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出版者:Elsevier Science Health Science div

作者:Bushong ScD FACR FACMP, Stewart C.

出品人:

页数:512

译者:

出版时间:2003-4

价格:734.00元

装帧:Pap

isbn号码:9780323014854

丛书系列:

图书标签:

• 医学影像
• 磁共振
• MRI
• 诊断学
• 临床医学
• 医学教育
• 影像技术
• 医学物理学
• 神经影像学
• 心血管影像学

磁性共振波谱学原理与技术 本书导读： 本书旨在为对物质结构和分子运动规律充满好奇的读者提供一个全面而深入的视角，探索如何利用磁性共振这一强大工具，揭示宏观世界背后隐藏的微观奥秘。我们聚焦于磁性共振现象在化学、材料科学和生物物理学等领域的基础原理、实验方法以及数据解析的复杂艺术。 第一部分：基础物理与共振现象的数学描述 第一章：经典电磁学与量子力学基础回顾 本章从经典物理学的角度引入磁场与物质的相互作用。我们将回顾法拉第电磁感应定律和麦克斯韦方程组，为理解外部射频脉冲如何影响自旋系统奠定基础。随后，我们将深入探讨量子力学中的角动量概念，特别是自旋角动量及其在外部磁场中的行为。 1.1 磁矩的起源与宏观描述： 探讨原子核内部质子和中子的自旋如何产生净磁矩。介绍拉莫尔进动（Larmor Precession）的基本概念，并推导出拉莫尔频率与外加磁场强度的线性关系。 1.2 布洛赫方程（Bloch Equations）： 作为描述宏观磁化矢量时间演化的核心工具，我们将详细推导并分析布洛赫方程组。重点阐述弛豫时间 $T_1$（纵向弛豫）和 $T_2$（横向弛豫）的物理意义，区分它们在热平衡和非平衡态下的动态行为。 1.3 能量量子化与能级分裂： 运用量子力学原理，分析零磁场中能级的简并性，以及在外磁场中产生的塞曼（Zeeman）能级分裂。计算不同核素（如 $^1 ext{H}, ^{13} ext{C}, ^{31} ext{P}$）的拉莫尔频率差异，为选择合适的激发频率奠定理论基础。 第二章：脉冲序列设计与信号采集 本章将从实验操作层面，探讨如何通过精确控制射频（RF）脉冲和梯度磁场，来编码和解码物质内部的共振信号。 2.1 射频脉冲的性质与激发： 详细分析 $ ext{RF}$ 脉冲的宽度（$ au$）、强度和相位对磁化矢量翻转角度的影响（如 $90^{circ}$ 脉冲和 $180^{circ}$ 脉冲）。介绍特定谐振器的设计及其在能量传递中的作用。 2.2 梯度场在空间编码中的应用： 梯度磁场是实现空间定位的关键。我们将分析线形、平面和三维梯度场的产生机制，并推导出它们在 $x, y, z$ 方向上对拉莫尔频率的线性调制效应。 2.3 自由感应衰减（FID）与数据采集： 描述样品在 $ ext{RF}$ 脉冲激发后，磁化矢量在 $T_2$ 弛豫过程中产生的自由感应衰减信号。介绍采集系统的带宽、采样率以及欠采样对最终频谱质量的影响。 第二部分：谱学分析与结构解析 第三章：化学位移与电子环境的敏感性 化学位移是磁性共振谱分析中最核心的特征之一，它反映了原子核周围电子云密度对局域磁场的屏蔽效应。 3.1 屏蔽效应与化学位移的起源： 详细阐述电子绕核运动产生的感应磁场如何抵消或增强外加磁场。引入屏蔽常数 $sigma$ 和化学位移 $delta$ 的定义，强调 $delta$ 值相对于参考物质（如 $ ext{TMS}$）的相对性。 3.2 影响化学位移的关键因素： 系统分析电负性、杂化轨道、芳香性环电流、氢键以及溶剂效应等对化学位移范围和位置的显著影响。通过大量实例，展示如何利用化学位移区分分子中的不同化学环境。 3.3 弛豫时间与线宽的关系： 深入探讨 $T_2$ 弛豫过程与谱线展宽之间的定量关系。分析各向异性弛豫机制（如偶极耦合、化学位移各向异性 ($ ext{CSA}$)）对谱线形状的影响，并介绍如何通过快速旋转技术（如 $ ext{MAS}$）来平均化这些各向异性效应。 第四章：自旋-自旋耦合（J耦合）与分子拓扑结构 本章聚焦于原子核之间通过化学键电子传递的相互作用，即 J 耦合，这是确定分子连接性和立体构象的关键信息。 4.1 J耦合的物理起源与耦合常数 $J$： 解释 J 耦合如何通过费米接触项（Fermi Contact Term）传递，以及耦合常数 $J$ 与键长、键角之间的经验关系。 4.2 多重峰分裂的规律： 详细讲解 $n$ 个等效耦合核导致的信号分裂模式，包括双峰、三峰、四峰等，并应用 $n+1$ 规则进行预测。引入 $ ext{AB}$、$ ext{AX}$ 等自旋系统的复杂耦合分析方法。 4.3 二维谱学基础： 为理解分子内原子间复杂关联，本章引入二维共振谱学的基本框架。介绍具有时间维度分离（如 $t_1$ 和 $t_2$）的实验设计思想，为后续的 $ ext{COSY}$ 和 $ ext{TOCSY}$ 等实验打下基础。 第三部分：先进实验技术与应用拓展 第五章：弛豫时间测量与分子动力学 精确测量 $T_1$ 和 $T_2$ 不仅是理解弛豫机制，更是研究分子运动速率和环境粘滞度的窗口。 5.1 $T_1$ 测量技术： 详细阐述反转恢复 ($ ext{IR}$) 和序列恢复 ($ ext{Progressive}$ $ ext{Saturation}$) 等经典 $T_1$ 实验方案。分析核磁驰豫率 ($R_1$) 与分子运动的“相关时间” ($ au_c$) 之间的关系，特别是“平方依赖”模型。 5.2 $T_2$ 测量与自旋回波： 介绍 Hahn 自旋回波实验的原理，解释 $180^{circ}$ 脉冲如何消除磁场的非均匀性影响，仅保留真实的内在 $T_2$ 衰减。引入固体核磁中常用的 $ ext{CPMG}$（Carr-Purcell-Meiboom-Gill）序列。 5.3 核 Overhauser 效应（$ ext{NOE}$）与距离测量： 阐述通过饱和一个核的自旋，观察其对邻近核信号增强的 $ ext{NOE}$ 现象。将 $ ext{NOE}$ 强度与核间距的六次方成反比的定量关系，作为结构解析（特别是三维结构）的核心依据。 第六章：二维谱学在复杂体系解析中的威力 本章深入探索现代核磁共振在解析复杂分子结构和研究分子间相互作用中的应用，重点在于二维谱的解读。 6.1 同源相关谱 ($ ext{COSY}$ / $ ext{TOCSY}$)： 解析分子骨架连接性。$ ext{COSY}$ 展示通过 2 或 3 个键连接的质子之间的直接相关性；$ ext{TOCSY}$ 则用于追踪通过连续 J 耦合链连接的所有质子。 6.2 异核相关谱 ($ ext{HSQC}$ / $ ext{HMBC}$)： 建立碳骨架与质子之间的直接对应关系。$ ext{HSQC}$（或 $ ext{HSQC-TOCSY}$）用于确定哪个碳原子连接了哪个质子；$ ext{HMBC}$ 则通过长程耦合（2-4 个键）来确定分子片段之间的连接位置。 6.3 动态核极化 ($ ext{DNP}$) 与超高场探索： 简要介绍 $ ext{DNP}$ 增强技术如何显著提高固体和低浓度样品中的灵敏度，使以往难以分析的体系成为可能。 结语： 本书的结构设计遵循从基础物理到高级应用的逻辑递进，旨在为读者构建一个扎实的理论框架，并提供进行实际实验分析所需的工具箱。掌握这些原理和技术，意味着能够驾驭物质科学的前沿研究，洞察分子世界的精妙构造。

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一直以来，我对癌症的诊断和治疗都充满了关注，尤其是那些能够早期发现、精准定位的先进技术。磁共振成像（MRI）在这方面似乎扮演着越来越重要的角色。我之前听说，MRI 在软组织成像方面有着独特的优势，尤其是在诊断某些类型的癌症时，能够提供非常清晰的图像。我特别想知道，MRI 是如何识别出癌细胞的？它是否能够捕捉到癌细胞与正常组织在磁性信号上的微小差异？这本书会不会深入探讨 MRI 在不同类型癌症（例如乳腺癌、前列腺癌、肝癌等）诊断中的应用，以及它在肿瘤分期、评估治疗效果方面所起到的作用？我希望能够了解，MRI 是否能够辅助医生进行精准活检，或者为放射治疗、靶向治疗提供精确的导航。此外，我也对 MRI 的一些高级技术，比如弥散加权成像（DWI）、灌注成像等在肿瘤诊断中的应用感到好奇。这些技术是否能帮助区分肿瘤的良恶性，或者预测肿瘤的侵袭性？总而言之，我希望这本书能够为我提供关于 MRI 在肿瘤学领域应用的详尽信息，让我更深入地理解这项技术如何为癌症患者带来更好的诊断和治疗前景。

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一直对脑科学和医学影像技术充满了好奇，尤其是那种能“透视”身体内部奥秘的手段。最近听朋友推荐，说有一本关于磁共振成像的书特别棒，但当时我并没有太在意。我一直以为 MRI 只是单纯地拍个片子，看看有没有什么问题，但听朋友科普了一点点之后，才发现它背后的原理和应用竟然如此深邃。比如，他们提到 MRI 可以区分不同的软组织，这让我非常惊讶。在我的印象里，X光只能看到骨头，而CT好像能看到一些器官，但 MRI 似乎能做到更精细的层次。我一直在想，这究竟是怎么实现的呢？是不是和人体内部的水分子有关？书里应该会详细解释这一点吧，我特别期待能够了解 MRI 如何利用人体自身的信号来构建图像，而不是像 X光那样通过外部射线。而且，朋友还说 MRI 不仅仅用于诊断，在治疗方面也有应用，比如靶向治疗的引导。这一点更是让我觉得它不仅仅是一项技术，更是一种前沿的医疗工具。我迫切想知道，那些复杂的物理原理，是不是真的像教科书上讲的那么枯燥，还是这本书会用更生动的方式来解读，让我这个非专业人士也能有所领悟。毕竟，如果能更深入地理解这些技术，对于理解医学进步的脉络，甚至是我们对自身健康的认知，都会有极大的提升。我希望这本书能像一个向导，带领我一步步走进 MRI 的奇妙世界，解开我心中的诸多疑问。

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最近一直被一些与神经系统相关的健康问题困扰，不免会联想到各种医学影像技术。虽然我不是医疗从业者，但对于能够清晰展现大脑结构的 MRI，一直抱有极大的兴趣。我最想了解的是，MRI 在区分脑部不同区域，比如灰质和白质，以及更细微的结构，例如海马体或者杏仁核时，具体是如何做到的？我总觉得，不同组织的磁性反应会有微妙的差异，而正是这些差异，构成了最终的图像。这本书会不会深入剖析这些微观层面的物理原理，用我能理解的方式去解释？我尤其对 MRI 在功能性成像方面的能力感到好奇，比如 fMRI，它如何能够监测大脑在进行思考、情感活动时的血流变化？这种技术是否真的能“看到”思维的痕迹，或者说，它能帮助我们理解大脑工作的机理吗？我一直觉得，如果我们能更直观地“看到”大脑活动，对很多神经疾病的早期诊断和治疗，都会带来革命性的变化。我希望这本书能够详细阐述 MRI 在神经学领域的应用，特别是在阿尔茨海默病、帕金森病、抑郁症等疾病的研究和诊断中，它的作用有多大。我想要知道，通过 MRI，我们是否能更早地发现病变，甚至预测疾病的发生？这些问题的答案，我希望都能在这本书中找到，为我理解人类大脑的复杂性提供更深入的视角。

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最近在了解一些关于心脏疾病的科普内容时，反复看到“心脏 MRI”的字样。虽然我并非医疗专业人士，但对于这种能够清晰展现心脏动态结构的影像技术，充满了好奇。我一直以来都对心脏的复杂工作机制感到惊叹，而 MRI 似乎能够将这种动态过程“冻结”或“慢放”，让我能够更仔细地观察。我非常想知道，MRI 在评估心脏瓣膜功能、心肌受损程度、甚至血管狭窄等问题上，具体有哪些优势。它是否能够提供比其他影像技术更精细、更准确的信息？书里会不会有详细的案例分析，展示 MRI 如何帮助医生做出诊断，并制定治疗方案？我特别希望了解，MRI 在心脏疾病的早期筛查和风险评估方面，能够发挥怎样的作用。毕竟，很多心脏问题如果能早期发现，治疗效果会显著提高。此外，我也对 MRI 在心脏介入治疗（如搭桥手术、瓣膜置换）中的应用感到好奇。它是否能够作为术前规划的工具，帮助医生更精确地定位病灶，并在术中进行实时引导？这些问题都让我对心脏 MRI 的潜力和价值充满了期待。

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我对一些新兴的医疗技术感到非常着迷，尤其是那些能够非侵入性地观察人体内部生理活动的。磁共振成像（MRI）一直是我关注的焦点，因为它在医学诊断中扮演着至关重要的角色，而且听起来非常“高科技”。我一直很想知道，MRI 的图像是怎样被“构建”出来的。它是不是像我们拍照一样，只是简单地捕捉光线，然后形成图像？抑然，它背后有着一套复杂的物理原理，涉及到原子、磁场、射频脉冲等等。我期待这本书能够详细解释 MRI 的成像原理，特别是那些关于质子、磁矩、弛豫时间的专业术语，希望能用一种相对易懂的方式呈现。此外，我对于 MRI 的不同模式和序列也感到非常好奇。我知道 MRI 可以根据不同的设置，呈现出不同类型的信息，比如 T1 加权像、T2 加权像等等。它们之间有什么本质的区别？分别适用于哪些病灶的观察？这些细节对于理解 MRI 的诊断能力至关重要。我希望这本书能够对这些成像序列进行详细的阐述，并配以丰富的图例，帮助我理解它们在临床诊断中的具体应用。总而言之，我希望这本书能够填补我在 MRI 基础原理和技术细节上的知识空白，让我对这项技术有一个更全面、更深入的认识。

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