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出版者:Cambridge University Press

作者:Donald W. McRobbie

出品人:

页数:394

译者:

出版时间:2007-04-09

价格:USD 150.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780521865272

丛书系列:

图书标签:

• MRI
• 医学影像
• 核磁共振
• 影像学
• 诊断学
• 物理学
• 生物医学工程
• 临床医学
• 医学教育
• 影像原理

好的，这是一本关于磁共振成像（MRI）的综合性教材的简介，着重于其基础物理原理、信号采集、图像重建以及临床应用。 --- 书名： 《从图像到质子：磁共振成像原理与实践》 简介： 本书旨在为读者提供一个全面、深入且系统化的磁共振成像（MRI）知识体系，覆盖从基础物理学到复杂临床应用的各个层面。我们致力于搭建一座坚实的桥梁，连接理论物理的精妙与临床诊断的实际需求，帮助读者深刻理解MRI设备如何“看见”人体内部的组织结构和生化信息。 第一部分：MRI的物理学基石——原子核的微观世界 本书的开篇将读者带入磁共振现象的微观世界。我们首先详细阐述了磁共振成像的物理学基础，特别是核磁共振（NMR）现象的原理。书中会深入探讨自旋角动量、磁矩以及在静磁场中（B0场）的拉莫尔进动。不同于其他仅作泛泛介绍的教材，我们提供了丰富的数学推导，以清晰展示如何从薛定谔方程导出拉莫尔频率，以及自旋如何被射频（RF）脉冲激发。 重点内容包括： 自旋与磁矩： 对氢原子核（质子）作为主要成像介质的特性进行详尽分析。 平衡态与激发态： 阐述宏观磁化矢量（$M_0$）的形成及其在静磁场中的行为。 射频（RF）脉冲： 详细解析90度和180度脉冲的作用机制，以及如何实现对自旋系统的有效操控，这是图像生成的关键第一步。 第二部分：信号的产生与衰减——时间的维度 理解磁共振信号（FID，自由感应衰减）的产生及其在不同组织中的衰减特性，是掌握MRI成像的关键。本部分将细致分析$T_1$弛豫和$T_2$弛豫过程。 $T_1$ 纵向弛豫： 深入探讨其物理机制，即自旋能量如何传递给晶格（自旋-晶格相互作用），并解释不同组织（如脂肪、水、脑脊液）之间$T_1$时间差异的生物学根源。 $T_2$ 横向弛豫： 详细解析自旋相位分散的物理过程（自旋-自旋相互作用），以及$T_2^$效应（包含磁场不均匀性影响）。 对比度工程： 重点讲解如何通过调整重复时间（TR）和回波时间（TE）来调控$T_1$加权、 $T_2$加权以及质子密度（PD）加权图像，从而实现对特定组织的优化显示。 第三部分：空间编码的艺术——梯度场与K空间 MRI图像的形成并非直接采集空间信息，而是通过一系列巧妙的空间编码技术，将空间信息编码到信号的频率和相位中。本部分是本书的核心技术章节之一。 梯度场原理： 详细介绍X、Y、Z三个方向梯度线圈的作用，阐明它们如何在线性地改变拉莫尔频率，从而实现切片选择（Slice Selection）、频率编码（Frequency Encoding）和相位编码（Phase Encoding）。 K空间： 本书将K空间的概念提升到核心地位。通过生动的类比和数学描述，解释K空间如何存储空间频率信息。读者将学习到如何通过梯度场在K空间内“飞行”，以及采集数据点与图像分辨率和信噪比之间的关系。 图像重建算法： 详细剖析傅里叶变换（Fourier Transform）在从K空间数据到实际图像空间转换中的不可或缺的作用，并简要介绍快速傅里叶变换（FFT）在提高成像速度上的应用。 第四部分：高级成像技术与脉冲序列设计 为了满足日益复杂的临床需求，MRI技术不断发展出多种先进的成像策略。本部分将聚焦于现代MRI设备中广泛使用的脉冲序列。 自旋回波（SE）与梯度回波（GRE）： 对比分析SE序列（消除$T_2^$效应）和GRE序列（速度快、可实现不同翻转角）的优缺点和应用场景。 快速成像技术： 深入讲解如何通过数据欠采样和K空间填充策略来实现快速扫描，包括Echo Planar Imaging (EPI)、Turbo Spin Echo (TSE/Fast Spin Echo) 以及并行成像技术（如SENSE和GRAPPA）。 功能与分子成像： 专门辟章介绍功能磁共振成像（fMRI，特别是BOLD效应的物理基础）、弥散加权成像（DWI/ADC图的计算）以及灌注成像（PWI）等前沿技术。这些内容将详细说明如何通过特殊的梯度应用来测量水分子运动的各向异性。 第五部分：设备工程与图像质量控制 本书也关注硬件和质量控制方面，确保读者不仅理解原理，也能评估和优化实际的成像结果。 硬件构成： 介绍超导磁体、射频系统、梯度系统以及数据采集系统的工作原理。 伪影分析与对策： 这是一个非常实用的部分，系统性地分类和解析常见的图像伪影，例如运动伪影、化学位移效应、磁敏感伪影（Susceptibility Artifacts）以及由K空间数据采集不完整导致的伪影。对于每种伪影，都提供了其物理成因和在扫描参数或硬件层面可采取的缓解措施。 信噪比（SNR）与空间分辨率： 详细讨论影响图像质量的关键因素，并提供优化策略，以平衡采集时间与诊断信息量。 总结： 《从图像到质子：磁共振成像原理与实践》力求做到内容详尽、逻辑严密且贴近实际。它不仅是物理学学生和生物医学工程专业人员的理想参考书，更是希望深入理解MRI工作机制的放射科医生和技术人员的必备指南。通过本书的学习，读者将能够自信地解读复杂的MRI数据，并理解如何根据临床问题设计最优化的成像方案。

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让我感到惊喜的是，《MRI from Picture to Proton》在知识的广度和深度上都做得相当出色。它不仅仅是停留在基础物理原理上，而是将这些原理与实际的临床应用紧密地结合起来。我能感受到作者在努力打通“理论”与“实践”之间的壁垒。书中举例了很多不同类型的MRI扫描，比如脑部、脊柱、关节等，并解释了针对不同解剖部位和疾病，应该如何选择合适的脉冲序列和成像参数来获得最佳的诊断信息。它还涉及了一些进阶的概念，例如扩散加权成像（DWI）、灌注成像（Perfusion Imaging）以及功能磁共振成像（fMRI）的基本原理，虽然这些内容可能对于初学者来说需要一些时间去消化，但它们的存在极大地拓展了这本书的价值。我特别欣赏书中对于图像伪影的讨论，它列举了各种常见的伪影类型，并分析了产生的原因和避免方法。这对于临床医生或者研究人员来说，无疑是非常实用的指导，能够帮助我们更好地解读MRI图像，避免误诊。

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《MRI from Picture to Proton》这本书在内容上给我带来了一种“豁然开朗”的体验，尤其是在理解MRI成像背后的逻辑方面。书的叙事风格更像是某种“工程手册”，它清晰地罗列了MRI系统的工作流程，并详细解释了每个步骤的目的和机制。我印象深刻的是关于k空间的部分，作者并没有回避它，而是用一种非常系统的方法来讲解k空间数据如何被采集，以及它与图像形成的关系。它不像某些教材那样只给出概念，而是真正地从数据采集到图像重建的全过程进行了梳理。我发现，理解了k空间，就理解了MRI成像的“黑匣子”是如何工作的。书中对各种脉冲序列的介绍，从最基本的SE（自旋回波）到更复杂的GRE（梯度回波）和EPI（回声平面成像），都给出了非常清晰的脉冲图和波形图，并详细解释了它们各自的优缺点以及适用场景。这让我不仅能记住这些脉冲序列的名字，更能理解它们为什么会产生不同的图像对比度和速度。整本书给我的感觉就是，它在为你搭建一个坚实的知识框架，让你能够系统地、深入地理解MRI的原理和技术。

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《MRI from Picture to Proton》在我看来，是一部“工具箱”式的著作，它提供了解决MRI成像问题的各种“利器”。这本书最突出的特点在于它的“实操性”和“前瞻性”。作者不仅仅讲解了“是什么”，更深入探讨了“为什么”以及“如何做”。对于我来说，最宝贵的部分是关于MRI的优化和诊断。书中详细列举了各种能够影响图像质量的因素，并给出了具体的优化建议。它不仅仅是告诉你如何设置参数，更是告诉你为什么要这样做，以及这样做的背后原理是什么。比如，在讨论对比增强扫描时，它会详细讲解造影剂的作用机制，以及如何选择最佳的注射时间和扫描时机来提高病灶的检出率。此外，书中还对一些前沿的MRI技术有所涉及，虽然篇幅不多，但足以让人感受到MRI技术的发展方向和未来的潜力。这对于希望在这个领域深耕的人来说，无疑是一份非常宝贵的参考。总而言之，这本书让我觉得，我不再只是一个被动接受信息的读者，而是有能力去主动运用这些知识，去探索和解决实际问题。

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这本书的阅读体验非常独特，它更像是一种“探险旅程”，引领我深入MRI的每一个细节。作者采用了非常“对话式”的写作风格，仿佛在和你面对面交流，解答你可能产生的每一个疑问。我个人觉得，这本书最吸引我的地方在于它的“反直觉”式的解释。很多时候，我们对MRI的理解会受到一些先入为主的概念的影响，而这本书会通过一些巧妙的提问和设问，引导你去重新思考，从而发现更深层次的原理。例如，在解释梯度回波（GRE）时，它会通过一些假设性的场景来让你理解为什么GRE能够实现更快的成像速度，以及它在信号衰减方面的权衡。而且，书中对一些“灰色地带”的解释也非常到位，它不会把所有东西都讲得那么绝对，而是会指出不同方法之间的优劣和取舍。这种开放式的、鼓励思考的写作方式，让我觉得这本书不仅仅是在传授知识，更是在培养一种独立思考和解决问题的能力。

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读完《MRI from Picture to Proton》，我最大的感受就是它真的能带你一步步走入磁共振成像的奇妙世界。虽然我不是医学影像专业的科班出身，但这本书的叙述方式就像一位经验丰富的老师，循循善诱。从最基础的物理原理讲起，比如质子在磁场中的行为，到如何通过射频脉冲激发它们，再到梯度磁场如何编码空间信息，每一个概念都拆解得非常细致。我特别喜欢书中那些形象的比喻和图示，它们让原本晦涩的物理学概念变得生动易懂，不再是枯燥的公式堆砌。比如，作者用“小陀螺”来比喻质子，用“调谐收音机”来类比射频脉冲的选择性激发，这些都极大地降低了学习门槛。而且，它不仅仅停留在理论层面，还会讲解这些原理是如何转化为实际的图像，以及不同成像参数（如TR, TE, flip angle）对最终图像质量的影响，让我能理解为什么有时候需要调整这些参数才能看到更清晰的病灶。这本书让我觉得，原来复杂的MRI技术并非高不可攀，只要掌握了核心原理，就能窥探其中的奥秘。

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