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第1章 物质的结构与性质 1

1.1 物质的原子结构 1

1.1.1 原子与原子核 1

1.1.2 电子 2

1.1.3 原子核的自旋与磁矩 3

1.1.4 核素 7

1.2 能量与辐射 8

1.2.1 能量、功率、强度 8

1.2.2 辐射 9

1.2.3 标识辐射和俄歇电子 9

1.3 放射性物质 10

1.3.1 衰变指数规律和描述参数 11

1.3.2 典型衰变简介 14

1.3.3 衰变纲图（decay schemes） 16

1.3.4 连续衰变 17

1.3.5 放射平衡 18

第2章 X射线的产生与辐射剂量 21

2.1 X射线管 21

2.2 管电压的产生与控制 25

2.2.1 高电压的产生 25

2.2.2 控制电路 26

2.3 X射线产生的物理机制 28

2.3.1 X射线的能量谱 28

2.3.2 X射线管的效率 30

2.3.3 X射线的滤过 31

2.4 X射线管的焦点与额定参数 32

2.4.1 X射线管的焦点 32

2.4.2 X射线管的额定参数 34

2.5 X射线的剂量 36

2.5.1 流量、通量与强度 36

2.5.2 照射量与吸收剂量 37

2.5.3 不同辐射源生物效应的比较 38

2.6 X射线的物理特征 42

第3章 X射线与物质的相互作用 44

3.1 X射线与物质作用的机制 44

3.1.1 作用参数 44

3.1.2 光电效应 48

3.1.3 康普顿散射 49

3.1.4 电子对效应 51

3.1.5 三种效应的总结 52

3.2 X射线在介质中的吸收 53

3.2.1 化合物与混合物的等效原子序数 53

3.2.2 X射线在介质中的边缘吸收现象 54

3.2.3 连续能谱X射线在介质中的衰减 55

3.3 X射线与人体组织的交互 57

第4章 X射线摄影与透视 61

4.1 X射线摄影 61

4.1.1 胶片 61

4.1.2 增感屏 63

4.1.3 散射与滤线器 65

4.1.4 特殊X射线摄影 66

4.2 X射线透视 68

4.3 数字X射线成像 71

4.3.1 概述 71

4.3.2 胶片的数字化 72

4.3.3 计算机X射线摄影术 75

4.3.4 直接数字摄影术——DR 78

4.3.5 线扫描直接数字摄影术——多丝正比法 80

4.3.6 数字减影技术 84

第5章 X射线计算机断层成像 90

5.1 引言 90

5.2 X-CT的扫描方式 92

5.2.1 几个基本概念 92

5.2.2 主要的扫描方式简介 93

5.3 CT图像的重建算法 99

5.3.1 解方程组法图像重建 99

5.3.2 直接反投影法 100

5.3.3 滤波反投影法 102

5.4 CT图像的显示与后处理 114

5.4.1 CT图像的灰度显示 114

5.4.2 CT图像显示的窗口技术 114

5.4.3 其他后处理技术简介 116

5.5 CT扫描机的硬件组成 119

5.5.1 X射线管 120

5.5.2 准直器 121

5.5.3 X射线探测器 121

5.5.4 机架和滑环 122

5.6 CT图像的质量评价 122

5.6.1 对比度分辨率 123

5.6.2 空间分辨率 124

5.6.3 噪声 126

5.6.4 CT值的准确度 128

5.6.5 剂量 128

5.6.6 图像质量及相关参数间的制约关系 129

5.7 伪像及其产生的原因 130

5.7.1 伪像的定义 130

5.7.2 与系统设计相关的伪像 131

5.7.3 与射线管相关的伪像 136

5.7.4 与射线探测器相关的伪像 137

5.7.5 受检人体引起的伪像 140

5.8 CT技术的发展和应用 144

5.8.1 基本趋势 144

5.8.2 CT技术进展 146

5.8.3 新技术的典型应用 148

第6章 放射性核素成像基础 152

6.1 概述 152

6.1.1 放射性核素示踪技术 152

6.1.2 核素成像的分类和技术特点 154

6.2 医用放射性核素的生产 154

6.2.1 回旋加速器法 154

6.2.2 核反应堆法 156

6.2.3 核素发生器法 157

6.3 放射性药物 163

6.3.1 放射性药物的标记 163

6.3.2 放射性药物的体内选择性聚集机制 164

6.3.3 典型显像剂简介 167

6.4 核辐射探测器 168

6.4.1 闪烁体 169

6.4.2 光的收集和光导 171

6.4.3 光电倍增管 172

6.5 放射性测量中的统计特征 174

6.5.1 放射性衰变与测量的统计涨落 174

6.5.2 放射性测量的误差估计 176

6.5.3 放射性测量的质量控制 178

第7章 放射性核素成像装置 180

7.1 γ照相机 180

7.1.1 γ照相机的系统构成 180

7.1.2 γ照相机的性能评价 189

7.2 单光子发射计算机断层成像 192

7.2.1 SPECT的成像原理 193

7.2.2 SPECT图像的特点与质量控制 197

7.3 正电子发射计算机断层成像 199

7.3.1 引言 199

7.3.2 PET成像的原理 202

第8章 医学超声的物理基础 214

8.1 超声波的性质 214

8.1.1 超声波的分类和特征量 214

8.1.2 声波在介质中的传播规律 218

8.1.3 声波在介质中的衰减 225

8.2 超声波的生物效应 228

8.2.1 生物效应的发生机制 228

8.2.2 超声医学成像的安全剂量 230

第9章 超声成像系统 232

9.1 超声波的发射与接收 232

9.1.1 压电效应与压电材料 232

9.1.2 超声换能器 237

9.1.3 超声换能器的声场分布 239

9.1.4 超声波声束的聚焦 244

9.2 超声成像的基本技术 247

9.2.1 脉冲回波检测技术 247

9.2.2 回波检测技术涉及的参数讨论 248

9.2.3 回波信号处理技术 250

9.3 超声成像的主要方式 251

9.3.1 A型超声诊断仪 251

9.3.2 M型超声诊断仪 253

9.3.3 B型超声诊断仪 253

9.4 超声图像的质量评估 260

9.4.1 典型技术指标 260

9.4.2 伪像 262

第10章 超声多普勒血流测量与成像 265

10.1 多普勒效应 265

10.2 多普勒血流测量中的信号处理 267

10.2.1 血流方向信息的提取 268

10.2.2 血流速度值的提取 271

10.3 超声多普勒血流测量系统 274

10.3.1 连续波超声多普勒血流测量仪 274

10.3.2 脉冲波超声多普勒血流测量仪 275

10.3.3 多普勒信息的表达 277

10.4 超声多普勒血流成像 278

10.4.1 连续波超声多普勒血流成像 279

10.4.2 脉冲超声多普勒血流成像 279

10.4.3 彩色超声多普勒血流成像 280

第11章 磁共振成像基础 288

11.1 静磁场中的磁性核 288

11.1.1 拉莫尔进动 288

11.1.2 塞曼效应与磁共振现象 290

11.2 核磁共振的宏观描述 294

11.2.1 磁化强度矢量 294

11.2.2 弛豫和弛豫时间 300

11.2.3 自由感应衰减信号 308

11.3 脉冲序列与组织对比 309

11.3.1 部分饱和序列与T1对比 309

11.3.2 组织的T2对比与自旋回波技术 314

第12章 磁共振图像的建立 322

12.1 基于梯度场的断层选取 322

12.1.1 MRI图像建立概述 322

12.1.2 影响断层选取的因素 326

12.2 平面内信号源的定位 331

12.2.1 频率编码 331

12.2.2 相位编码 333

12.3 K空间与傅里叶变换图像重建 337

12.3.1 数据空间及其数字化 337

12.3.2 K空间 340

12.4 MRI扫描仪 346

12.4.1 磁体系统 346

12.4.2 梯度场系统 350

12.4.3 射频发射与接收系统 353

第13章 功能成像与分子成像 357

13.1 概述 357

13.2 弥散加权与弥散张量成像 358

13.2.1 弥散加权成像 358

13.2.2 弥散张量成像 363

13.2.3 弥散成像的应用 365

13.3 基于BOLD的脑功能成像 366

13.3.1 BOLD功能成像的基本原理 367

13.3.2 BOLD功能成像的过程 370

13.4 磁共振分子成像 376

13.4.1 磁共振造影剂 376

13.4.2 磁共振分子探针 379

13.5 超声分子成像 382

13.5.1 超声造影与造影剂 382

13.5.2 超声分子成像造影剂 386

参考文献 388