1.1 超声成像技术12.1.2 超声成像技术特点12.2 超声的产生与超声场12.2.1 换能原理12.2.2 超声探头的基本结构12.2.3 超声场12.3 超声的发射与聚焦12.3.1 超声的扫描12.3.2 超声的聚焦12.4 超声的接收与显示12.4.1 A式显示与A超12.4.2 B式显示与B超12.4.3 M式显示与M超12.5 多普勒效应与超声多普勒成像12.5.1 多普勒效应12.5.2 超声多普勒技术12.5.3 多普勒频移信号的显示12.6 超声成像的性能参数12.6.1 主要参数12.6.2 主要参数的测量方法附录 X射线相位成像附录A 相位成像简介附录B 相位成像的基本原理B.1 相衬成像的理论基础B.2 泽尼克相衬成像附录C 相位成像的种类C.1 干涉成像C.2 衍射增强成像C.3 光栅剪切相位衬度成像C.4 类同轴全息相衬成像附录D 相位成像需要解决的技术问题参考文献

　　本书主要介绍了X射线、CT、核磁共振、核医学和超声成像技术的成像原理、相关性能参数，密切联系临床应用和各相应技术领域的新进展。具体安排如下：总论部分首先介绍了医学成像的发展历程、医学成像的生物学基础和视光学基础；第一篇介绍X射线平面投影成像，主要有X射线成像的物理基础、X射线平面成像基本原理、成像系统及其临床应用；第二篇介绍X射线计算机断层成像（X射线CT），有CT成像的数理基础、成像原理、重建方法和CT图像处理及质量评价；第三篇介绍核磁共振成像原理、成像脉冲序列以及图像质量评价；第四篇介绍核医学成像的物理基础和基本原理；第五篇介绍超声成像的物理基础、成像原理及其新技术；附录部分介绍X射线CT相位成像。　　本书可作为生物医学工程等各相关专业，如医疗器械工程、医学影像技术（医学）、医学影像设备（工程）和（近代）应用物理学专业教材，也可供相关方向的硕士研究生或相关领域的工程师、教师阅读参考。