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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CT 73

3.5.1 螺旋CT的工作原理 74

3.5.2　多排螺旋CT 78

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