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本书涵盖了临床中常见的医学成像技术，包括X射线摄影、CT、超声成像、磁共振成像、核医学成像及光学成像等。本书以成像技术中的数据采集和图像重建两个核心内容为主线，展开介绍相应的物理学基础知识、设备架构，辅以必备的数学基础，并在此基础上提供相应的例子、编程实例和习题，使读者能够通过本书了解和掌握临床中常见医学成像技术的原理，并具备进一步深入学习和研究开发的能力。本书可作为生物医学工程、医学影像学、医学影像技术等专业相关课程本科生或研究生教材，也可作为拟开展医学成像技术研发和临床应用研究者的参考书。

第1章  绪论	1
1.1  医学成像技术发展简史	1
1.2  医学成像技术的内涵	5
第2章  X射线物理	7
2.1  X射线的产生机制	7
2.2  X射线的探测原理	14
2.3  X射线成像的物理基础	19
习题	22
第3章  X射线摄影	24
3.1  X射线摄影技术	24
3.2  数字减影血管造影	31
习题	37
第4章  CT成像	40
4.1  CT成像系统组成	40
4.2  CT成像系统的发展历史	41
4.3  CT的数学原理	43
4.4  螺旋CT成像	61
4.5  双源CT和能谱CT	63
4.6  CT成像质量评价	63
习题	66
第5章  超声物理	69
5.1  超声波的物理描述	69
5.2  超声波的产生和接收	74
5.3  超声波在介质中的传播	76
5.4  探头超声场的声压分布	81
习题	86
第6章  超声成像	89
6.1  超声成像的基本原理与仪器结构	89
6.2  A型超声成像和M型超声成像	91
6.3  B型超声成像	93
6.4  多普勒超声成像	100
6.5  超声成像技术进展	108
6.6  超声仪器成像质量评价	114
习题	118
第7章  核磁共振物理	122
7.1  原子核的性质	122
7.2  核磁共振的基本原理	124
7.3  核磁共振的宏观表现及布洛赫方程	128
7.4  核磁共振信号的检测	131
习题	132
第8章  磁共振成像	135
8.1  磁共振成像系统组成	135
8.2  磁共振信号的空间编码	137
8.3  梯度磁场	148
8.4  基本的磁共振成像序列	152
8.5  磁共振图像的对比度	161
8.6  射频激发脉冲与选层	166
8.7  基于梯度回波的演变序列	168
8.8  基于自旋回波的演变序列	170
8.9  化学位移及其在磁共振成像中的应用	175
8.10  部分傅里叶和多通道并行成像技术	180
8.11  磁共振成像质量的主要评估指标	183
习题	185
第9章  核放射物理	189
9.1  原子核的稳定性	189
9.2  原子核的衰变	191
9.3  原子核的衰变规律	196
9.4  医用放射性核素及其生产方法	198
习题	201
第10章  核医学成像	202
10.1  γ相机	202
10.2  SPECT成像	206
10.3  PET成像	211
习题	221
第11章  光学物理基础	223
11.1  光的基本知识	223
11.2  几何光学	226
11.3  波动光学	229
11.4  光学元件	233
习题	236
第12章  生物医学光学成像	237
12.1  光声成像	237
12.2  光学相干断层成像	243
12.3  荧光成像	250
12.4  其他光学显微成像技术简介	253
习题	255
附录A  相关数学基础	257
A.1  傅里叶变换和离散时间傅里叶变换	257
A.2  傅里叶变换的性质	259
A.3  坐标旋转变换	262
附录B  临床中部分常用磁共振成像技术原理简介	265
B.1  磁共振血管成像	265
B.2  磁共振血管壁成像	267
B.3  心脏磁共振成像	272
附录C  超声成像技术的临床应用	275
C.1  B型超声技术的临床应用	275
C.2  多普勒超声技术的临床应用	277
参考文献	280

医学成像技术种类繁多，包括X射线摄影、CT、超声成像、磁共振成像、核医学成像、光学成像等，在临床实践中已得到广泛应用，成为疾病诊疗不可或缺的重要手段，极大地促进了临床诊疗技术水平的提升。时至今日，医学成像技术仍然在不断地发展，新技术、新方法、新装备和新应用层出不穷。学习医学成像技术的基本原理，掌握医学成像技术，对于开展医学成像技术的创新研发、工程实践和临床诊疗都具有十分重要的意义。医学成像技术相关课程不仅是生物医学工程专业的核心课程，也是医学影像技术、医学影像学等专业的主要教学内容。
医学成像技术内涵丰富，每一种技术均涉及数学、物理学、信号与信息处理和计算机等领域的知识，其技术原理涉及面广、内容丰富，对每一种医学成像技术的详细介绍都可以独立成书，并可作为单独一门课程进行讲授。系统地掌握临床中常见的多种医学成像技术的原理，对学习者知识的完整性和知识的综合运用能力要求较高。可以说，医学成像技术具有综合性强、理论深刻、技术先进的特点，仅通过一门课或一本书来学习困难较大。为此，我们对内容进行了取舍：既不过于简化医学成像技术的核心要义和知识点，以免学习的内容过于简单，也不过分强调知识的深度和广度，以免学习的内容变得晦涩难懂。不同高校可根据自己的课程资源设置相应的教学内容和课程模块，既可侧重于对某一技术（如CT或磁共振成像）的单独授课，又可侧重于对多种医学成像技术的物理内涵或数学原理的系统讲解。
本书的编写初衷是为学生，特别是初学者提供一本相对全面、脉络清晰、囊括临床中常见医学成像技术核心原理的入门级教材。因此，本书更侧重于对多种常见医学成像技术的物理内涵、核心知识内容和技术要点的介绍。本书以医学成像技术中的数据采集和图像重建两个核心内容为主线，展开介绍相应的物理学基础知识、设备架构，辅以必备的数学基础知识，并在此基础上提供相应的例子、编程实例和习题，在避免过多物理概念和数学原理的同时，厘清“物理基础—技术原理—设备组成—医学应用”的学习脉络，使学生能够了解和掌握临床中常见的医学成像技术的核心原理，并具备进一步自主学习和实践开发的能力。
本书的所有编著者均拥有医学成像技术研发、应用和教学的丰富经验，且各有专长。谢国喜博士毕业后一直从事磁共振成像技术的研发，已开发出应用于临床检查的多种磁共振成像新技术，发表与医学成像技术相关的第一或通讯作者学术论文50余篇，承担教学和科研项目20余项，对磁共振成像技术的核心原理和知识要点有较深刻的理解和感悟；戎军艳专注于CT及多模态成像新技术和新装备的研发，承担多项国家级和省部级科研项目，已搭建出多套显微CT和X射线多模态成像设备，深刻理解CT等X射线相关成像的技术要点和原理；傅洪波、鲁娜、贠明凯、张建和秦秀波也均具有医学成像技术相关的技术专长，这里不再赘述。可以说，本书是所有编著者对多年来开展的医学成像技术相关教学与科研工作的总结和凝练。
依据每位编著者的技术专长，本书各章编写分工如下：谢国喜编写磁共振成像技术相关内容（第1、7、8章和附录B），并负责全书的统稿；戎军艳编写CT等X射线成像技术相关内容（第2、3、4章），并参与全书的统稿；傅洪波编写超声成像技术相关内容（第5、6章和附录C）；鲁娜编写相关的数学基础内容（附录A），并参与全书的统稿；贠明凯和秦秀波共同编写核医学成像技术相关内容（第9、10章）；张建编写光学成像技术相关内容（第11、12章）。
不登高山，不知天之高也；不临深溪，不知地之厚也。本书虽经过反复修改，仍难免有错漏之处，恳请读者批评指正。读者对本书有任何建议或意见，欢迎发送至guoxixie@163.com。

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医学成像技术原理