磁共振成像PDF电子书下载

第一节　核磁共振的发现和应用 3

一、核自旋与核磁矩的发现 3

目录 3

戴建平序 3

前言 3

第一篇　概述 3

第一章　磁共振成像的发展史 3

二、分子束核磁共振现象的发现 5

三、凝聚态物质核磁共振现象的发现 6

第二节　核磁共振的射频激发和自旋回波的发现 11

一、化学位移现象的发现 12

第三节　化学位移的发现及核磁共振波谱学 12

二、磁共振波谱学及其发展 13

第四节　傅里叶变换法及二维法的产生 17

一、厄恩斯特对傅里叶变换法的贡献 18

三、出生于苏黎世的又一位诺贝尔奖得主 19

二、二维成像法和二维波谱法的产生 19

一、磁共振成像的萌芽期 20

第五节　磁共振成像的发生与发展 20

二、磁共振成像的成熟期 22

三、磁共振成像的发展期 35

四、磁共振成像的命名 38

五、早期的临床应用成果 39

六、磁共振成像的推广 42

七、磁共振成像大事记 44

一、AMPERE和BRSG 45

第六节　核磁共振的学术团体及其学术交流史 45

三、实验核磁共振大会 46

二、戈登磁共振会议 46

五、生物系统中的磁共振国际大会 47

四、英国NMR讨论组织 47

六、国际磁共振学会和国际磁共振大会 48

八、国际医学磁共振学会和国际医学磁共振大会 49

七、英国生物系统中的磁共振讨论会 49

一、萌芽探索期 50

第七节　我国磁共振成像的临床应用和开发研究 50

九、我国的磁共振学术会议 50

二、全面发展期 51

三、磁共振成像产业的起步和发展 52

主要参考文献 54

一、多参数成像 56

第一节　磁共振成像的特点 56

第二章　磁共振成像的评价 56

四、人体能量代谢评估 57

三、任意方位断层 57

二、高对比度成像 57

五、心血管系统成像不需造影剂 58

七、无骨伪影干扰 59

六、无电离辐射 59

二、对钙化灶和骨皮质病灶不够敏感 60

一、成像速度慢 60

第二节　磁共振成像的局限性 60

第三节　磁共振成像与X射线CT的比较 61

六、设备庞大复杂 61

三、图像易受多种伪影干扰 61

四、禁忌证多 61

五、定量诊断困难 61

主要参考文献 63

第一节　从X射线到磁共振成像 64

第三章　磁共振技术的医学应用 64

一、在体波谱学 66

第二节　磁共振波谱的医学应用 66

二、磁共振波谱的医学应用 67

一、T1加权像的信号产生机制 69

第三节　组织的磁共振图像特点 69

二、正常组织的图像特点 70

三、病理组织的图像特点 72

第四节　磁共振成像的医学应用 75

一、概况 76

二、颅脑和颈部 77

三、脊柱 78

五、腹部 79

四、胸和纵隔 79

六、盆腔 80

七、乳腺 81

八、四肢、肌肉和骨骼 82

十、血管成像 83

九、胎儿和小儿 83

十一、心脏成像 84

十三、灌注成像 85

十二、扩散成像 85

主要参考文献 86

十五、介入治疗的导引 86

十四、脑功能成像 86

一、主磁体的四个变化特点 88

第一节　磁共振成像设备的进展 88

第四章　磁共振成像的进展及其发展趋势 88

二、高性能的梯度子系统 93

三、高效线圈、信号采集的数字化和多通道化 97

四、从四肢和乳腺专用机到头和心脏专用系统的涌现 98

六、MRI系统的环保理念 99

五、移动床的MRI 99

八、对计算机的要求及其网络化趋势 100

七、MRI系统的人性化设计 100

第二节　磁共振成像技术的进展 101

一、快速和超快速扫描 102

二、心脏检查的若干进展 104

三、血管成像 106

四、功能成像 108

六、介入治疗中的MRI 109

五、水成像 109

第三节　岗位培训及考核 112

七、实时交互式成像 112

二、MRI系统的装机量将持续增长 113

一、MRI系统的价格将大幅度下降 113

第四节　磁共振成像的展望 113

四、中、低场的机器还会继续发挥临床作用 114

三、高场和超高场系统将占据市场主流 114

六、MRI设备的“多样化” 115

五、新的“一体化”机及其发展 115

八、新型造影剂将发挥更大作用 116

七、更加人性化的外观及结构设计 116

九、MRI系统与其他医学影像设备的融合 117

主要参考文献 118

十、磁共振技术的医学应用还将扩大 118

一、转动和进动 123

第一节　进动、磁矩与电磁波 123

第二篇　磁共振成像原理 123

第五章　核磁共振及其物理学 123

二、磁场和磁矩 125

三、电磁场和电磁辐射 126

一、原子核的一般特性 129

第二节　原子核的自旋与磁矩 129

三、核外电子的磁矩 130

二、微观粒子的磁矩及其量子力学表达 130

四、原子核的自旋与磁矩 131

一、自旋角动量的空间量子化 134

第三节　静磁场中的自旋核 134

五、原子的磁矩 134

二、核磁矩的空间量子化 135

三、核磁矩在磁场中的能量和塞曼效应 136

四、自旋核在静磁场中的进动 138

一、概述 140

第四节　核磁共振现象和共振条件 140

二、NMR的经典力学原理 141

三、NMR的量子力学描述 143

四、NMR的经典力学和量子力学模型 144

五、关于NMR条件的讨论 145

第五节　核磁共振的宏观描述 146

一、自旋核的能级分布——玻尔兹曼分布 147

二、静磁化强度矢量 149

三、磁化强度矢量M的激发和章动 153

第六节　饱和现象 155

主要参考文献 157

二、弛豫的分类 158

一、弛豫的物理意义 158

第六章　弛豫和共振信号的产生 158

第一节　弛豫和弛豫时间 158

三、弛豫时间 159

第二节　磁化强度矢量M的弛豫过程 161

二、T1、T2的场强依赖性或频率依赖性 164

一、弛豫开始的时间问题 164

第三节　关于弛豫和弛豫时间的讨论 164

三、固体和液体的不同弛豫 167

四、纵向弛豫率和横向弛豫率 168

五、T2与T2＊的关系 169

一、人体组织中的水及其弛豫特性 170

第四节　弛豫的生物学意义 170

六、弛豫的温度依赖性 170

二、人体组织中其他成分的弛豫特性 172

三、弛豫的生物学机制 173

四、组织弛豫的决定因素 176

一、固定坐标系中的布洛赫方程 177

第五节　布洛赫方程及其应用 177

二、旋转坐标系中的布洛赫方程 178

三、布洛赫方程的稳态解及其讨论 180

四、布洛赫方程应用举例 184

一、自由感应衰减信号 186

第六节 自由感应衰减及其信号检测 186

二、动态磁化率 190

三、自由感应衰减信号的检测 192

主要参考文献 193

一、傅里叶级数与傅里叶变换 195

第一节　傅里叶变换简介 195

第七章　傅里叶变换及K空间 195

二、MRI中常用的傅里叶变换对 196

三、傅里叶变换的波形分析法 198

一、K空间的定义 201

第二节　傅里叶成像和K空间 201

二、一维傅里叶成像和K空间 202

三、多维傅里叶成像和K空间 204

四、K空间的填充 205

第三节　K空间的特性 208

二、K空间与图像质量的关系 209

一、K空间与最终图像的关系 209

三、K空间大小与图像分辨率的关系 211

四、K空间与FOV的关系 212

五、K空间的对称性 213

二、部分傅里叶技术 214

一、中央序K空间 214

第四节　线性K空间的应用 214

三、半傅里叶技术 215

四、部分回波技术 216

五、长方形FOV成像 218

六、钥孔成像 219

七、运动补偿 220

一、K空间的辐射状填充 222

第五节　K空间的非线性填充及其应用 222

二、K空间的螺旋填充 230

第六节　三维K轨迹简介 235

主要参考文献 238

第一节　概述 240

第八章　磁共振信号的采集和图像重建 240

一、无限采样 241

第二节　磁共振信号的采集和傅里叶重建 241

二、无限采样的奈奎斯特标准 243

三、有限采样 245

四、质子密度的重建 246

五、离散和截断采样的空间分辨率 248

六、截断采样的离散傅里叶变换 249

一、滤波器和点扩散函数 250

第三节　傅里叶变换图像重建中的滤波和分辨率 250

二、MRI的空间分辨率 252

第四节　部分傅里叶成像及其图像重建 253

一、部分傅里叶成像K空间的非对称特性 254

二、非对称回波的图像重建 255

三、复数质子密度的图像重建 256

四、迭代重建法 256

五、多维K空间的共轭对称和图像重建 258

一、投影和Radon变换 259

第五节　螺旋采集的投影重建 259

二、螺旋采集数据的投影重建法 261

主要参考文献 267

一、组织体素和像素 268

第一节　磁共振图像的品质因素 268

第九章　磁共振成像原理 268

二、灰度和对比度 270

三、信噪比 271

四、空间分辨率 274

五、图像的显示及窗口技术 275

二、MRI系统的坐标系 277

一、问题的提出 277

第二节　梯度场及其应用 277

三、梯度场及其作用原理 278

第三节　磁共振成像法 282

二、点成像法 283

一、成像法及其分类 283

三、线成像法 284

四、面成像法 286

六、关于成像方法的讨论 288

五、多层面及三维体积成像 288

一、层面选择 289

第四节　磁共振成像的空间定位 289

二、平面内信号的定位 293

三、梯度周期与成像时序 298

四、图像重建 299

一、梯度脉冲的相位效应 300

第五节　梯度脉冲的相位效应 300

二、射频脉冲和梯度场对相位的共同影响 301

三、选层梯度与进动相位的关系 302

四、读出梯度与进动相位的关系 304

五、相位编码梯度与进动相位的关系 305

主要参考文献 307

一、磁学和磁铁 311

第一节　基本磁现象 311

第三篇　磁共振成像设备 311

第十章　磁性物理学 311

二、基本磁现象 312

三、磁场和电场的联系与区别 313

一、磁介质 314

第二节　磁介质和磁感应强度 314

二、磁感应强度 315

四、磁化强度和磁化率 316

三、静磁场和均匀磁场 316

五、铁磁质及其特性 317

一、电流元 320

第三节　电流的磁场 320

二、直线电流的磁场 321

三、环形电流的磁场 322

四、直螺线管电流内部的磁场 323

一、磁体 325

第四节　磁体及其分类 325

二、磁体的分类 326

主要参考文献 329

第一节　磁共振成像系统的组成 330

第十一章　磁共振成像设备 330

一、磁体的性能指标 331

第二节　磁体子系统 331

二、成像用磁体的分类 334

第三节　梯度子系统 339

三、磁体系统的组成 339

二、梯度子系统的组成 340

一、梯度磁场的性能 340

三、梯度线圈 341

四、梯度控制器和数模转换器 342

五、梯度放大器 343

七、涡流的影响和补偿 344

六、梯度冷却系统 344

一、射频脉冲 345

第四节　射频子系统 345

二、射频线圈 346

三、射频脉冲发射单元 350

四、射频信号接收单元 351

一、采样和采样保持 355

第五节　信号采集和图像重建子系统 355

三、信号采集单元的组成 358

二、量化和量化误差 358

四、数据处理和图像重建 359

一、主计算机及其功能 361

第六节　主计算机和图像显示子系统 361

二、主计算机系统的组成 362

三、主计算机系统中运行的软件 367

四、图像显示 369

第七节　生理信号检测及控制子系统 374

主要参考文献 375

二、射频线圈与普通天线的比较 377

一、射频线圈的功能 377

第十二章　检测线圈及其设计 377

第一节　射频线圈的功能和分类 377

三、射频线圈的分类 378

一、射频线圈的主要指标 382

第二节　射频线圈的指标和选用 382

二、射频线圈的选用 385

一、串联电路的谐振 387

第三节　射频线圈的电路和电磁场基础 387

二、串联谐振的特点 389

三、线圈的等效电阻 390

四、毕奥-萨伐尔定律 391

五、趋肤效应 392

七、谐振腔 393

六、集总参数和分布参数 393

八、均匀传输线及其匹配 394

一、NMR信号的检测 397

第四节　信号检测和射频线圈的基本要求 397

九、波导 397

二、射频线圈的基本要求 398

一、亥姆霍兹线圈的计算 401

第五节　亥姆霍兹线圈 401

二、实用亥姆霍兹线圈举例 404

一、螺线管线圈 406

第六节　螺线管线圈和四线结构线圈 406

二、四线结构线圈 407

一、工作原理 409

第七节　管状谐振器 409

二、管状谐振器线圈的组成 410

三、安尔德曼-格兰特线圈 411

一、线圈结构与正弦电流分布 415

第八节　笼式线圈 415

三、笼式线圈的电路结构 417

二、笼式线圈的原理 417

四、笼式线圈的分析 418

五、笼式线圈举例 419

第九节　表面线圈 421

二、表面线圈的大小和成像深度的关系 422

一、表面线圈的原理 422

四、表面线圈举例 423

三、表面线圈的改进和发展 423

一、发射器—线圈接口 426

第十节　射频线圈的接口 426

二、前置放大器—线圈—RF功放接口 428

三、前置放大器的保护和匹配 429

主要参考文献 430

一、磁体 432

第二节　Magnetom的组成 432

第十三章　磁共振成像系统举例 432

第一节　Magnetom系列MRI系统概况 432

四、系统总框图 433

三、数据处理模块 433

二、数据测量模块 433

第三节　Magnetom的常用设备名 434

第四节　测量控制器的组成和功能 436

一、CSU的数据通信方式 438

第五节　静态测量控制 438

二、加电和启动控制 439

四、CSU的结构 440

三、CSU的“Pre-image Idle”状态 440

六、CCU复位 441

五、CSU中断 441

一、SCU的功能和结构 442

第六节 动态测量控制 442

二、GCU的功能和结构 443

三、动态测量控制逻辑 445

四、SCU和GCU的控制字 447

一、A/D转换过程 448

第七节　数据采集子系统 448

二、A/D转换的控制信号及其时序 450

第八节　西门子医学图像处理器 451

三、数据格式 451

二、图像处理器的单元电路 452

一、图像处理器的结构 452

三、图像处理器中的数据流 456

四、图像生成器的组成和工作流程 457

一、梯度灵敏度 458

第九节　梯度子系统 458

二、梯度放大器的特点 459

三、梯度子系统的结构 461

一、VAX内核 462

第十节　主计算机系统（VAX）及其扫描软件 462

三、Q总线与外围设备的接口 463

二、Q总线 463

四、Magnetom的扫描软件 464

主要参考文献 465

二、FID信号及其运动规律 469

一、问题的提出 469

第四篇　磁共振成像术 469

第十四章　磁共振成像术——脉冲序列概述 469

第一节　脉冲序列的构成、表达和分类 469

三、脉冲序列及其构成 471

四、脉冲序列的表达 472

五、脉冲序列的分类 473

一、时间参数 474

第二节　脉冲序列参数的定义 474

二、分辨率参数 475

三、其他参数 476

四、快速成像序列的参数 477

一、T1值和T1图像对比度 478

第三节　图像对比度与加权 478

二、T2值与T2图像对比度 479

三、质子密度值与质子密度图像对比度 480

四、图像的加权 481

主要参考文献 483

一、部分饱和序列的检测原理 484

第一节　部分饱和脉冲序列 484

第十五章　磁共振成像术——常规脉冲序列 484

二、部分饱和序列的特点 485

二、激发过程和信号检测原理 486

一、反转恢复序列的时序 486

第二节　反转恢复脉冲序列 486

三、反转恢复序列的信号特点 488

四、反转恢复序列的改进序列 489

一、自旋回波及其产生 492

第三节 自旋回波脉冲序列 492

二、自旋回波序列的时序及信号强度 494

三、自旋回波信号的波形及其影响因素 495

四、自旋回波信号的应用 496

五、自旋回波序列的图像特征 497

六、自旋回波序列族 498

一、梯度回波及其产生 501

第四节　梯度回波脉冲序列 501

二、小角度激励及其应用 504

四、扰相梯度和相位重聚梯度 505

三、梯度回波序列的时序 505

六、梯度回波序列的图像特点和应用 508

五、梯度回波序列族 508

一、三维成像的概念 510

第五节　三维成像及其脉冲序列 510

七、梯度回波序列的评价 510

二、三维成像的激发特点和扫描带选取 511

三、三维成像的序列及其讨论 512

四、SNR与三维成像 515

主要参考文献 516

一、传统SE序列的数据获取与K空间的对应关系 518

第一节　快速自旋回波序列 518

第十六章　磁共振成像术——快速成像序列 518

二、快速SE序列 520

三、多层面快速SE序列 522

四、快速SE序列的参数以及对图像的影响 523

五、快速SE序列的K空间重组 526

七、快速SE序列族 527

六、快速SE序列的图像特征和应用 527

一、概述 528

第二节　快速梯度回波序列 528

三、去除剩余磁化的GRE（FLASH类）序列 529

二、基本GRE序列 529

四、利用剩余磁化的GRE（FISP类）序列 530

五、True FISP类GRE序列 531

六、PSIF类GRE序列 532

七、Turbo FLASH类GRE序列 534

八、快速GRE序列小结 538

一、概述 540

第三节　回波平面成像序列 540

二、EPI序列及其分类 541

四、单激发的EPI和多激发的EPI 543

三、振荡梯度和非振荡梯度 543

六、EPI序列的图像特征及其评价 545

五、MS-EPI序列与FSE序列的比较 545

一、GRASE序列 547

第四节　其他快速成像序列 547

七、EPI序列小结 547

二、TIR（TIRM）序列 548

第五节　快速成像序列的应用 549

三、STEAM序列 549

二、扩散成像 550

一、功能成像 550

三、灌注成像 551

五、血管造影 552

四、心脏成像及实时电影 552

七、腹部成像 553

六、出血的表现 553

主要参考文献 554

十、肌肉骨胳系统成像 554

八、头颅成像 554

九、脊柱成像 554

第一节　参数优化的意义 556

第十七章　磁共振成像术——序列参数的优化 556

一、对比度的影响参数及其优化 557

第二节　参数优化的内容 557

二、空间分辨率的影响参数及其优化 561

三、信噪比的影响参数及其优化 563

四、成像区间的影响参数及其优化 567

五、参数选择与图像质量的关系 568

一、扫描时间和扫描效率 569

第三节　扫描方案的制定 569

三、图像质量与扫描时间的关系 570

二、脉冲序列的选用 570

四、面向目标的扫描 571

五、扫描方案的优选及其举例 572

主要参考文献 573

二、对比度增强剂的定义 577

一、图像对比度及其增强 577

第五篇　特殊磁共振成像 577

第十八章　磁共振对比度增强剂及其增强成像 577

第一节　概述 577

三、对比度增强剂的产生 578

四、物质的磁性 579

五、对比度增强剂的构成要素 580

六、对比度增强剂的分类 581

一、弛豫、弛豫率和浓度弛豫率 582

第二节　对比度增强剂的信号增强机制 582

二、顺磁性环境中的弛豫率 583

三、信号增强机制 584

五、弛豫的定量描述 586

四、金属离子的作用 586

第三节　对比度增强剂的配方 587

第四节　对比度增强剂的生物学特性 591

一、体内分布 592

三、毒性 593

二、清除和排泄 593

第五节　常见对比度增强剂的药剂学 596

四、渗透性 596

二、金属螯合物对比度增强剂 597

一、金属盐对比度增强剂 597

三、生物大分子对比度增强剂 598

四、微粒型对比度增强剂 601

第六节　血管成像用对比度增强剂 603

二、血管对比度的影响因素 604

一、概述 604

三、血管成像用对比度增强剂 605

一、概述 607

第七节　对比度增强剂的临床应用 607

二、对比度增强剂在头部成像中的应用 608

三、对比度增强剂在脊柱成像中的应用 611

四、对比度增强剂在腹、胸部成像中的应用 612

第八节　对比度增强剂的进展及其发展趋势 613

五、对比度增强剂在体部的其他应用 613

二、口服对比度增强剂 614

一、与影像增强相关的成像技术 614

三、肝脏对比度增强剂 615

四、脂质体对比度增强剂 617

五、靶向性对比度增强剂 618

六、对比度增强剂的展望 619

主要参考文献 620

二、血流的类型 621

一、血流的动力和阻力 621

第十九章　磁共振血管造影和流体成像 621

第一节　血流的流体力学性质 621

二、时间飞逝效应 625

一、流动效应及其分类 625

第二节　流动效应 625

三、相位效应 632

四、各种流动效应的综合作用 637

一、时间飞逝MRA 638

第三节　磁共振血管造影法 638

二、相位对比MRA 645

三、幅度对比MRA 652

四、对比度增强MRA 653

五、MRA中增加血流对比度的常用技术 654

一、图像显示技术 658

第四节　MRA图像的后处理 658

一、概述 661

第五节　磁共振流速测量 661

二、图像处理技术 661

二、流速测量的方法 662

三、关于流速测量的讨论 665

四、流速测量的应用 666

二、脑脊液的图像特点 667

一、脑脊液及其流动效应 667

第六节　脑脊液的流动效应和图像特点 667

第七节 MRA的临床应用 668

二、头部MRA 669

一、成像方法的比较 669

四、胸部MRA 670

三、颈部MRA 670

六、四肢MRA 671

五、腹部MRA 671

主要参考文献 672

第八节 MRA的展望 672

第一节　概述 674

第二十章　扩散成像及其应用 674

一、随机扩散模型 676

第二节　扩散的物理描述 676

二、浓度梯度下的扩散——费克第一扩散定律 677

三、分子的跨膜扩散——费克第二扩散定律 678

一、扩散与梯度场的关系 679

第三节　磁共振扩散测量方法 679

二、扩散测量原理 680

三、扩散测量方法 681

一、扩散成像原理 683

第四节　扩散磁共振成像 683

二、扩散成像序列 684

四、扩散成像对梯度子系统的要求 686

三、扩散成像序列的优化 686

五、运动伪影和磁场非均匀性对扩散测量的影响 687

二、张量成像的步骤 688

一、各向异性的张量表达 688

第五节　扩散张量成像 688

三、张量成像结果的表达 689

二、不同组织的扩散系数 690

一、生物系统的扩散特点 690

第六节　生物系统中的特殊扩散 690

四、受限扩散 692

三、扩散的温度效应 692

六、受阻扩散 693

五、通透性屏障 693

八、多隔室系统中的扩散 694

七、各向异性扩散 694

十、脑白质中的扩散 695

九、扩散与代谢的关系 695

一、扩散成像在中枢神经系统中的应用 696

第七节　扩散成像的应用 696

二、扩散成像在其他器官中的应用 697

三、扩散波谱及其应用 698

主要参考文献 699

四、小结 699

一、灌注成像的发展 701

第一节　概述 701

第二十一章　脑灌注成像及其应用 701

二、灌注成像与其他成像方法的比较 702

第二节　灌注成像的测量指标 704

四、灌注成像中“组织”的含义 704

三、灌注成像的分类 704

二、局部血流量 705

一、局部血容量 705

第三节　血池对比剂的对比增强原理 706

四、血细胞比体积 706

三、平均转运时间 706

二、血液弛豫率的变化 707

一、样品的磁化率 707

四、邻近组织T2和T2＊的变化 708

三、邻近组织T1的变化 708

五、血池示踪方法中使用的参数 709

第四节　团块示踪灌注成像技术及其应用 710

一、团块示踪灌注成像的原理 711

二、动态磁化率对比技术 717

三、动态弛豫率对比技术 719

四、团块注射灌注成像的序列及其参数 720

五、数据后处理 722

六、血脑屏障破坏后的团块示踪灌注成像 727

七、团块示踪灌注成像的应用 729

第五节　稳态灌注成像技术 733

二、稳态弛豫率对比技术 734

一、稳态磁化率对比技术 734

一、概述 735

第六节　扩散型示踪剂灌注成像技术 735

三、稳态技术的应用 735

二、扩散示踪法的物理基础 736

三、动脉质子标记（ASL）法的原理 737

六、动脉质子标记灌注成像中使用的参数 738

五、脉冲动脉质子标记（PASL）法 738

四、连续动脉质子标记（CASL）法 738

七、动脉质子标记法的应用 739

第七节　灌注成像方法的总结和展望 740

主要参考文献 741

一、脑功能成像及其特点 744

第一节　脑功能成像的概念 744

第二十二章　脑功能成像及其应用 744

三、磁共振脑功能成像的方法及其评价 745

二、磁共振脑功能成像的对比度产生机制 745

四、磁共振脑功能成像的发展历程 747

一、组织与血液的物质交换 749

第二节　脑功能成像的生理学和解剖学基础 749

二、血脑屏障和脑的血液循环 750

三、脑的血液动力学 751

四、脑血流的调节和神经控制 752

五、脑的神经解剖学 753

一、指示剂稀释法和造影剂的应用 756

第三节　造影剂团块注射法脑功能成像原理 756

二、造影剂的检测 758

三、NMR信号强度与造影剂浓度的关系 761

四、造影剂团块注射法脑功能成像 762

一、血红蛋白及其生理学 763

第四节　血氧合水平法脑功能成像原理 763

二、血红蛋白的磁特性 764

三、氧合水平的定义 765

四、氧合水平法脑功能成像原理 766

五、氧合水平与NMR信号的关系 768

六、BOLD加权信号的场强依赖性 768

七、信号的时程 769

十、用BOLD法取得的部分实验结果 771

九、氧合水平的图像表现 771

八、信号的分辨率 771

一、脑功能成像的基本过程 773

第五节　磁共振脑功能成像的方法 773

二、脑功能成像对设备的要求 774

三、脉冲序列的选择 775

四、序列的血液相关特性 776

五、序列的参数选择 778

六、新序列的设计 781

七、数据处理 783

一、视觉研究 786

第六节　磁共振脑功能成像的应用 786

二、运动研究 789

三、听觉研究 790

四、语言功能研究 791

六、认知研究 792

五、其他感觉研究 792

七、手术前定位 793

第七节　磁共振脑功能成像所面临的挑战 794

九、癫痫评价 794

八、化学刺激研究 794

二、EPI序列的挑战 795

一、成像场强的挑战 795

第八节　脑功能成像术及其发展 796

四、其他挑战 796

三、图像获取方面的挑战 796

主要参考文献 798

二、实验方法 802

一、表达方式 802

第二十三章　磁共振波谱及其医学应用 802

第一节　磁共振成像与磁共振波谱的比较 802

四、实验设备 803

三、观测对象 803

五、脉冲序列 804

一、化学位移的来源 805

第二节　化学位移 805

六、医学价值 805

二、化学位移的表达 807

三、标准物的选择 809

四、化学位移的影响因素 810

五、自旋-自旋耦合及其去耦 811

一、宽度及其影响因素 814

第三节　谱线的几何描述 814

二、形状和面积 815

一、表面线圈法 816

第四节　在体磁共振波谱定位技术 816

二、梯度场法 818

三、其他定位法 828

一、水信号抑制技术 829

第五节　其他波谱实验技术 829

三、匀场技术 830

二、双共振及NOE信号增强技术 830

四、谱编辑技术 831

六、波谱显示方法 832

五、数据处理方法 832

一、磁性核与非磁性核 833

第六节 磁性核及其特性 833

三、医用磁性核的有关特性 834

二、原子核的磁化和顺磁磁化率 834

四、NMR信号强度及其影响因素 836

一、1H 837

第七节 医学磁共振波谱分析的元素 837

二、31P 838

四、23Na 840

三、13C 840

六、19F 841

五、39K 841

八、小结 842

七、14N和15N 842

一、人体的能量代谢 843

第八节 磁共振波谱的临床研究及应用 843

二、代谢物的定量分析 844

三、1H波谱的应用研究 845

四、31P波谱的应用研究 852

五、13C波谱的应用研究 859

一、化学位移成像 860

第九节　化学位移成像和化学位移的其他应用 860

六、磁共振波谱临床应用中的问题 860

二、化学位移的其他应用 861

主要参考文献 863

一、心电信号 866

第一节　门控成像中应用的生理信号 866

第二十四章　磁共振门控成像 866

三、呼吸波信号 868

二、脉搏波信号 868

二、心脏门控成像的原理 869

一、心脏门控成像的分类和应用 869

第二节　心脏门控成像 869

三、预期性门控成像及其评价 872

四、回顾性门控成像 873

一、呼吸门控成像的原理 874

第三节　呼吸门控成像 874

第四节　心电和呼吸双门控成像 876

二、呼吸门控的影响因素 876

主要参考文献 877

第一节　超导电性的概念 881

第二十五章　超导电性及其应用 881

第六篇　低温物理学及其在超导磁共振成像系统中的应用 881

一、完全导电性 882

第二节　超导体的基本性质 882

一、临界温度 883

第三节　超导材料的主要指标 883

二、完全抗磁性 883

三、临界电流 884

二、临界磁场 884

二、Ⅰ类超导体及其磁特性 885

一、超导体的分类 885

第四节　超导体的分类 885

第五节　超导电性应用举例 886

四、实用超导体 886

三、Ⅱ类超导体及其磁特性 886

二、磁悬浮 887

一、超导磁体 887

五、受控热核反应 888

四、高能物理实验 888

三、磁分离 888

八、超导电子器件 889

七、磁共振成像 889

六、核磁共振 889

二、高温超导体的历史回顾 890

一、超导材料的“温度壁垒” 890

第六节　高温超导体及其进展 890

三、高温超导体研究的重大突破 891

四、高温超导体展望 892

主要参考文献 893

第一节　概述 894

第二十六章　低温物理学和低温流体 894

一、状态参量 895

第二节　低温物理中的基本物理量 895

三、理想气体、真实气体和等温线 897

二、理想气体的状态方程 897

四、气体的临界恒量 898

五、物质的相和相变 899

三、热量 900

二、制冷介质和制冷系统 900

第三节　工程热力学基础 900

一、热力学系统 900

五、热力学函数 902

四、热力学基本定律 902

六、热力过程 903

七、热力循环 904

一、一阶相变的基本特征 905

第四节　纯物质的一阶相变 905

三、纯物质的pVT图 907

二、纯物质的相图 907

第五节　氦及其性质 908

二、氦的用途 909

一、氦的来源 909

三、氦的两种放射性核素 910

五、He4的相图和λ相变 911

四、氦的气液相变 911

六、HeⅡ的超导热性和超流动性 913

第六节　液氮 915

七、小结 915

一、制冷的一般原理 916

第七节　氦制冷 916

二、氦制冷 918

三、氦压缩制冷机与磁体冷头的关系 921

四、氦的液化 922

第八节　低温技术的回顾和展望 924

主要参考文献 925

一、液氮和液氦的管理 926

第一节　液氮、液氦的管理和储存 926

第二十七章　低温操作技术 926

二、液氮和液氦的储存 927

第二节　液氦消耗机理 931

一、输液率 932

第三节　液氦灌装技术 932

二、输液管 933

三、液氦注入口的封闭 934

四、输液的原理 936

六、输液注意事项 937

五、输液的准备 937

七、输液步骤 938

二、描述真空状态的物理量 940

一、真空的概念 940

第四节　低温真空技术 940

四、真空获得设备 941

三、真空度的划分 941

主要参考文献 942

一、磁场测量仪器 943

第一节　磁场的测量 943

第二十八章　匀场和超导磁体的运行 943

二、磁场测量方案 944

三、高斯计的连接 946

一、匀场的概念 947

第二节　匀场 947

四、磁场中心的测定 947

五、磁场方向的确定 947

二、无源匀场 948

三、匀场线圈和有源匀场 949

五、匀场操作步骤 951

四、匀场数据的处理 951

六、关于匀场方法的讨论 952

第三节　超导磁体的内部结构 953

第四节　超导线圈的绕制材料 955

一、超导环境的建立 956

第五节　超导环境的建立和励磁 956

二、励磁 958

四、持续电流模式 960

三、最佳电流的概念 960

一、超导磁体的供电装置 961

第六节　超导磁体的电源和持续电流开关 961

二、持续电流开关 962

一、失超的概念 964

第七节　失超及其保护 964

三、失超的原因 965

二、失超的简单过程 965

四、失超保护 966

一、制冷剂液面检测器 968

第八节　超导磁体的其他组成部分 968

五、失超后的处理 968

二、磁体急停单元 972

主要参考文献 973

四、氧检测器和应急排风机 973

三、失超管 973

第一节　伪影的一般概念 977

第二十九章　磁共振成像的伪影及其控制 977

第七篇　磁共振成像的质量控制 977

一、运动及其图像表现 978

第二节　运动伪影 978

二、运动伪影的产生机制 982

三、运动伪影的控制方法 984

一、折叠伪影 991

第三节　序列参数相关伪影 991

二、部分容积伪影 994

四、层间重叠伪影 995

三、层面交叉伪影 995

五、黑线伪影 996

六、截断伪影 997

一、射频干扰伪影 999

第四节　设备相关伪影 999

二、FID伪影 1000

三、网纹伪影 1001

四、射频溢出伪影 1002

五、射频非均匀伪影 1003

七、中心点状伪影 1004

六、莫尔纹伪影 1004

八、斑马条伪影 1005

十、梯度场涡流伪影 1006

九、磁场非均匀伪影 1006

一、磁化率伪影 1007

第五节　物理相关伪影 1007

二、化学位移伪影 1010

主要参考文献 1014

一、质量保证标准及其发展 1016

第一节　概述 1016

第三十章　磁共振成像的质量保证 1016

二、质量保证的物理基础 1017

六、体模常用材料 1018

五、测量条件的记录 1018

三、质量保证测试的分类 1018

四、质量保证的参数 1018

第二节　非成像参数的质量保证 1019

七、线圈负载 1019

二、磁场均匀性 1020

一、共振频率 1020

四、涡流补偿 1021

三、RF翻转角 1021

五、梯度场强度及线性 1022

一、信噪比 1023

第三节　信号强度参数的质量保证 1023

二、图像均匀性 1025

三、信号线性 1026

四、信噪比均匀性 1026

五、T1、T2、质子密度的精度和准确度 1026

第四节　质量保证的几何参数 1027

一、空间线性 1027

二、空间分辨率 1028

三、层厚 1030

四、层面位置和层间隔 1031

五、相位相关伪影 1032

六、直流偏置错 1034

三、质量保证计划的内容 1035

第五节　质量保证计划 1035

一、测量参考值 1035

二、测试指标和方法的优选 1035

主要参考文献 1036

第三十一章　磁共振成像系统的生物效应 1041

第一节　概述 1041

第八篇　磁共振成像系统与环境的关系 1041

第二节　静磁场的生物效应 1042

一、温度效应 1042

二、磁流体动力学效应 1043

第三节　梯度磁场的生物效应 1045

一、梯度场及其感应电流 1045

三、中枢神经系统效应 1045

三、磁致光幻视 1046

四、梯度场的有关安全标准 1046

二、梯度场的心血管效应 1046

一、射频能量的特殊吸收率 1047

二、辐射“热点”及温度“热点” 1047

第四节　射频场的生物效应 1047

三、射频场对体温的影响 1048

四、射频场最易损伤的器官 1049

主要参考文献 1049

一、投射效应 1051

第一节　铁磁性投射物 1051

二、磁场对物质的作用 1051

第三十二章　磁共振成像系统的安全性 1051

三、常见铁磁性投射物 1052

第二节　体内植入物 1052

一、体内植入物 1053

二、体内植入物的安全性 1053

三、体外铁磁性支持物 1054

四、金属异物的预检查 1054

第三节　梯度场噪声 1055

第四节　孕妇的MRI检查 1055

第五节　不良心理反应及其预防 1056

第六节　生理信号监测 1056

主要参考文献 1057

第一节　磁场与环境的相互影响 1058

一、等高斯线图 1058

第三十三章　磁共振成像系统的保障体系 1058

二、磁场对环境的影响 1059

第二节　磁屏蔽 1060

一、磁屏蔽的概念 1060

三、环境对磁场的影响 1060

二、磁屏蔽的分类 1061

三、无源屏蔽的效率及其讨论 1062

四、磁屏蔽材料 1063

第三节　射频屏蔽 1064

第四节　冷水系统 1064

第五节　氦气回收系统 1065

一、氦气回收装置 1065

第六节　其他保证系统 1066

一、空调系统 1066

二、氦气的回收 1066

二、不间断电源 1067

三、空气压缩机 1068

四、安全监测 1068

主要参考文献 1069

第一节　场所设计中必须考虑的问题 1070

一、磁体室的特殊设计 1070

第三十四章　磁共振成像系统的场所设计 1070

二、安全方面的考虑 1071

三、必零的安全监测设施 1073

四、电源、照明和通信方面的考虑 1073

第二节　建筑功能区划分 1074

一、主要功能区 1074

二、辅助功能区 1075

三、可与其他部门共用的功能区 1076

四、主要功能区设计实例 1076

第三节　MRI设备运行场所综合设计实例 1081

主要参考文献 1085

附录 1089

附录一　主要符号一览表 1089

附录二　主要缩写词表 1091

附录三　物理常数表 1095

附录四　对核磁共振做出贡献的十七位诺贝尔奖得主简介 1096

附录五　磁共振成像常用词汇 1113

后记 1163