醫學成像的基本原理（簡體書）

本書完整系統地討論了醫學臨床上最常見的X光（包括X射線、CT）、超聲、磁共振、核素等四大成像的基本原理，描述對圖像性能的評價，說明最新發展與趨勢。除此之外，對目前成像領域的研究熱點如分子成像、功能成像也在最后給出了簡要介紹。 本書的特色是注重基本概念和方法，盡可能地采取定量描述以使討論達到一定深度，通俗易懂，方便自學。讀者只要經過理工科大學二年級的數理訓練，讀懂本書應該不存在知識盲點。 盡管本書編寫的目標和出發點都是立足于為研究型大學“生物醫學工程”專業的本科高年級學生、或為研究生教學提供深度適中的教材，但幾乎所有理工科畢業的相關從業人員或對醫學成像技術感興趣的讀者閱讀起來也不會有太大困難。

第1章 物質的結構與性質
1.1 物質的原子結構 
1.1.1 原子與原子核 
1.1.2 電子 
1.1.3 原子核的自旋與磁矩 
1.1.4 核素 
1.2 能量與輻射 
1.2.1 能量、功率、強度 
1.2.2 輻射 
1.2.3 標識輻射和俄歇電子 
1.3 放射性物質 
1.3.1 衰變指數規律和描述參數 
1.3.2 典型衰變簡介 
1.3.3 衰變綱圖（decay schemes）
1.3.4 連續衰變 
1.3.5 放射平衡 
第2章 X射線的產生與輻射劑量
2.1 X射線管 
2.2 管電壓的產生與控制 
2.2.1 高電壓的產生 
2.2.2 控制電路 
2.3 X射線產生的物理機制 
2.3.1 X射線的能量譜 
2.3.2 X射線管的效率 
2.3.3 X射線的濾過 
2.4 X射線管的焦點與額定參數 
2.4.1 X射線管的焦點 
2.4.2 X射線管的額定參數 
2.5 X射線的劑量 
2.5.1 流量、通量與強度 
2.5.2 照射量與吸收劑量 
2.5.3 不同輻射源生物效應的比較 
2.6 X射線的物理特征
第3章 X射線與物質的相互作用
3.1 X射線與物質作用的機制 
3.1.1 作用參數 
3.1.2 光電效應 
3.1.3 康普頓散射 
3.1.4 電子對效應 
3.1.5 三種效應的總結 
3.2 X射線在介質中的吸收 
3.2.1 化合物與混合物的等效原子序數 
3.2.2 X射線在介質中的邊緣吸收現象 
3.2.3 連續能譜X射線在介質中的衰減 
3.3 X射線與人體組織的交互 
第4章 X射線攝影與透視
4.1 X射線攝影 
4.1.1 膠片 
4.1.2 增感屏 
4.1.3 散射與濾線器 
4.1.4 特殊X射線攝影 
4.2 X射線透視 
4.3 數字X射線成像 
4.3.1 概述 
4.3.2 膠片的數字化 
4.3.3 計算機X射線攝影術 
4.3.4 直接數字攝影術——DR 
4.3.5 線掃描直接數字攝影術——多絲正比法 
4.3.6 數字減影技術 
第5章 X射線計算機斷層成像
5.1 引言 
5.2 XCT的掃描方式
5.2.1 幾個基本概念 
5.2.2 主要的掃描方式簡介 
5.3 CT圖像的重建算法 
5.3.1 解方程組法圖像重建 
5.3.2 直接反投影法 
5.3.3 濾波反投影法 
5.4 CT圖像的顯示與后處理 
5.4.1 CT圖像的灰度顯示 
5.4.2 CT圖像顯示的窗口技術 
5.4.3 其他后處理技術簡介 
5.5 CT掃描機的硬件組成 
5.5.1 X射線管 
5.5.2 準直器 
5.5.3 X射線探測器 
5.5.4 機架和滑環 
5.6 CT圖像的質量評價 
5.6.1 對比度分辨率 
5.6.2 空間分辨率 
5.6.3 噪聲 
5.6.4 CT值的準確度 
5.6.5 劑量 
5.6.6 圖像質量及相關參數間的制約關系 
5.7 偽像及其產生的原因 
5.7.1 偽像的定義 
5.7.2 與系統設計相關的偽像 
5.7.3 與射線管相關的偽像 
5.7.4 與射線探測器相關的偽像 
5.7.5 受檢人體引起的偽像 
5.8 CT技術的發展和應用 
5.8.1 基本趨勢 
5.8.2 CT技術進展 
5.8.3 新技術的典型應用 
第6章 放射性核素成像基礎
6.1 概述 
6.1.1 放射性核素示蹤技術 
6.1.2 核素成像的分類和技術特點 
6.2 醫用放射性核素的生產 
6.2.1 回旋加速器法 
6.2.2 核反應堆法 
6.2.3 核素發生器法 
6.3 放射性藥物 
6.3.1 放射性藥物的標記 
6.3.2 放射性藥物的體內選擇性聚集機制 
6.3.3 典型顯像劑簡介 
6.4 核輻射探測器 
6.4.1 閃爍體 
6.4.2 光的收集和光導 
6.4.3 光電倍增管 
6.5 放射性測量中的統計特征 
6.5.1 放射性衰變與測量的統計漲落 
6.5.2 放射性測量的誤差估計 
6.5.3 放射性測量的質量控制 
第7章 放射性核素成像裝置
7.1 γ照相機 
7.1.1 γ照相機的系統構成 
7.1.2 γ照相機的性能評價 
7.2 單光子發射計算機斷層成像 
7.2.1 SPECT的成像原理 
7.2.2 SPECT圖像的特點與質量控制 
7.3 正電子發射計算機斷層成像 
7.3.1 引言
7.3.2 PET成像的原理 
第8章 醫學超聲的物理基礎
8.1 超聲波的性質
8.1.1 超聲波的分類和特征量 
8.1.2 聲波在介質中的傳播規律 
8.1.3 聲波在介質中的衰減 
8.2 超聲波的生物效應
8.2.1 生物效應的發生機制 
8.2.2 超聲醫學成像的安全劑量
第9章 超聲成像系統
9.1 超聲波的發射與接收 
9.1.1 壓電效應與壓電材料 
9.1.2 超聲換能器 
9.1.3 超聲換能器的聲場分布 
9.1.4 超聲波聲束的聚焦 
9.2 超聲成像的基本技術
9.2.1 脈沖回波檢測技術 
9.2.2 回波檢測技術涉及的參數討論
9.2.3 回波信號處理技術 
9.3 超聲成像的主要方式 
9.3.1 A型超聲診斷儀 
9.3.2 M型超聲診斷儀 
9.3.3 B型超聲診斷儀 
9.4 超聲圖像的質量評估 
9.4.1 典型技術指標 
9.4.2 偽像
第10章 超聲多普勒血流測量與成像
10.1 多普勒效應 
10.2 多普勒血流測量中的信號處理 
10.2.1 血流方向信息的提取 
10.2.2 血流速度值的提取 
10.3 超聲多普勒血流測量系統 
10.3.1 連續波超聲多普勒血流測量儀 
10.3.2 脈沖波超聲多普勒血流測量儀
10.3.3 多普勒信息的表達 
10.4 超聲多普勒血流成像 
10.4.1 連續波超聲多普勒血流成像 
10.4.2 脈沖超聲多普勒血流成像 
10.4.3 彩色超聲多普勒血流成像 
第11章 磁共振成像基礎
11.1 靜磁場中的磁性核 
11.1.1 拉莫爾進動 
11.1.2 塞曼效應與磁共振現象 
11.2 核磁共振的宏觀描述 
11.2.1 磁化強度矢量 
11.2.2 弛豫和弛豫時間 
11.2.3 自由感應衰減信號 
11.3 脈沖序列與組織對比 
11.3.1 部分飽和序列與T1對比 
11.3.2 組織的T2對比與自旋回波技術 
第12章 磁共振圖像的建立
12.1 基于梯度場的斷層選取 
12.1.1 MRI圖像建立概述 
12.1.2 影響斷層選取的因素 
12.2 平面內信號源的定位 
12.2.1 頻率編碼 
12.2.2 相位編碼 
12.3 K空間與傅里葉變換圖像重建 
12.3.1 數據空間及其數字化 
12.3.2 K空間
12.4 MRI掃描儀 
12.4.1 磁體系統 
12.4.2 梯度場系統 
12.4.3 射頻發射與接收系統 
第13章 功能成像與分子成像
13.1 概述 
13.2 彌散加權與彌散張量成像 
13.2.1 彌散加權成像 
13.2.2 彌散張量成像
13.2.3 彌散成像的應用 
13.3 基于BOLD的腦功能成像 
13.3.1 BOLD功能成像的基本原理
13.3.2 BOLD功能成像的過程
13.4 磁共振分子成像 
13.4.1 磁共振造影劑 
13.4.2 磁共振分子探針 
13.5 超聲分子成像 
13.5.1 超聲造影與造影劑 
13.5.2 超聲分子成像造影劑 
參考文獻