醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)

前言

隨著近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)已迅速發(fā)展成為一個專門的技術(shù)領(lǐng)域。各種類型的醫(yī)學(xué)圖像不僅使醫(yī)生有可能觀察到體內(nèi)臟器在形態(tài)學(xué)上的變化，而且有可能對臟器的功能作出判斷。目前，醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)已成為臨床與醫(yī)學(xué)研究中不可缺少的工具。本書主要介紹目前臨床上廣泛使用的各種成像系統(tǒng)，包括投影X射線成像、x射線計(jì)算機(jī)斷層成像、放射性核素成像、超聲成像以及磁共振成像系統(tǒng)。為了滿足系統(tǒng)分析的需要，本書在附錄A中扼要介紹了線性系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識，在附錄B中介紹了計(jì)算機(jī)斷層圖像重建算法的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)研究方法。鑒于醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)近十年來的新進(jìn)展，本次再版中除了保留原版本中有關(guān)的基礎(chǔ)知識和基本概念外，將重點(diǎn)放在增添近年來發(fā)展起來的新技術(shù)與新方法上。具體增添的內(nèi)容包括：（1）在第2章投影X射線成像系統(tǒng)中增加了數(shù)字X射線成像系統(tǒng)；（2）在第3章X-CT中增加了螺旋CT、多排螺旋CT的內(nèi)容；（3）在第4章放射性核素成像系統(tǒng)中，加強(qiáng)了PET的內(nèi)容；（4）在第5章超聲成像系統(tǒng)中，增加了諧波成像、編碼激勵成像等內(nèi)容；（5）在第6章MRI成像系統(tǒng)中增加了快速成像等內(nèi)容；（6）在第7章中增加了PET／CT、MRI等內(nèi)容。本書除可供高等院校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的本科生或研究生用做教材外，也可供有關(guān)專業(yè)的教師及工程技術(shù)人員閱讀參考。由于篇幅的限制，本書的內(nèi)容只包含了目前臨床上最常用的成像系統(tǒng)，還有一些其他的成像系統(tǒng)沒有在書中提及，即使是書中涉及的成像系統(tǒng)，所介紹的內(nèi)容也有一定的局限性。另外，由于作者水平有限，書中難免會有錯誤與不妥之處，懇請廣大讀者給予批評、指正。

內(nèi)容概要

本書介紹目前在臨床上廣泛使用的各種醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，包括投影X射線成像、X射線計(jì)算機(jī)斷層成像、放射性核素成像、超聲成像以及磁共振成像系統(tǒng)。    本書的特點(diǎn)是以線性系統(tǒng)的理論為基礎(chǔ)，分析成像過程，以便使讀者更好地了解成像的機(jī)理及系統(tǒng)的性能。本書同時還提供對斷層圖像重建算法的實(shí)驗(yàn)研究指導(dǎo)。    本書可供高等院校生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)的研究生或本科生用做教材，也可供有關(guān)專業(yè)的教師及工程技術(shù)人員閱讀參考。

書籍目錄

第1章 概述   1.1 歷史回顧與發(fā)展現(xiàn)狀   1.2 醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)的評價(jià)   1.3 未來的展望 第2章 投影X射線成像系統(tǒng)   2.1 X射線成像的物理基礎(chǔ)   2.2 投影X射線成像設(shè)備   2.3 投影X射線成像系統(tǒng)的分析   2.4 圖像質(zhì)量的評價(jià) 第3章 X射線計(jì)算機(jī)斷層成像系統(tǒng)   3.1 基本原理與發(fā)展概況   3.2 從投影重建圖像的原理   3.3 從投影重建圖像的算法（一）——平行束反投影重建算法   3.4 從投影重建圖像的算法（二）——扇形束反投影重建算法   3.5 螺旋CT   3.6 圖像質(zhì)量的評價(jià) 第4章 放射性核素成像系統(tǒng)   4.1 放射性核素成像的物理基礎(chǔ)   4.2 γ照相機(jī)   4.3 放射性核素成像系統(tǒng)的分析   4.4 發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層成像 第5章 超聲成像系統(tǒng)   5.1 超聲成像的物理基礎(chǔ)   5.2 脈沖回波式超聲成像系統(tǒng)   5.3 B型超聲成像系統(tǒng)中的若干關(guān)鍵技術(shù)   5.4 超聲彩色血流圖   5.5 超聲成像中的新方法   5.6 超聲成像系統(tǒng)的評價(jià) 第6章 磁共振成像系統(tǒng)   6.1 磁共振成像的物理基礎(chǔ)   6.2 磁共振信號的采集方法——脈沖序列   6.3 磁共振成像方法的基本原理   6.4 傅里葉變換法   6.5 先進(jìn)成像方法   6.6 磁共振成像設(shè)備 第7章 醫(yī)學(xué)成像的新方法   7.1 多維成像   7.2 多模式成像   7.3 多參數(shù)成像 附錄A 線性系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識 附錄B X-CT圖像重建的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)研究 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：發(fā)射型CT（emission computed tomography，ECT）是放射性核素成像系統(tǒng)較新的發(fā)展成果。ECT可分為單光子發(fā)射型CT（single photon ECT，SPECT）與正電子CT（positron emission tomography，PET）兩類。目前，SPECT在臨床上已得到廣泛的應(yīng)用。它是將y照相機(jī)的探測器圍繞探查部位旋轉(zhuǎn)，并采集相應(yīng)的投影數(shù)據(jù)，然后采用與X-CT類似的重建算法計(jì)算出放射性同位素分布的斷層圖像。PET系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集原理與SPECTT完全不同。它是根據(jù)有一類放射性同位素在衰變過程中釋放正電子的物理現(xiàn)象來設(shè)計(jì)的。正電子與電子相互作用發(fā)生湮滅現(xiàn)象后，會產(chǎn)生兩個能量為511keV且傳播方向完全相反的光子，用一個符合檢測器就可以檢測出這種成對出現(xiàn)的y射線光子。根據(jù)這樣采集到的數(shù)據(jù)同樣能重建出斷層圖像。圖1-1（d）是一幅人體核素?cái)嗝鎴D像。為了將X-CT的高空間分辨率和PET系統(tǒng)的功能成像有效地結(jié)合起來，一種全新的稱為PET／CT的系統(tǒng)在20世紀(jì)初問世，并得到迅速的發(fā)展。PET／CT把兩種不同的成像模式統(tǒng)一在一臺機(jī)架上，病人無需挪動，就能完成兩種不同模式的掃描。掃描結(jié)束后通過計(jì)算機(jī)軟件可以準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)兩種不同模式的圖像融合。這一新的多模式成像方式在腫瘤、心血管疾病和神經(jīng)系統(tǒng)疾病的早期診斷中發(fā)揮著越來越重要的作用。

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