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绪论1

一、医学影像物理学的主要内容1

二、医学影像物理学在医学影像学中的作用2

三、医学影像物理学阐述医学成像的技术手段和科学方法4

四、医学影像物理学的发展4

第一章　X射线物理5

第一节　X射线的产生5

一、X射线管5

二、X射线的产生机制7

第二节　X射线辐射场的空间分布10

一、X射线强度10

二、X射线强度的空间分布11

第三节　X射线与物质的相互作用13

一、X射线与物质相互作用系数13

二、光电效应15

三、康普顿效应16

四、电子对效应18

五、X射线与物质的其他相互作用过程18

六、各种相互作用的相对重要性19

七、X射线的基本特性19

第四节　X射线在物质中的衰减20

一、单能X射线在物质中的衰减规律20

二、连续X射线在物质中的衰减规律21

三、X射线的滤过22

第五节　X射线在人体内的衰减23

一、人体的物质组成23

二、混合物和化合物的质量衰减系数23

三、化合物的有效原子序数24

四、X射线在人体内的衰减24

习题一25

第二章　X射线影像27

第一节　模拟X射线影像27

一、普通X射线摄影27

二、特殊X射线摄影30

三、X射线摄影图像质量评价31

第二节　数字X射线影像34

一、数字图像基础34

二、数字减影血管造影41

三、数字X射线摄影45

四、数字X射线影像的主要技术优势48

第三节　X射线计算机断层成像50

一、X-CT的基础知识50

二、传统X-CT的扫描方式59

三、电子束扫描方式61

四、螺旋CT62

五、X-CT图像的质量控制65

习题二70

第三章　磁共振物理73

第一节　原子核的磁性73

一、原子核的自旋73

二、原子核的磁矩74

三、物质的磁性74

四、用于磁共振成像的磁性核75

第二节　静磁场中的磁性核75

一、微观描述76

二、宏观描述77

第三节　磁共振78

一、磁共振的基本原理78

二、磁共振的宏观表现79

三、稳态磁共振80

第四节　弛豫过程81

一、弛豫及其规律81

二、弛豫的机制81

第五节　自由感应衰减信号83

第六节　化学位移和磁共振谱84

一、化学位移84

二、MRS分析85

三、自由水、结合水及其MRS86

习题三86

第四章　磁共振成像89

第一节　磁共振信号与加权图像89

一、自由感应衰减信号与加权图像89

二、自旋回波信号与加权图像89

三、反转恢复信号与加权图像92

第二节　磁共振图像重建93

一、梯度和梯度磁场93

二、层面选择94

三、相位编码和频率编码94

四、二维傅立叶变换图像重建95

五、k空间与磁共振图像重建96

六、三维傅立叶变换成像98

第三节　快速成像序列98

一、快速自旋回波序列98

二、梯度回波序列99

三、回波平面成像序列101

四、快速成像序列应用102

第四节　磁共振血管成像105

一、流动现象106

二、流动现象的补偿107

三、时间飞越法血管成像107

四、相位对比法血管成像108

五、图像重建108

习题四108

第五章　核医学物理111

第一节　原子核的基本性质111

一、原子核的组成和质量111

二、核素及分类111

三、原子核的稳定性112

第二节　原子核衰变的类型113

一、α衰变113

二、β衰变113

三、γ衰变115

四、衰变纲图115

第三节　原子核衰变的宏观规律115

一、放射性指数衰变规律115

二、核衰变有关的物理量116

三、递次衰变118

四、放射平衡119

五、放射性计数的统计规律121

第四节　原子核反应122

一、核反应的一般概念122

二、中子及分类123

三、中子核反应123

第五节　医用放射性核素的来源123

一、反应堆生产放射性核素123

二、回旋加速器生产医用放射性核素124

三、放射性核素发生器生产医用放射性核素124

习题五125

第六章　核医学影像127

第一节　概述127

一、核素示踪127

二、放射性制剂128

三、核医学影像及其技术特点128

第二节　γ射线探测128

一、γ射线能谱129

二、闪烁计数器129

三、脉冲幅度分析器130

第三节　准直器131

一、准直器的作用131

二、准直器的技术参数132

第四节　γ照相机和单光子发射型计算机断层134

一、γ照相机原理134

二、γ照相机的性能指标及质量控制136

三、单光子发射型计算机断层原理137

四、单光子发射型计算机断层的技术优势138

第五节　PET及其融合技术138

一、PET原理138

二、PET技术优势139

三、PET融合技术140

习题六141

第七章　超声波物理143

第一节　超声波的基本性质143

一、超声波的分类143

二、超声波的产生机制144

三、声速、声压、声强与声阻抗144

第二节　超声场147

一、圆形单晶片声源的超声场147

二、声束的聚焦150

第三节　超声波在介质中的传播特性151

一、反射与透射151

二、衍射与散射153

三、声波在介质中的衰减规律154

四、声波的波型转换和声学谐波156

五、声束通过介质薄层的特征158

第四节　多普勒效应159

一、声波的多普勒效应159

二、多普勒频移的数学表示159

三、频移信号的采集160

习题七162

第八章　超声成像163

第一节　超声回波所携带的信息163

一、反射和散射回波163

二、超声成像的三个物理假定164

第二节　A型超声成像与M型超声成像165

一、A型超声成像165

二、M型超声成像165

第三节　B型超声成像166

一、辉度调制式断面图像的形成167

二、B型超声成像中的电子扫描167

三、B型超声成像中的图像处理169

四、B超图像及质量评价170

第四节　频谱多普勒174

一、脉冲多普勒174

二、连续多普勒175

三、频谱分析与显示176

四、伪像177

第五节　彩色多普勒血流成像178

一、多道距离选通测量178

二、自相关技术179

三、信号输出的显示方式180

四、彩色多普勒血流成像的特点181

五、彩色多普勒血流成像的局限181

六、伪像182

第六节　三维超声成像182

一、三维超声成像的基本原理182

二、静态、动态和实时三维成像184

第七节　其他超声成像技术184

一、超声造影成像184

二、谐波成像185

三、彩色多普勒能量成像186

四、多普勒组织成像187

习题八188

第九章　红外线物理191

第一节　红外线的产生191

一、红外线光谱191

二、红外线辐射源192

第二节　红外线辐射的基本规律192

一、基本辐射量192

二、光谱辐射量与光子辐射量194

三、热辐射的基本规律196

第三节　红外线与物质的相互作用198

一、红外线的基本特性198

二、红外线的生物效应198

习题九199

第十章　红外线成像201

第一节　红外探测器201

一、热探测器201

二、光子探测器201

三、成像探测器202

第二节　红外热像仪202

一、医用红外热像仪的原理202

二、医用红外热像仪的性能与参数204

三、医用红外热像仪的特点与临床应用204

第三节　热断层成像205

一、热断层成像技术产生的技术背景205

二、热断层技术的物理学原理205

三、热断层成像系统结构及组成207

四、热断层成像系统应用特点及前景207

习题十208

第十一章　电离辐射的生物效应与损伤211

第一节　辐射量及其测量211

一、电离辐射的常用辐射量及其单位211

二、辐射防护用辐射量和单位212

三、电离辐射的测量方法214

第二节　电离辐射的生物学效应215

一、电离辐射损伤的表现特性215

二、确定性效应和随机性效应215

三、小剂量电离辐射的生物效应216

四、影响辐射生物效应的因素216

第三节　电离辐射损伤机制217

一、辐射与自由基217

二、直接作用与间接作用217

三、原初过程和时间进程217

四、靶学说和生物靶的调节作用218

习题十一219

第十二章　电离辐射的防护221

第一节　电离辐射防护的法规与标准221

一、电离辐射防护目的221

二、电离辐射防护的基本原则221

三、电离辐射防护的基本标准222

四、医疗照射剂量的约束223

第二节　电离辐射防护的基本方法225

一、内照射防护与外照射防护225

二、屏蔽材料的选择226

三、视屏装置的辐射防护226

第三节　医用放射线的防护227

一、医用诊断射线的防护227

二、医用治疗射线的防护228

三、介入放射学的安全与防护228

四、医学影像放射防护的监测与管理230

习题十二230

参考文献233

中英文名词索引235

英中文名词索引239