医学影像物理学教程

　　本书主要介绍了X射线、CT、核磁共振、核医学和超声成像技术的成像原理、相关性能参数，密切联系临床应用和各相应技术领域的新进展。具体安排如下：总论部分首先介绍了医学成像的发展历程、医学成像的生物学基础和视光学基础；第一篇介绍X射线平面投影成像，主要有X射线成像的物理基础、X射线平面成像基本原理、成像系统及其临床应用；第二篇介绍X射线计算机断层成像（X射线CT），有CT成像的数理基础、成像原理、重建方法和CT图像处理及质量评价；第三篇介绍核磁共振成像原理、成像脉冲序列以及图像质量评价；第四篇介绍核医学成像的物理基础和基本原理；第五篇介绍超声成像的物理基础、成像原理及其新技术；附录部分介绍X射线CT相位成像。
　　本书可作为生物医学工程等各相关专业，如医疗器械工程、医学影像技术（医学）、医学影像设备（工程）和（近代）应用物理学专业教材，也可供相关方向的硕士研究生或相关领域的工程师、教师阅读参考。

　　第0章 总 论
　　医学是处理人类健康相关问题的一门科学，以预防和治疗生理、心理疾病及提高人体自身素质为目的。医学研究希望能够直接观察到人体的内部生理、生化和病理等信息，甚至微观的图像，从而对人体组织形态、病理改变、功能以及代谢变化有直观的了解。
　　人体的各个组织器官在生命活动时，都会伴有某种信息产生，这些信息以多种能量的形式表现出来，如热能、机械能等。有时，人们还可以利用某些物理能量（如电磁波、机械波等）和人体作用，通过相应的装置获取人体反馈的能量，采集到带有人体某种特征（如组织结构、代谢功能等）的信息，对其进行处理后就能对人体的健康情况有所了解。把获取的信息加以处理，可转换成一维、二维、三维甚至四维图像，就形成了医学影像。
　　医学影像不但信息量大，而且能以直观的形式向人们展示人体内部的结构形态、成分或脏器的功能，给医生提供直观、精确的解剖学、病理和功能的基础信息，为医学研究和临床诊断提供正确可靠的依据，现代医学的任何专业都已无法离开医学影像学。医学影像已成为医学研究和临床诊断中最活跃、发展最快的领域之一，它促进了医学临床诊断水平的提高，而且能为医学培训、教学、计算机辅助临床外科手术等提供数字实现方法。医学影像为现代医学的发展和进步，作出了不可磨灭的贡献。
　　德国物理学家伦琴开创了医学影像的先河，现代医学影像是在20世纪70年代之后迅速发展起来的。医学影像的发展离不开物理学的发展，它们的发现及发展都蕴涵了物理学的丰功伟绩，逐步形成了现代医学影像中的新学科―――医学影像物理学。
　　0.1 医学成像的发展历程
　　随着科学技术的发展，现代医学影像已出现了X射线成像、核磁共振成像、核医学成像和超声成像四大类成像技术，再加上不断发展的内镜成像、红外成像、激光成像、微波成像和电阻抗成像等成像技术，形成了完整的医学影像成像体系。
　　0.1.1 X射线成像
　　1895年11月8日，伦琴在研究阴极射线时，惊奇地发现阴极射线管能使远处
　　的荧光物质发光。阴极射线（电子束）在空气中不能穿透这么长的距离，因此伦琴将这种未知的射线称作X射线，并用X射线为他夫人的手拍了人类历史上第一张医学影像。为了纪念他，人们又称X射线为伦琴射线。伦琴本人也因为这一重大贡献而在1901年获得了第一个诺贝尔物理学奖。