Advances in Biomagnetism (International Conference on Biomagnetism//Proceedings) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:Samual J. Williamson

出品人:

页数:792

译者:

出版时间:1990-07-01

价格:USD 284.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780306434839

丛书系列:

图书标签:

• BIOMAG
• Biomagnetism
• Magnetobiology
• Biophysics
• Neuroscience
• Medical Physics
• Biomedical Engineering
• Bioelectromagnetism
• Brain Research
• Magnetic Resonance
• Physiology

磁共振成像：原理、技术与临床应用进展 简介 本书深入探讨了磁共振成像（MRI）领域的最新进展，涵盖了从基础物理原理到尖端技术开发和广泛临床应用的各个层面。磁共振成像作为一种非侵入性、高分辨率的医学成像模态，在神经科学、肿瘤学、心血管疾病诊断以及软组织评估方面展现出无可替代的价值。本书汇集了全球顶尖研究人员和临床医生的最新研究成果，旨在为物理学家、生物医学工程师、放射科医师以及相关领域的研究生提供一个全面、深入的学习资源。 本书的结构设计旨在引导读者逐步理解MRI的复杂性，从最基本的核磁共振现象，逐步过渡到先进的成像序列、图像重建算法，以及在特定疾病诊断中的应用案例。重点突出了技术创新如何直接转化为临床诊断能力的提升，特别是那些能提高图像质量、缩短扫描时间或实现功能性评估的新方法。 --- 第一部分：磁共振成像基础与物理学 本部分旨在巩固读者对磁共振现象物理基础的理解，这是掌握高级MRI技术的前提。 第一章：核磁共振（NMR）的量子力学基础 详细阐述了氢原子核（质子）在静磁场中表现出的宏观磁化率，包括拉莫尔进动频率的精确计算及其与静磁场强度的关系。讨论了自旋的量子态、布洛赫方程（Bloch Equations）的推导及其在描述宏观磁化矢量时间演化中的核心作用。深入分析了弛豫过程（T1和T2）的物理机制，包括晶格相互作用、自旋-自旋相互作用对弛豫时间的影响，以及不同组织（灰质、白质、脑脊液、脂肪）弛豫时间差异的微观解释。 第二章：梯度场、射频脉冲与空间编码 重点解析了梯度磁场在线性、平面和体积编码中的关键作用。详细介绍了梯度场如何实现空间定位，包括选择性激发（Slice Selection）和相位编码（Phase Encoding）及频率编码（Frequency Encoding）的数学描述。对射频（RF）脉冲的设计与优化进行了深入探讨，包括对特定翻转角和波形（如Spencer-Johnson系列脉冲）的分析，以实现对激发效率和选择性的精确控制。讨论了射频场的均匀性、非线性效应以及克服这些问题的技术，如B1场映射。 第三章：K空间与图像重建 K空间作为傅里叶变换域的表示，是理解现代MRI成像序列设计的核心。本章详细解释了K空间的采样模式、数据采集的物理意义及其与最终图像空间域分辨率和伪影的关系。深入剖析了傅里叶变换（FT）在图像重建中的应用，并对比了传统的FT重建方法与基于迭代算法（如Compressed Sensing, CS）的重建技术。对采样稀疏性对图像质量的影响及其在加速成像中的潜力进行了量化分析。 --- 第二部分：先进序列与加速成像技术 本部分聚焦于突破传统扫描速度限制和提高对比度敏感性的最新序列设计和数据采集策略。 第四章：快速自旋回波与梯度回波序列的优化 系统回顾了快速自旋回波（FSE/TSE）和梯度回波（GRE）序列的演变。详细讨论了涡流（Eddy Current）的产生、校正机制以及它们对图像质量（特别是相位和几何畸变）的影响。对SS-EPI（单次激发平面成像）的原理、优势（极高的采集速度）和固有缺陷（易受磁场不均匀性影响导致的变形和信号丢失）进行了深入的对比研究。 第五章：并行成像技术（PILS/SENSE/GRAPPA） 并行成像技术是现代MRI加速的基石。本章详细介绍了基于线圈灵敏度（Sensitivity Encoding, SENSE）和广义主成分分析（GRAPPA）的欠采样重建方法。对不同方法的数学框架、所需线圈数量、加速因子与信噪比（SNR）损失之间的权衡进行了严格的定量分析。此外，还讨论了混合并行成像方法和解决欠采样伪影的策略。 第六章：压缩感知与深度学习在MRI中的应用 压缩感知（CS）作为一种革命性的采样理论，允许在K空间中以非均匀、稀疏的方式采集数据。本章阐述了CS的核心理念，包括稀疏表示（如小波变换）和基于$ell_1$范数最小化的迭代求解器。引入了深度学习在图像重建中的前沿应用，特别是基于卷积神经网络（CNN）的去噪、超分辨率重建以及直接从欠采样数据到完整图像映射的端到端学习框架。 --- 第三部分：功能性与分子成像的前沿技术 本部分探讨了超越传统形态学成像的先进应用，关注生理过程和分子水平的量化分析。 第七章：弥散张量成像（DTI）与纤维束追踪 DTI是研究白质微观结构和连接性的黄金标准。本章详细阐述了扩散加权成像的物理基础，特别是二阶扩散张量的数学模型及其与各向异性（Fractional Anisotropy, FA）和平均扩散率（Mean Diffusivity, MD）的关联。系统介绍了不同的纤维束追踪算法，如追踪法（Traceback）和基于张量拟合的方法，并讨论了系统误差（如涡流和体素内非线性效应）对追踪结果准确性的影响。 第八章：磁共振波谱学（MRS）与代谢成像 MRS技术允许对特定生物分子（如胆碱、肌酸、N-乙酰天冬氨酸等）进行非侵入性量化。本章深入探讨了如何通过选择性激发和抑制技术实现目标分子的纯净信号获取。分析了代谢比值在区分肿瘤分级、监测治疗反应和诊断神经退行性疾病中的应用。同时，介绍了先进的多核MRS和3D MRS的实验设置与数据处理流程。 第九章：动态对比增强（DCE-MRI）与灌注成像 灌注成像对于评估组织血流动力学至关重要。本章集中讨论了使用内源性（ASL，动脉自旋标记）和外源性（DCE，对比剂增强）技术进行脑部和肿瘤灌注评估的方法。详细解析了用于DCE-MRI的药代动力学模型（如Tofts模型），并探讨了如何从时间-信号强度曲线中提取关键参数（如$ ext{K}_{ ext{trans}}$和$ ext{v}_{ ext{e}}$），以量化血管生成和血管通透性。 --- 第四部分：临床应用与质量保证 本部分关注如何将先进的MRI技术转化为可靠的临床工具，并讨论了设备维护和质量控制的关键环节。 第十章：高场强MRI的挑战与机遇（7T及以上） 随着磁场强度的增加，成像性能（SNR）显著提高，但也带来了新的挑战，特别是射频能量吸收率（SAR）的限制、组织非均匀性导致的B1场失真，以及磁敏感伪影的加剧。本章讨论了为应对7T成像特有的问题而开发的新型射频线圈设计（如相控阵技术）和专门的B1+校正算法。 第十一章：人工智能在图像处理与诊断中的集成 本章探讨了机器学习和深度学习模型如何优化MRI工作流程的各个方面。内容包括自动化的图像分割（如病灶、器官边界的识别）、运动伪影的实时校正（Motion Correction）、以及基于多模态数据融合的辅助诊断系统。重点分析了训练数据集的质量要求、模型的泛化能力以及临床部署的可解释性问题。 第十二章：质量控制、伪影识别与校正 确保高质量的临床图像是MRI系统的核心要求。本章提供了一套系统的质量保证（QA）程序，包括对磁体均匀性、梯度线性、射频脉冲准确性和图像几何精度的定期测试标准。对常见的图像伪影（如运动伪影、化学位移、磁化率效应、振铃效应）进行了详尽的分类和深入的物理成因分析，并提供了针对性的采集和后处理校正方案。 --- 总结 本书为读者提供了一个深入理解现代磁共振成像技术生态系统的视角。通过对基础物理学的扎实阐述与对最前沿技术（如压缩感知、深度学习和高场强成像）的详尽介绍，本书不仅巩固了理论知识，更为未来的技术开发和临床实践指明了方向。每一章节的深度剖析确保了读者能够掌握从数据采集到最终图像解释的全过程中的关键科学原理和工程挑战。

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从一个资深研究者的角度来看，一本优秀的会议论文集，其价值在于它提供了“正在发生”的研究。这意味着，书中的许多观点可能尚未被主流教科书收录，它们代表着未来数年内该领域的发展方向。我预感，在关于生物磁学与计算建模结合的部分，一定有令人振奋的内容。例如，如何利用复杂的有限元分析（FEA）来模拟心脏或大脑活动产生的磁场，并与已知的电生理数据进行多模态融合验证。这种计算工具的进步，极大地拓宽了我们对复杂生物系统的理解边界。同时，对于材料科学背景的研究者来说，书中对新型磁性生物探针的描述，特别是关于其生物相容性、磁矩大小和可控性的讨论，想必会是极其宝贵的参考资料。这需要作者们在物理、化学和生物学之间找到完美的平衡点，任何一方面的缺失都会导致研究的失败。

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这本书所代表的学术盛会，其重要性在于它促进了知识的快速迭代。我设想，其中一定有对当前生物磁学研究中存在的“痛点”的集中回应。比如，信号噪声比（SNR）的瓶颈，或者特定组织和器官磁场信号的穿透深度限制。如果这本书的报告能够直面这些挑战，并展示出令人信服的解决方案原型，那么它对后续研究的推动作用将是巨大的。我特别关注那些关注动物模型实验的论文，因为从体外到活体、从简单模型到复杂人体的转化过程，往往是研究成果能否成功转化为临床实践的关键鸿沟。期待这本书能提供关于这一“转化医学”链条上，通过磁学手段取得的最新进展，无论是对于肿瘤的早期检测，还是对于心血管疾病的实时监测，都将是里程碑式的贡献。总而言之，它承载着一个领域最前沿的探索精神和解决问题的决心。

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老实说，我对这种汇集了全球智慧的会议集有着一种特别的敬意。它不仅仅是信息的堆砌，更是科研历史的一个快照，记录了某一特定时期，全球顶尖头脑在生物磁学这一交叉学科上所达成的共识和提出的挑战。我推测，在关于生物磁学和临床诊断的交叉领域，这本书一定收录了许多关于早期疾病筛查的创新方法。比如，如何利用磁学信号的微小变化，来预测神经退行性疾病（如阿尔茨海默症或帕金森病）的生物标志物。这种对“预防医学”和“精准诊断”的深入探索，正是当前医疗科技发展的核心驱动力。如果这本书真的涵盖了最新的仪器设计理念，我希望能看到如何将笨重的实验室设备小型化、便携化，使其能够走出科研机构，真正进入到基层医疗机构，让更广泛的人群受益于这项技术。这种技术落地和普及的讨论，往往比纯理论探讨更具现实意义。

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这本书的排版和编辑风格，从我能想象的“国际会议论文集”这个范畴来推断，定然是严谨而又不失前沿气息的。我深信，那些经过严格同行评审的论文，必然展现了当代生物磁学研究的最高水准。我敢打赌，其中一定有关于新型生物传感材料的突破性进展，也许是纳米级磁性粒子在细胞内示踪方面的应用，或是利用这些材料来增强我们对微弱生物磁场信号的捕获能力。那种对实验细节的极致追求，对数据可靠性的反复论证，是衡量一部优秀会议文献集的核心标准。我常常在想，一个专注于此领域的国际会议，其讨论的深度和广度，远超一般的期刊特刊。它反映了研究群体在特定时间点上对某个技术瓶颈或理论难题的集中攻克。读这样的书，就像是站在一个学术的制高点上，俯瞰整个领域最活跃的脉搏，那些关于信号处理算法的改进、伪影消除技术的创新，想必都会是篇幅可观的重点讨论对象。

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这部文献集真是让我眼前一亮，虽然我没有机会直接翻阅那些关于生物磁学的具体章节，但光从它所处的学术地位和会议背景来看，就能感受到一股强劲的研究热潮。我猜测，里面的内容一定涵盖了从基础的磁场与生物组织相互作用的理论建模，到尖端技术的实际应用，比如更精密的脑磁图（MEG）和心磁图（MCG）设备开发。想象一下，那些关于超导量子干涉器件（SQUID）在生物信号采集中的最新突破，或者是在磁共振成像（MRI）基础上如何融合磁学信息以获得更深层次的生理洞察，想必都是业内专家们呕心沥血的成果。我尤其期待看到关于非侵入性神经调控技术，比如经颅磁刺激（TMS）在临床治疗中效能提升的最新数据和机制解析。这本书的价值，绝不仅仅是罗列研究结果，更在于它搭建了一个跨学科交流的平台，让物理学家、工程师和生物医学专家能够碰撞出新的火花，共同推动生物磁学这门学科向更广阔的前沿迈进。那种前沿的、充满未解之谜的探索精神，是任何一本普通教科书都无法比拟的。

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