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第0章 总论1

0.1 医学成像的发展历程1

0.1.1 X射线成像1

0.1.2 核磁共振成像3

0.1.3 核医学成像3

0.1.4 超声成像4

0.1.5 其他医学成像4

0.2 医学成像的生物学基础6

0.2.1 人体的解剖结构成像6

0.2.2 人体的生理信息成像7

0.2.3 人体的病理信息成像8

0.3 医学视光学基础8

0.3.1 人的视觉系统9

0.3.2 视光学基础9

0.3.3 视觉的特性10

第一篇 X射线平面投影成像17

第1章 X射线成像的物理基础17

1.1 X射线的产生17

1.1.1 X射线的发现17

1.1.2 X射线的性质17

1.1.3 X射线的产生原理20

1.1.4 X射线管26

1.2 X射线与物质的相互作用30

1.2.1 光电效应30

1.2.2 康普顿效应32

1.2.3 相干散射34

1.2.4 电子对效应35

1.2.5 X射线的衰减规律36

第2章 X射线平面成像基本原理42

2.1 成像原理42

2.1.1 X射线平面投影成像过程42

2.1.2 点源成像原理42

2.1.3 点源对成像的影响43

2.1.4 平面源的效应46

2.2 X射线影像的显像方法47

2.2.1 荧光显像47

2.2.2 屏-胶显像52

2.2.3 光激励存储荧光体显像58

2.2.4 探测器显像62

2.3 影响图像质量的因素67

2.3.1 成像链对图像质量的影响67

2.3.2 评价医学影像质量的参数71

2.3.3 影响X射线图像质量的因素74

第3章 X射线平面投影成像系统78

3.1 传统X射线成像系统78

3.1.1 透视系统78

3.1.2 普通摄影系统80

3.1.3 体层摄影系统81

3.1.4 软X射线摄影系统82

3.1.5 造影检查系统83

3.2 数字化X射线成像系统84

3.2.1 数字荧光摄影系统85

3.2.2 计算机X射线摄影系统85

3.2.3 数字X射线摄影系统89

3.3 数字减影血管造影系统97

3.3.1 DSA的原理和方法97

3.3.2 图像后处理103

3.3.3 技术新进展105

第二篇 X射线计算机断层成像109

第4章 CT成像的数理基础109

4.1 CT成像的原理109

4.1.1 CT成像的数学基础109

4.1.2 CT成像的基本概念112

4.2 CT图像重建方法114

4.2.1 CT扫描方式115

4.2.2 CT图像重建算法127

第5章 CT图像处理及质量评价144

5.1 CT图像处理144

5.1.1 图像处理功能种类144

5.1.2 窗口技术144

5.1.3 感兴趣区的测量146

5.1.4 图像处理与显示146

5.2 CT图像质量评价148

5.2.1 分辨力148

5.2.2 噪声150

5.2.3 伪影151

第三篇 核磁共振成像159

第6章 核磁共振成像原理159

6.1 核磁共振现象159

6.1.1 原子核自旋与核磁矩159

6.1.2 磁性核在磁场中的能级分裂与旋进162

6.1.3 核磁共振现象163

6.2 核磁共振的宏观解释165

6.2.1 宏观磁化强度矢量M165

6.2.2 射频场激励与M0的章动166

6.2.3 弛豫及弛豫过程168

6.2.4 T1弛豫168

6.2.5 T2弛豫170

6.2.6 T2弛豫171

6.2.7 自由感应衰减信号172

6.2.8 旋转坐标系与实验室坐标系173

6.2.9 核磁共振的两种解释理论175

6.3 核磁共振信号检测与处理176

6.3.1 核磁共振信号的检测与灵敏度176

6.3.2 化学位移与核磁共振波谱176

6.3.3 核磁共振信号的傅里叶变换178

6.3.4 核磁共振信号处理179

6.4 二维核磁共振空间编码182

6.4.1 梯度磁场与磁场梯度182

6.4.2 选层及选层梯度183

6.4.3 频率编码梯度Gf185

6.4.4 相位编码梯度Gp185

6.5 核磁共振图像重建188

6.5.1 图像重建方法188

6.5.2 二维傅里叶变换图像重建原理189

6.5.3 K空间及其特性191

第7章 核磁共振成像脉冲序列195

7.1 SE序列195

7.1.1 自由感应衰减序列195

7.1.2 基本SE序列196

7.1.3 序列时间参数对图像权重的影响198

7.1.4 权重图像的特征和表现199

7.1.5 多次回波SE序列200

7.1.6 多层回波SE序列201

7.2 IR序列202

7.2.1 IR序列原理202

7.2.2 T1时间对信号对比度的影响204

7.2.3 STIR序列和FLAIR序列205

7.3 GRE序列205

7.3.1 基本GRE序列206

7.3.2 去除剩余磁化的GRE序列208

7.3.3 利用剩余磁化的GRE序列209

7.3.4 GRE序列参数对图像权重的影响210

7.4 EPI序列211

7.4.1 EPI序列及其分类211

7.4.2 改进型EPI序列213

7.4.3 螺旋扫描EPI序列214

第8章 核磁共振图像质量评价216

8.1 图像质量及其评价216

8.1.1 信噪比及其决定因素216

8.1.2 对比度及其决定因素219

8.1.3 空间分辨力及其决定因素220

8.1.4 均匀性及其决定因素220

8.1.5 几何畸变率及其决定因素221

8.1.6 伪影222

8.2 性能参数检测与评价223

8.2.1 性能检测模体与成像溶液要求223

8.2.2 共振频率检测与评价223

8.2.3 信噪比检测与评价223

8.2.4 几何畸变率检测与评价224

8.2.5 空间分辨力检测与评价224

8.2.6 图像均匀性检测与评价225

8.2.7 层厚与层厚均匀性检测与评价225

8.2.8 制冷剂挥发率检测与评价225

第四篇 核医学成像229

第9章 核医学物理基础229

9.1 放射性核衰变物理基础229

9.1.1 原子与原子核229

9.1.2 核衰变的种类231

9.1.3 核素的衰变规律235

9.1.4 放射性药物的产生237

9.2 γ射线测量的基本原理240

9.2.1 放射性衰变的统计规律240

9.2.2 医用核辐射探测器243

9.2.3 能量分辨率和探测效率248

9.2.4 γ射线能谱250

第10章 核医学成像基本原理252

10.1 γ射线平面成像252

10.1.1 γ射线平面成像原理252

10.1.2 一次成像γ照相机的性能264

10.2 发射型计算机断层266

10.2.1 概述266

10.2.2 SPECT267

10.2.3 PET273

第五篇 超声成像285

第11章 超声成像的物理基础285

11.1 超声波的定义285

11.1.1 超声波285

11.1.2 超声波的波动状态286

11.2 超声波的传播特性287

11.2.1 超声波的物理量287

11.2.2 超声波传播特性291

11.3 超声波的衰减296

11.3.1 超声波的衰减296

11.3.2 生物组织的声学参数297

11.4 超声波与物质的相互作用299

11.4.1 物质对超声波的作用299

11.4.2 超声波对物质的作用299

11.4.3 超声波生物效应分析301

11.4.4 超声诊断安全剂量302

第12章 超声成像原理304

12.1 超声成像概述304

12.1.1 超声成像技术304

12.1.2 超声成像技术特点305

12.2 超声的产生与超声场306

12.2.1 换能原理306

12.2.2 超声探头的基本结构307

12.2.3 超声场309

12.3 超声的发射与聚焦312

12.3.1 超声的扫描312

12.3.2 超声的聚焦314

12.4 超声的接收与显示318

12.4.1 A式显示与A超318

12.4.2 B式显示与B超319

12.4.3 M式显示与M超320

12.5 多普勒效应与超声多普勒成像321

12.5.1 多普勒效应321

12.5.2 超声多普勒技术324

12.5.3 多普勒频移信号的显示325

12.6 超声成像的性能参数328

12.6.1 主要参数328

12.6.2 主要参数的测量方法331

附录 X射线相位成像335

附录A 相位成像简介335

附录B 相位成像的基本原理337

B.1 相衬成像的理论基础337

B.2 泽尼克相衬成像338

附录C 相位成像的种类340

C.1 干涉成像340

C.2 衍射增强成像341

C.3 光栅剪切相位衬度成像342

C.4 类同轴全息相衬成像343

附录D 相位成像需要解决的技术问题345

参考文献346