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第一章 X射线物理 1

第一节 X射线的产生 1

一、X射线管 1

二、X射线管的焦点 1

三、连续X射线和特征X射线的特性 2

四、X射线能谱 3

第二节 X射线辐射场的空间分布 4

一、X射线强度 4

二、辐射场的空间分布 4

第三节 X射线与物质的相互作用 5

一、作用截面 5

二、衰减系数 5

三、主要作用过程 7

四、X射线的基本特性 9

第四节 X射线在物质中的衰减 9

一、单能X射线在均匀物质中的衰减 10

二、连续X射线在均匀物质中的衰减 10

三、X射线在非均匀物质中的衰减 11

章后习题解答 12

自我检测题 15

第二章 X射线影像 16

第一节 模拟X射线影像 16

一、普通X射线影像 16

二、特殊X射线摄影 18

三、X射线摄影图像质量评价 20

第二节 数字X射线影像 23

一、数字图像基础 23

二、数字减影血管造影 27

三、数字X射线摄影 29

四、数字X射线影像的主要技术优势 30

第三节 X射线计算机断层成像（X-CT） 34

一、X-CT的基础知识 34

二、传统X-CT的扫描方式 46

三、电子束扫描方式 46

四、螺旋CT 46

五、X-CT图像的质量控制 50

章后习题解答 54

自我检测题 65

第三章 磁共振物理 68

第一节 原子核的磁性 68

一、角动量与旋进 68

二、电子的角动量与磁矩 69

三、原子核的角动量与磁矩 71

第二节 静磁场中的磁性核 72

一、磁矩在磁场中的附加能量 72

二、磁矩在磁场中旋进 73

三、氢核磁矩在静磁场？中的旋进角度 74

四、氢核磁矩在两个能级的分布数之差 74

五、核磁矩的相位 75

六、？0的大小 76

第三节 磁共振 76

一、射频场？1的产生 77

二、射频场对样品的激励 77

第四节 弛豫过程 78

一、Bloch方程 78

二、环境温度与弛豫时间T1 79

第五节 自由感应衰减信号 80

一、自由感应衰减信号的产生 80

二、FID信号的应用 80

第六节 化学位移和磁共振波谱 81

一、化学位移 81

二、谱线的特性 82

章后习题解答 82

自我检测题 84

第四章 磁共振成像 86

第一节 磁共振信号与加权图像 86

一、基本脉冲序列与成像参数加权概念 86

二、纵向磁化强度矢量与T1加权图像 87

三、横向磁化强度矢量与T2加权图像 87

四、IRSE序列与压水、压脂肪 88

第二节 磁共振图像重建 89

一、梯度磁场 89

二、MRI的空间定位 89

三、选层梯度磁场对信号的影响 90

四、二维傅里叶变换与k空间 90

第三节 快速成像序列 95

一、减少成像时间的主要方法 95

二、FSE序列组成及特点 95

三、梯度回波及三种回波形式 96

四、回波平面成像序列 97

五、快速成像序列的应用 98

第四节 磁共振血管成像 101

一、流动现象 101

二、流动现象的补偿 102

三、时间飞跃法血管成像（TOF MRA） 102

四、相位对比法血管成像 103

五、MIP图像重建 104

章后习题解答 105

自我检测题 110

第五章 核医学物理 112

第一节 原子核的基本性质 112

一、原子核的组成和质量 112

二、核素及分类 112

三、原子核的稳定性 113

第二节 原子核衰变的类型 114

一、α衰变 114

二、β衰变 114

三、γ衰变 115

四、衰变纲图 116

第三节 原子核衰变的宏观规律 116

一、放射性指数衰变规律 116

二、与核衰变有关的物理量 116

三、递次衰变 117

四、放射平衡 118

五、放射性计数的统计规律 118

第四节 原子核反应 119

一、核反应的一般概念 119

二、中子及分类 120

三、中子核反应 120

第五节 医用放射性核素的来源 120

一、反应堆生产放射性核素 120

二、回旋加速器生产医用放射性核素 121

三、放射性核素发生器生产医用放射性核素 121

章后习题解答 121

自我检测题 123

第六章 核医学影像 124

第一节 概述 124

一、核素示踪 124

二、放射性制剂 124

三、核医学影像的技术特点 125

第二节 γ射线探测 125

一、γ射线能谱 125

二、闪烁计数器 126

三、脉冲幅度分析器 126

第三节 准直器 126

一、准直器的作用 126

二、准直器的技术参数 126

第四节 γ照相机和单光子发射型计算机断层 128

一、γ照相机原理 128

二、γ照相机的性能指标及质量控制 128

三、单光子发射型计算机断层原理 129

四、单光子发射型计算机断层的技术优势 129

第五节 PET及其融合技术 129

一、PET原理 129

二、PET技术优势 130

三、PET融合技术 130

章后习题解答 132

自我检测题 134

第七章 超声物理 135

第一节 超声波的基本性质 135

一、超声波的分类 135

二、超声波的产生机制 135

三、声速、声压、声强与声阻抗 136

四、超声波的特性 138

五、超声波对物质的作用 138

第二节 超声场 139

一、圆形单晶片声源的超声场 139

二、声束的聚焦 142

第三节 超声波在介质中的传播特性 144

一、反射和透射 144

二、衍射与散射 146

三、干涉与驻波 147

四、声波在介质中的衰减规律 147

五、声波的波型转换和声学谐波 148

六、声束通过介质薄层的特征 149

第四节 多普勒效应 150

一、声波的多普勒效应 150

二、多普勒频移的数学表示 150

三、频移信号的采集 152

章后习题解答 152

自我检测题 154

第八章 超声波成像 156

第一节 超声回波所携带的信息 156

一、超声成像的基本特征 156

二、反射回波成像 156

三、散射回波成像 157

四、增益补偿 157

第二节 A型超声成像与M型超声成像 160

一、A型超声成像 160

二、M型超声成像 160

第三节 B型超声成像 161

一、B超原理 161

二、B超图像处理 161

三、空间分辨力 161

四、伪像 163

第四节 频谱多普勒 163

一、频谱多普勒基本原理 164

二、距离选通 164

三、尼奎斯特频率 166

四、频谱分析方法 167

第五节 彩色多普勒血流显像 169

一、彩色多普勒血流显像特征 169

二、自相关技术 170

第六节 三维超声成像 172

第七节 其他超声成像技术 172

一、超声造影成像 172

二、谐波成像 172

三、彩色多普勒能量图 173

四、多普勒组织成像 173

五、超声组织定征 174

六、声学定量与彩色室壁动态分析 175

七、超声弹性成像 175

八、全景超声成像 176

九、医学超声成像技术的创新 177

章后习题解答 178

自我检测题 181

第九章 红外线物理 183

第一节 红外线的产生 183

一、红外线光谱 183

二、红外线辐射源 184

第二节 红外线辐射的基本规律 184

一、基本辐射量 184

二、光谱辐射量与光子辐射量 186

三、热辐射的基本规律 187

第三节 红外线与物质的相互作用 189

一、红外线的基本特性 189

二、红外线的生物效应 190

章后习题解答 190

自我检测题 192

第十章 红外线成像 194

第一节 红外探测器 194

一、热探测器 194

二、光子探测器 195

三、成像探测器 196

第二节 红外热像仪 196

一、红外热像仪原理 196

二、红外热像仪的发展 198

三、红外热像仪分类 198

四、医用红外热像仪的原理及组成 198

五、医用红外热像仪的性能与参数 199

六、红外热像仪的特点与临床应用 199

第三节 热断层成像 200

章后习题解答 202

自我检测题 206

第十一章 电离辐射的生物效应与损伤 208

第一节 辐射量及其测量 208

一、电离辐射的常用辐射量及其单位 208

二、辐射防护用辐射量和单位 209

三、电离辐射的测量方法 211

第二节 电离辐射的生物效应 211

一、电离辐射损伤的表观特性 211

二、确定性效应和随机性效应 211

三、小剂量电离辐射的生物效应 212

四、影响辐射生物效应的因素 212

第三节 电离辐射损伤机制 212

一、辐射与自由基 212

二、直接作用与间接作用 212

三、原初过程和时间进程 213

四、靶学说和生物靶的调节作用 214

章后习题解答 214

自我检测题 216

第十二章 电离辐射的防护 217

一、辐射防护内容梗概 217

二、医学辐照的特殊性及重要性 218

三、强化医学辐照防护的法规意识 219

四、医学防护上的基本要求 219

五、历史上放射性事故的10个实例 220

章后习题解答 221

自我检测题 223

医学影像物理学模拟试题一 224

医学影像物理学模拟试题二 226

医学影像物理学模拟试题三 228

参考答案 230