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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3

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射线的发现及其基本特性5

二、X射线管6

三、X射线的产生机制8

第二节 X射线的空间分布12

一、X射线管的输出12

二、X射线的空间分布13

第三节 X射线与物质相互作用的类型15

一、光电效应15

二、康普顿效应17

三、电子对效应18

四、X射线与物质的其他相互作用过程19

五、各种相互作用的相对重要性20

第四节 X射线在物质中的衰减20

一、X射线与物质相互作用系数20

二、X射线在物质中的衰减规律22

三、X射线的滤过及其质24

第五节 X射线在人体内的衰减25

一、人体的物质组成26

二、混合物和化合物的质量衰减系数26

三、化合物的有效原子序数26

四、X射线在人体内的衰减28

习题一28

第二章 X射线影像30

第一节 模拟X射线摄影30

一、普通X射线摄影30

二、特殊X射线摄影33

三、X射线摄影图像质量评价34

第二节 数字X射线摄影37

一、数字图像基础38

二、数字减影血管造影45

三、计算机X射线摄影49

四、直接数字化X射线摄影53

五、数字X射线系统与模拟X射线系统的比较56

第三节 X射线计算机断层成像58

一、X-CT的基础知识58

二、螺旋CT67

三、CT影像质量71

习题二77

第三章 超声波物理80

第一节 超声波的基本性质80

一、超声波的分类80

二、超声波的产生机制80

三、声速、声压、声强与声阻抗81

第二节 超声场84

一、圆形单晶片声源的超声场85

二、声束的聚焦88

第三节 超声波在介质中的传播特性89

一、反射与透射89

二、衍射与散射92

三、声波在介质中的衰减规律93

四、声波的波型转换和声学谐波95

五、声束通过介质薄层的特征98

第四节 多普勒效应99

一、声波的多普勒效应99

二、多普勒频移的数学表示99

三、频移信号的采集101

习题三102

第四章 超声成像103

第一节 超声回波所携带的信息103

一、反射和散射回波103

二、超声成像的三个物理假定104

第二节 A型超声成像与M型超声成像105

一、A型超声成像105

二、M型超声成像106

第三节 B型超声成像107

一、辉度调制式断面图像的形成107

二、B型超声成像中的电子扫描108

三、B型超声成像中的图像处理109

四、B超图像及质量评价110

第四节 频谱多普勒115

一、连续波多普勒115

二、脉冲波多普勒116

三、频谱分析与显示118

四、伪像119

第五节 彩色多普勒血流成像120

一、单道相位检测120

二、运动目标指示器原理121

三、自相关技术121

四、信号输出的显示方式123

五、彩色多普勒血流成像的特点124

六、彩色多普勒血流成像的局限125

七、伪像125

第六节 三维超声成像126

一、三维超声成像的基本原理126

二、静态、动态和实时三维成像127

第七节 其他超声技术128

一、超声造影成像128

二、谐波成像128

三、彩色多普勒能量成像130

四、多普勒组织成像131

五、超声组织定征133

六、超声弹性成像134

七、斑点追踪成像135

八、全景超声成像135

习题四136

第五章 磁共振物理138

第一节 原子核的磁性138

一、原子核的自旋138

二、原子核的磁矩139

三、物质的磁性139

四、用于磁共振成像的磁性核140

第二节 静磁场中的磁性核141

一、微观描述141

二、宏观描述142

第三节 磁共振144

一、磁共振的基本原理144

二、磁共振的宏观表现145

三、稳态磁共振147

第四节 弛豫过程147

一、弛豫及其规律147

二、弛豫的机制148

第五节 自由感应衰减信号150

第六节 化学位移和磁共振谱151

一、化学位移151

二、MRS分析152

三、“自由水”“结合水”及其MRS153

习题五154

第六章 磁共振成像156

第一节 磁共振信号与加权图像156

一、FID信号加权与对比度形成156

二、自由感应衰减类序列158

三、自旋回波序列与加权图像158

四、反转恢复序列与加权图像161

第二节 磁共振图像重建163

一、梯度磁场和梯度163

二、层面选择163

三、相位编码和频率编码164

四、二维傅里叶变换图像重建166

五、k空间167

六、三维傅里叶变换成像169

第三节 快速成像序列169

一、梯度回波序列169

二、快速自旋回波序列171

三、平面回波成像序列173

四、快速成像序列的应用175

第四节 磁共振血管成像179

一、流动现象180

二、流动现象的补偿181

三、时间飞越法血管成像181

四、相位对比法血管成像182

五、磁敏感加权成像183

习题六185

第七章 核医学物理187

第一节 原子核的性质与衰变类型187

一、核力的性质187

二、原子核的稳定性187

三、α衰变188

四、β衰变189

五、γ衰变190

六、衰变纲图190

第二节 原子核衰变的宏观规律191

一、核素及分类191

二、放射性指数衰变规律191

三、与核衰变相关的物理量192

四、递次衰变194

五、放射平衡196

六、放射性计数的统计规律198

第三节 原子核反应199

一、核反应的一般概念199

二、中子及分类200

三、中子核反应201

第四节 医用放射性核素的来源201

一、反应堆生产放射性核素201

二、回旋加速器生产医用放射性核素202

三、放射性核素发生器生产医用放射性核素202

习题七203

第八章 核医学影像205

第一节 概述205

一、核素示踪205

二、放射性制剂206

三、核医学影像及其技术特点206

第二节 γ射线探测206

一、γ射线能谱206

二、闪烁计数器207

三、脉冲幅度分析器208

第三节 准直器209

一、准直器的作用209

二、准直器的技术参数210

第四节 γ照相机和单光子发射型计算机断层212

一、γ照相机原理212

二、γ照相机的性能指标及质量控制214

三、单光子发射型计算机断层原理215

四、单光子发射型计算机断层的技术优势216

第五节 PET及其融合技术217

一、PET原理217

二、PET技术优势220

三、PET融合技术220

习题八223

第九章 电离辐射的生物效应225

第一节 辐射量及其测量225

一、电离辐射的常用辐射量及其单位225

二、辐射防护用辐射量和单位226

三、电离辐射的测量方法229

第二节 电离辐射的生物学效应229

一、电离辐射损伤的表现特性229

二、确定性效应和随机性效应230

三、小剂量电离辐射的生物效应230

四、影响辐射生物效应的因素231

第三节 电离辐射损伤机制231

一、辐射与自由基231

二、直接作用与间接作用232

三、原初过程和时间进程233

四、靶学说和生物靶的调节作用233

习题九234

第十章 电离辐射的防护236

第一节 电离辐射防护的法规与标准236

一、电离辐射防护的目的236

二、电离辐射防护的基本原则236

三、电离辐射防护的基本标准237

四、医疗照射剂量的约束238

第二节 电离辐射防护的基本方法241

一、内照射防护与外照射防护241

二、屏蔽材料的选择241

三、视屏装置的辐射防护242

第三节 医用放射线的防护242

一、医用诊断射线的防护242

二、医用治疗射线的防护243

三、介入放射学的安全与防护244

四、医学影像放射防护的监测与管理246

习题十247

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中英文名词对照索引250