Physics for Medical Imaging Applications pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Lemoigne, Yves (EDT)/ Caner, Alessandra (EDT)/ Rahal, Ghita (EDT)

出品人:

页数:426

译者:

出版时间:2007-1

价格:$ 157.07

装帧:Pap

isbn号码:9781402056505

丛书系列:

图书标签:

• 物理学
• 医学影像
• 医学物理
• 辐射物理
• 成像技术
• X射线
• CT
• MRI
• 超声
• 核医学

好的，这是一份关于一本名为《物理学在医学成像应用中的原理与实践》的图书简介，该书旨在为对医学影像技术有兴趣的读者提供坚实的物理学基础，但不包含您提到的特定书名《Physics for Medical Imaging Applications》中的内容。 --- 图书名称：《物理学在医学成像应用中的原理与实践》 图书简介 导论：跨越物理学与医学的桥梁 在当今的医疗保健领域，医学成像技术已成为疾病诊断、治疗规划和预后评估不可或缺的基石。从X射线到核磁共振（MRI），从超声到正电子发射断层扫描（PET），这些看似复杂的成像模态背后，都深深植根于严谨的物理学原理。然而，许多医学专业人士或技术人员在实际应用中，往往缺乏对这些底层物理机制的深入理解，这限制了他们优化设备性能、准确解读图像信息，乃至推动技术创新的能力。《物理学在医学成像应用中的原理与实践》正是为填补这一知识鸿沟而创作的。 本书并非聚焦于单一成像模态的设备操作手册，而是致力于构建一个全面、系统且深入的物理学知识体系，作为理解和掌握所有现代医学成像技术的共同基础。我们坚信，只有深刻理解了波的传播、物质与辐射的相互作用、信号的产生与探测等基础物理概念，才能真正驾驭和发展这些精密的技术。 核心内容深度解析 本书的结构经过精心设计，力求逻辑清晰、循序渐进，将复杂的物理概念以直观、易于理解的方式呈现给读者。全书分为五个主要部分，涵盖了从基础理论到高级应用的广泛范围。 第一部分：辐射与物质的相互作用基础 本部分是全书的基石，重点阐述了电磁波、粒子流与生物组织之间发生的物理过程。 电磁波理论复习与扩展： 详细回顾了麦克斯韦方程组在描述低频（射频）、中频（光）及高频（X射线、伽马射线）电磁场行为中的应用。特别强调了波的传播、衍射、干涉以及偏振现象，为理解光学成像和射频通信奠定基础。 粒子物理与辐射剂量学： 深入探讨了带电粒子（如电子、质子）和中性粒子（如中子、光子）在物质中如何沉积能量。引入了线性能量转移（LET）、布拉格峰等关键概念，并详细分析了辐射质量因子（Q值）对生物效应的影响。这一部分为理解放射治疗的物理学基础做了充分铺垫。 光谱学与光与组织的相互作用： 探讨了不同波长的光与生物组织（水、血红蛋白、脂肪）的吸收、散射和透射特性。建立了描述光在散射介质中传播的辐射传输方程，这对光学相干断层扫描（OCT）和光声成像（PAI）的理论模型至关重要。 第二部分：声学原理与超声成像物理 本部分完全侧重于声波作为一种机械波在医学成像中的应用。 声波的产生与传播： 详细分析了声波在不同介质中传播的声学阻抗、反射、折射和吸收现象。推导了声强和声压级的计算公式，并引入了声学边界条件的概念。 脉冲与换能器物理： 深入解析了压电效应（正逆效应）的量子力学基础及其在超声换能器设计中的应用。重点讨论了换能器的频率响应、带宽、轴向和横向分辨率的物理限制。 多普勒效应与血流动力学： 从相对论的角度推导了多普勒频移公式，并将其应用于彩色多普勒成像。讨论了体积分层成像中声束的聚焦和声学相控阵技术的物理原理，解释了如何通过时间延迟实现高精度聚焦。 第三部分：电磁感应与磁共振物理 本部分是关于非电离辐射成像中最复杂的物理学分支的系统阐述。 原子核自旋与磁矩： 从量子力学角度出发，解释了原子核的自旋角动量和磁矩的产生。详细描述了朗之万方程和布洛赫方程在描述宏观磁化矢量行为中的物理意义。 射频脉冲与弛豫过程： 深入剖析了90°脉冲、180°脉冲的物理效应，以及磁化矢量在不同弛豫机制（T1纵向弛豫和T2横向弛豫）下的动态恢复过程。对T2弛豫和磁敏感度效应（susceptibility effects）的物理来源进行了详尽的探讨。 空间编码的物理基础： 这是磁共振成像区分空间位置的核心物理机制。详细解析了梯度磁场在线性和非线性情况下的物理作用，推导了拉莫尔频率与空间位置之间的线性关系（傅里叶编码的物理基础），并阐述了K空间的概念及其在图像重建中的物理意义。 第四部分：成像系统的几何光学与传感器物理 本部分关注的是如何将物理信号转化为可观测图像，特别是涉及几何光线和探测器响应的领域。 几何光学与光路： 重新审视了费马原理，并将其应用于透镜成像系统（如眼科和内窥镜）。详细分析了球面像差、色散等光学缺陷的物理成因及其对成像质量的影响。 探测器物理： 对用于捕获辐射或声波信号的各种传感器进行了物理层面的比较。这包括半导体探测器的能量沉积、光电倍增管（PMT）的响应机制，以及电荷耦合器件（CCD）和CMOS传感器的光电转换效率（QE）和噪声源（如暗电流、散粒噪声）的物理分析。 图像重建的傅里叶变换与卷积： 深入探讨了成像系统作为一种线性时不变（LTI）系统时的物理特性。详细讲解了傅里叶变换在图像空间与频率空间转换中的核心作用，并为理解滤波、反投影算法的物理限制提供了坚实的数学框架。 第五部分：辐射安全与质量保证的物理学度量 本部分将理论物理知识与实际的临床安全和设备性能验证联系起来。 辐射剂量学与防护： 建立在第一部分基础之上，详细阐述了吸收剂量（Gray）、有效剂量（Sievert）的物理定义及其在生物学上的意义。讨论了屏蔽材料的选择和厚度计算所依据的衰减系数物理模型。 成像质量的客观评价： 介绍了描述成像系统物理性能的量化指标，如空间分辨率函数（MTF）、噪声等效信号（NES）和对比度噪声比（CNR）的物理推导过程，并指导读者如何使用这些指标来评估和校准设备。 面向读者群体 本书特别适合以下专业人士和学生： 1. 医学物理学研究生及博士生： 为其后续深入研究提供全面、扎实的物理学基石。 2. 生物医学工程专业的本科高年级学生： 帮助他们理解成像设备的设计原理，而不仅仅是应用层面。 3. 放射科医师、核医学医师及技术人员： 旨在提升其对成像原理的认知深度，从而优化临床操作和结果解释。 4. 医疗设备研发工程师： 作为参考手册，回顾和验证其产品设计背后的核心物理机制。 结语 《物理学在医学成像应用中的原理与实践》旨在超越简单的“如何做”的层面，深入探讨“为什么会这样”的物理根源。通过严谨的数学推导和贴近实际的物理图像，本书将引领读者掌握医学成像领域最核心的科学语言。掌握了这些物理原理，您将不仅是技术的操作者，更是能够批判性思考、创新和推动未来医学影像技术进步的驱动者。

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