本书涵盖了临床中常见的医学成像技术，包括X射线摄影、CT、超声成像、磁共振成像、核医学成像及光学成像等。本书以成像技术中的数据采集和图像重建两个核心内容为主线，展开介绍相应的物理学基础知识、设备架构，辅以必备的数学基础，并在此基础上提供相应的例子、编程实例和习题，使读者能够通过本书了解和掌握临床中常见医学成像技术的原理，并具备进一步深入学习和研究开发的能力。本书可作为生物医学工程、医学影像学、医学影像技术等专业相关课程本科生或研究生教材，也可作为拟开展医学成像技术研发和临床应用研究者的参考书。
谢国喜，教授，硕/博士生导师。2009年博士毕业于中科院高能物理研究所，博士毕业后加入中科院深圳先进技术研究院，期间前往美国Cedars-Sinai医学中心进行访问，2017年9月加入广州医科大学，从事医学影像技术及其临床应用研究，主持包括国家自然科学基金、国家重点研发项目重点专项课题等多项科研项目，发表包括Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance、Magnetic Resonance in Medicine等杂志在内的论文50余篇，目前兼任《中华生物医学工程杂志》编委，广东省生物医学工程学会智能医学影像分会副主任委员等，获2014和2016年度国际医学磁共振学会E. K. Zavoisky Stipend奖。
第1章 绪论 1
1.1 医学成像技术发展简史 1
1.2 医学成像技术的内涵 5
第2章 X射线物理 7
2.1 X射线的产生机制 7
2.2 X射线的探测原理 14
2.3 X射线成像的物理基础 19
习题 22
第3章 X射线摄影 24
3.1 X射线摄影技术 24
3.2 数字减影血管造影 31
习题 37
第4章 CT成像 40
4.1 CT成像系统组成 40
4.2 CT成像系统的发展历史 41
4.3 CT的数学原理 43
4.4 螺旋CT成像 61
4.5 双源CT和能谱CT 63
4.6 CT成像质量评价 63
习题 66
第5章 超声物理 69
5.1 超声波的物理描述 69
5.2 超声波的产生和接收 74
5.3 超声波在介质中的传播 76
5.4 探头超声场的声压分布 81
习题 86
第6章 超声成像 89
6.1 超声成像的基本原理与仪器结构 89
6.2 A型超声成像和M型超声成像 91
6.3 B型超声成像 93
6.4 多普勒超声成像 100
6.5 超声成像技术进展 108
6.6 超声仪器成像质量评价 114
习题 118
第7章 核磁共振物理 122
7.1 原子核的性质 122
7.2 核磁共振的基本原理 124
7.3 核磁共振的宏观表现及布洛赫方程 128
7.4 核磁共振信号的检测 131
习题 132
第8章 磁共振成像 135
8.1 磁共振成像系统组成 135
8.2 磁共振信号的空间编码 137
8.3 梯度磁场 148
8.4 基本的磁共振成像序列 152
8.5 磁共振图像的对比度 161
8.6 射频激发脉冲与选层 166
8.7 基于梯度回波的演变序列 168
8.8 基于自旋回波的演变序列 170
8.9 化学位移及其在磁共振成像中的应用 175
8.10 部分傅里叶和多通道并行成像技术 180
8.11 磁共振成像质量的主要评估指标 183
习题 185
第9章 核放射物理 189
9.1 原子核的稳定性 189
9.2 原子核的衰变 191
9.3 原子核的衰变规律 196
9.4 医用放射性核素及其生产方法 198
习题 201
第10章 核医学成像 202
10.1 γ相机 202
10.2 SPECT成像 206
10.3 PET成像 211
习题 221
第11章 光学物理基础 223
11.1 光的基本知识 223
11.2 几何光学 226
11.3 波动光学 229
11.4 光学元件 233
习题 236
第12章 生物医学光学成像 237
12.1 光声成像 237
12.2 光学相干断层成像 243
12.3 荧光成像 250
12.4 其他光学显微成像技术简介 253
习题 255
附录A 相关数学基础 257
A.1 傅里叶变换和离散时间傅里叶变换 257
A.2 傅里叶变换的性质 259
A.3 坐标旋转变换 262
附录B 临床中部分常用磁共振成像技术原理简介 265
B.1 磁共振血管成像 265
B.2 磁共振血管壁成像 267
B.3 心脏磁共振成像 272
附录C 超声成像技术的临床应用 275
C.1 B型超声技术的临床应用 275
C.2 多普勒超声技术的临床应用 277
参考文献 280
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