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第1章　概述1

1.1　历史回顾与发展现状1

1.1.1　投影X射线成像系统1

1.1.2　X射线计算机断层成像系统2

1.1.3　超声成像系统3

1.1.4　放射性核素成像系统4

1.1.5　磁共振成像系统4

1.2　医学成像系统的评价6

1.2.1 电磁波透射成像与超声波反射成像的分析6

1.2.2　解剖形态学成像与功能成像分析7

1.2.3　对人体的安全性8

1.3　未来的展望8

第2章　投影X射线成像系统11

2.1 X射线成像的物理基础11

2.1.1 X射线的产生及其性质11

2.1.2　X射线与人体组织的相互作用14

2.2　投影X射线成像设备20

2.2.1　透视成像系统20

2.2.2　胶片摄影系统21

2.2.3　数字X射线减影成像22

2.2.4　数字式X射线成像24

2.3　投影X射线成像系统的分析26

2.3.1　X射线源对成像系统的影响27

2.3.2　记录器对成像系统分辨率的影响36

2.3.3　投影X射线成像系统的总响应39

2.4　图像质量的评价40

2.4.1　信噪比40

2.4.2　对比度41

2.4.3　空间分辨率43

2.4.4　调制传递函数44

2.4.5　量子检测效率45

第3章　X射线计算机断层成像系统46

3.1　基本原理与发展概况46

3.2　从投影重建图像的原理49

3.2.1　中心切片定理49

3.2.2　正弦图51

3.2.3　Radon空间与变换52

3.2.4　从投影重建图像——傅里叶变换法53

3.3　从投影重建图像的算法（一）——平行束反投影重建算法55

3.3.1　直接反投影法55

3.3.2　滤波反投影法58

3.3.3　卷积反投影法59

3.4　从投影重建图像的算法（二）——扇形束反投影重建算法63

3.4.1　扇形束扫描数据的采集方法63

3.4.2　等角度扇形束扫描的图像重建方法64

3.4.3　检测器等距离扇形束扫描的图像重建方法68

3.4.4　数据重排算法71

3.5　螺旋CT73

3.5.1 螺旋CT的工作原理74

3.5.2　多排螺旋CT78

3.5.3　螺旋CT设备80

3.6　图像质量的评价83

第4章　放射性核素成像系统86

4.1　放射性核素成像的物理基础86

4.2　γ照相机87

4.2.1 系统构成88

4.2.2　准直器88

4.2.3　闪烁晶体90

4.2.4　光电倍增管阵列与位置计算电路91

4.2.5　脉冲高度分析器与显示装置93

4.3　放射性核素成像系统的分析94

4.3.1　系统的灵敏度94

4.3.2　系统的模糊度或分辨率94

4.3.3　对比度95

4.3.4　均匀性95

4.3.5　系统噪声95

4.4　发射型计算机断层成像95

4.4.1　单光子发射型断层成像96

4.4.2　正电子发射型断层成像98

第5章　超声成像系统105

5.1　超声成像的物理基础105

5.1.1　超声在人体组织中的衰减105

5.1.2　超声在人体组织中的传播速度106

5.1.3　超声在人体组织中的反射、折射、衍射与散射106

5.2　脉冲回波式超声成像系统108

5.2.1 A型109

5.2.2　B型110

5.2.3　M型112

5.2.4　C型112

5.2.5　多普勒血流测量113

5.3　B型超声成像系统中的若干关键技术115

5.3.1　换能器与波束形成技术115

5.3.2　数字扫描变换器119

5.4　超声彩色血流图124

5.4.1　多普勒彩色血流图124

5.4.2　时域彩色血流图127

5.5　超声成像中的新方法128

5.5.1　谐波成像128

5.5.2　编码激励成像132

5.5.3　扩展视野成像139

5.5.4　组织多普勒成像140

5.6　超声成像系统的评价141

第6章　磁共振成像系统144

6.1　磁共振成像的物理基础144

6.1.1　磁共振现象144

6.1.2　磁共振现象中几个重要的参数150

6.2　磁共振信号的采集方法——脉冲序列154

6.2.1　部分饱和序列154

6.2.2　倒转恢复序列156

6.2.3 自旋回波序列159

6.3　磁共振成像方法的基本原理164

6.3.1　成像平面的选择164

6.3.2　空间编码的概念166

6.3.3　投影重建方法167

6.4　傅里叶变换法167

6.4.1　层面选择激励168

6.4.2　相位编码169

6.4.3　频率编码（数据读出）170

6.4.4　二维傅里叶变换法171

6.4.5　k空间174

6.5　先进成像方法176

6.5.1　快速自旋回波成像方法176

6.5.2　平面回波成像方法178

6.5.3　三维成像179

6.6　磁共振成像设备180

第7章 医学成像的新方法182

7.1　多维成像182

7.1.1　三维医学成像系统182

7.1.2　三维医学图像的应用187

7.2　多模式成像187

7.2.1 多模式图像间的配准问题188

7.2.2 PET/CT简介190

7.3　多参数成像192

7.3.1　超声组织弹性成像192

7.3.2　功能磁共振成像193

7.3.3　分子影像学195

附录A　线性系统的基础知识196

A.1　线性系统的定义196

A.2　δ函数、冲激响应及空不变系统196

A.3　二维傅里叶变换199

A.4　二维采样定理203

附录B　X-CT图像重建的计算机仿真实验研究205

B.1　仿真头模型205

B.2　仿真投影数据的产生206

B.3　卷积反投影方法的计算机仿真实验研究208

参考文献211