目錄
前言
第一章 引論 1
第一節(jié) 醫(yī)學(xué)成像技術(shù)的發(fā)展 1
第二節(jié) 醫(yī)學(xué)成像的種種形式 2
一、利用電磁能成像 2
二、利用聲能成像 5
三、不同成像方法的互補性 6
習(xí)題 7
參考文獻 7
第二章 線性系統(tǒng) 9
第一節(jié) 線性系統(tǒng)的定義 10
第二節(jié) 沖擊響應(yīng)與空間移不變系統(tǒng) 10
一、二維δ函數(shù) 10
二、空間沖擊響應(yīng)及輸出函數(shù) 11
三、線性空間移不變系統(tǒng)(linearshift invariant ystem，LSI） 11
第三節(jié) 二維Fourier變換 12
一、空間頻率的物理意義 13
二、調(diào)制傳遞函數(shù) 14
第四節(jié) 二維采樣 14
習(xí)題 16
參考文獻 16
第三章 X射線投影成像 17
第一節(jié) X射線成像的物理基礎(chǔ) 17
一、X射線的性質(zhì)和計量 17
二、X射線的產(chǎn)生 19
三、X射線束與物質(zhì)的相互作用 22
第二節(jié) X射線投影成像中影像的形成和檢測 26
一、影像的形成 26
二、X射線影像轉(zhuǎn)換器 27
第三節(jié) 成像質(zhì)量評估 37
一、圖像對比度 37
二、噪聲 38
三、空間分辨率(有時也稱為模糊度或細(xì)節(jié)可見度） 38
四、時間分辨率 38
五、偽跡 38
六、畸變 38
第四節(jié) X射線成像中影響圖像分辨率的因素 39
一、源對成像質(zhì)量的影響 39
二、物體運動對分辨率的影響 45
三、檢測系統(tǒng)的分辨率分析 46
四、考慮源和檢測器兩者影響時成像系統(tǒng)的分辨率 51
第五節(jié) X射線投影像中的對比度 53
一、原發(fā)對比度 53
二、散射對原發(fā)對比度的影響 55
三、圖像對比度 59
第六節(jié) X射線投影成像中的噪聲、偽跡、畸變 61
一、噪聲 61
二、偽跡和畸變 63
第七節(jié) 不同檢測系統(tǒng)臨床使用比較 64
第八節(jié) 特殊攝影 64
第九節(jié) 臨床應(yīng)用 64
一、靜態(tài)攝影 64
二、動態(tài)系列圖像觀察 65
第十節(jié) 生物效應(yīng)和安全性 66
習(xí)題 67
參考文獻 67
第四章 數(shù)字減影成像 69
第一節(jié) 不同能量的減影 69
一、原理 69
二、應(yīng)用 70
第二節(jié) 不同時間的減影——DSA(digital substraction angiography）數(shù)字血管減影 73
一、DSA的減影方式 74
二、圖像數(shù)據(jù)的處理 77
三、DSA設(shè)備 79
四、DSA圖像質(zhì)量 81
五、先進DSA的一些功能 84
習(xí)題 84
參考文獻 84
第五章 X射線計算機斷層成像——X-CT 86
第一節(jié) 概述 86
一、X射線投影成像的不足之處 86
二、X-CT成像如何解決了上述問題 86
三、X-CT的發(fā)展簡史 87
第二節(jié) X-CT的掃描方式 88
第三節(jié) 圖像重建方法 90
一、Radon變換和求逆 90
二、Radon變換與Fourier變換——直接Fourier變換重建 91
三、Radon變換與反投影——濾波反投影重建 94
四、扇形束重建 97
五、直接離散法矩陣求逆——迭代法圖像重建 98
六、三維重建(直接體積重建）103
第四節(jié) X-CT機的系統(tǒng)構(gòu)成及功能 105
一、系統(tǒng)的構(gòu)成，主要部件性能 105
二、螺旋CT的結(jié)構(gòu)和特殊參數(shù) 110
三、掃描方式 114
四、圖像的顯示和處理 115
第五節(jié) CT圖像質(zhì)量 118
一、空間分辨率 119
二、噪聲、低對比度(密度）分辨率 122
三、時間分辨率 124
四、偽像 124
第六節(jié) 劑量的測量和評估 126
一、劑量的測量 127
二、劑量的估計 127
三、降低劑量優(yōu)化CT系統(tǒng) 128
第七節(jié) CT的新進展 128
一、64排螺旋CT的優(yōu)異性能 128
二、幾個發(fā)展傾向 129
三、一些研究動向 130
習(xí)題 131
參考文獻 131
第六章 核醫(yī)學(xué)成像 134
第一節(jié) 引言 134
第二節(jié) 核放射源 136
一、放射性衰變 136
二、放射性核素的活度與劑量 137
三、核醫(yī)學(xué)成像中的放射性核素 139
第三節(jié) 核輻射探測器 140
一、閃爍探測器的組成 140
二、對閃爍探測器的要求 141
三、閃爍體 142
四、光電倍增管 144
五、探測器的基本電路 145
第四節(jié) 成像方法 145
一、Γ閃爍照相機和SPECT 145
二、正電子發(fā)射CT 160
第五節(jié) 圖像重建 163
一、二維重建 163
二、三維重建 167
第六節(jié) 圖像質(zhì)量 168
一、空間分辨率 168
二、噪聲 169
三、對比度、最大計數(shù)率 170
四、偽像 170
第七節(jié) 核醫(yī)學(xué)的臨床應(yīng)用進展 171
一、核心臟病學(xué) 171
二、神經(jīng)精神核醫(yī)學(xué) 172
三、核腫瘤學(xué) 173
第八節(jié) 核醫(yī)學(xué)成像新系統(tǒng) 173
一、PET/CT圖像融合系統(tǒng) 173
二、具有正電子成像功能的SPECT(SPECT/PET） 174
三、SPECT/PET+CT系統(tǒng) 175
四、小動物和分子成像專用系統(tǒng) 175
五、用半導(dǎo)體檢測器的PET、SPECT系統(tǒng) 175
六、處于研究階段的PET/MR系統(tǒng) 175
習(xí)題 176
參考文獻 176
第七章 超聲成像 179
第一節(jié) 引言 179
第二節(jié) 超聲波物理學(xué) 180
一、聲波的連續(xù)性方程 180
二、聲波的運動方程 181
三、聲波的物態(tài)方程 181
四、波動方程 182
五、波動方程的解 183
第三節(jié) 人體組織的超聲特性 183
一、聲波波動參量及相互關(guān)系 183
二、超聲在人體中的反射、折射、衍射 185
三、超聲衰減 186
第四節(jié) 基本反射成像分析 188
一、A型成像原理 189
二、M型成像原理 190
三、B型成像原理 191
四、多普勒成像原理 195
第五節(jié) 考慮衍射的超聲回波成像 199
一、超聲波衍射成像 199
二、超聲波衍射成像的穩(wěn)態(tài)近似分析 201
三、噪聲分析 207
第六節(jié) 使用換能器陣列的超聲成像系統(tǒng)的分析 209
一、成像換能器陣列 209
二、相控陣列系統(tǒng)的分析 211
第七節(jié) 超聲圖像質(zhì)量的評價 216
一、圖像質(zhì)量評價 216
二、圖像質(zhì)量測試模型 217
三、現(xiàn)代B超改進圖像質(zhì)量的一些措施 221
第八節(jié) 超聲成像新技術(shù) 222
一、諧波成像技術(shù) 223
二、與組織定征有關(guān)的超聲成像新技術(shù) 225
三、超聲波三維成像技術(shù) 226
習(xí)題 229
參考文獻 229
第八章 磁共振成像 231
第一節(jié) 引言 231
第二節(jié) 磁共振的基本原理 235
一、粒子的自旋 235
二、進動(precession） 237
三、磁矩的能量 238
四、磁化矢量(magnetization） 239
五、旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系 240
六、射頻場激勵 241
七、磁矢的弛豫 243
八、Bloch方程 245
九、MRI信號 247
第三節(jié) 磁共振成像原理 256
第四節(jié) MRI信號獲取 260
第五節(jié) K空間 262
一、K空間和圖像空間的關(guān)系 262
二、影響圖像分辨率的內(nèi)在因素 263
三、K空間的性質(zhì) 264
四、K空間數(shù)據(jù)記錄的軌跡 266
第六節(jié) MRI系統(tǒng) 271
第七節(jié) 安全性 274
第八節(jié) 結(jié)語 276
習(xí)題 278
參考文獻 279
參考網(wǎng)址 279
第九章 醫(yī)學(xué)影像存儲與傳輸系統(tǒng)簡介 281
第一節(jié) 概述 281
一、醫(yī)學(xué)影像存儲與傳輸系統(tǒng)的興起 281
二、PACS的主要功能 282
第二節(jié) 醫(yī)學(xué)影像的DICOM標(biāo)準(zhǔn) 283
一、概述 283
二、DICOM標(biāo)準(zhǔn)各部分內(nèi)容 284
三、DICOM信息對象 284
四、DICOM服務(wù) 288
五、DICOM醫(yī)學(xué)影像信息的傳輸 290
第三節(jié) PACS系統(tǒng)的基本模塊 292
一、成像設(shè)備和圖像采集網(wǎng)關(guān) 292
二、圖像工作站 293
三、DICOM/HL7網(wǎng)關(guān) 294
四、網(wǎng)絡(luò)傳輸 294
五、PACS控制器 296
六、圖像存儲子系統(tǒng) 297
第四節(jié) PACS系統(tǒng)的建設(shè) 299
一、PACS系統(tǒng)總體考慮 299
二、PACS系統(tǒng)的不同架構(gòu) 299
三、醫(yī)院PACS系統(tǒng)舉例 302
習(xí)題 303
參考文獻 303
附錄2.1 δ函數(shù)的一些性質(zhì) 306
一、δ函數(shù)的多種形式 306
二、δ函數(shù)的性質(zhì) 306
附錄2.2 二維Fourier變換 308
一、二維Fourier變換的一些性質(zhì) 308
二、Hankel變換 308
三、成像技術(shù)中常用的二維Fourier變換表 309
附錄3.1 有限尺寸源成像中源對成像質(zhì)量影響的進一步推導(dǎo) 310
一、一般情況下成像的表達(dá)式 310
二、薄片目標(biāo)的卷積關(guān)系 312
三、線性化近似 312
四、微擾法近似 313
五、一般情況 314
小結(jié) 314
附錄5.1 CT重建算法的具體實現(xiàn) 315
一、正弦圖 315
二、反投影算法 315
三、卷積核的選取 316
四、常用卷積濾波函數(shù) 319
五、卷積濾波反投影的實現(xiàn)過程 321
附錄5.2 扇束重建的具體實現(xiàn) 324
一、重排法的具體化 324
二、扇束直接重建的推導(dǎo) 325
附錄6.1 平行孔準(zhǔn)直器平均點擴散函數(shù)的推導(dǎo) 328
附錄6.2 發(fā)射CT中MLEM統(tǒng)計迭代算法 331