In Vivo NMR Spectroscopy pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Graaf, Robin A.De-

出品人:

页数:600

译者:

出版时间:1999-2

价格:$ 474.60

装帧:HRD

isbn号码:9780471983651

丛书系列:

图书标签:

NMR
Spectroscopy
In Vivo
Biochemistry
Medical Imaging
Magnetic Resonance
Metabolomics
Molecular Biology
Chemistry
Physics
Biophysics

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具体描述

In vivo NMR is a non-invasive, powerful technique used for the study of biological reactions and processes inside isolated cells, tissues and organs in animal models and humans. This text covers the principles of in vivo NMR techniques as well as practical and experimental considerations. Using vector diagrams and 2D images, it explains NMR theory in a graphical manner and also discusses NMR experimental techniques with relevance to practical considerations, allowing users to choose an appropriate method for application.

磁共振成像技术原理与临床应用简介本书深入探讨了磁共振成像（MRI）这一现代医学影像技术的核心原理、设备构造、图像采集方法及其在临床诊断中的广泛应用。内容涵盖了从基础物理学到复杂序列设计的全面知识体系，旨在为医学影像专业人员、物理学家以及相关领域的研究人员提供一本详实、严谨的参考指南。第一部分：磁共振基础物理学本部分详细阐述了MRI赖以实现的物理基础，从原子核的磁特性入手，逐步过渡到宏观的磁化现象。第一章：原子核磁矩与拉莫尔进动本章首先介绍了质子（氢原子核）作为MRI主要信号源的特性，包括其自旋量子数和磁矩。随后，深入解释了在静磁场（$B_0$）作用下，这些磁矩发生的拉莫尔进动现象，并推导了拉莫尔频率与$B_0$强度的线性关系。理解这一基础是后续所有序列设计和图像形成的起点。我们讨论了如何通过射频（RF）脉冲精确控制和改变质子的宏观磁化矢量方向。第二章：弛豫现象与T1/T2时间常数 MRI图像对比度的核心在于组织特异性的弛豫过程。本章详述了两种主要的弛豫机制：自旋-晶格弛豫（$T_1$弛豫）和自旋-自旋弛豫（$T_2$弛豫）。 $T_1$弛豫：解释了纵向磁化矢量如何恢复到与$B_0$方向一致的过程，并讨论了影响$T_1$时间的主要因素，如分子运动的特点和环境温度。 $T_2$弛豫：重点阐述了横向磁化矢量如何由于局部磁场不均匀性而衰减的过程，区分了理想的$T_2$衰减与临床上更常测量的$T_{2}^{}$衰减，并解释了梯度磁场和磁场不均匀性在$T_{2}^{}$效应中的作用。第三章：梯度磁场与空间编码空间定位是MRI区别于其他成像模态的关键。本章详细介绍了梯度磁场的产生原理及其在实现三维空间编码中的作用： 1. Slice Selection (层选择)：如何通过施加梯度场与特定的RF脉冲（如选择性激发脉冲）相结合，实现对特定厚度层面的激发。 2. Phase Encoding (相位编码)：解释了在短时间内施加梯度，导致不同行位置的质子产生不同的相位累积，从而在频率域中区分不同位置的信号。 3. Frequency Encoding (频率编码/读出)：阐述了在信号采集期间施加的梯度如何使不同列位置的信号产生不同的频率，便于通过傅里叶变换进行解码。第二部分：脉冲序列设计与图像形成本部分将基础物理知识应用于实际的图像采集技术，重点分析了主流脉冲序列的结构和对比度特点。第四章：自旋回波（SE）序列与反转恢复序列自旋回波（SE）是MRI的经典序列。本章分析了SE序列的时间参数（$TR$和$TE$）对图像对比度的控制作用，并详细描述了如何通过改变$TR$和$TE$来获得$T_1$加权、$T_2$加权和质子密度（PD）加权图像。随后，引入了反转恢复（IR）序列，特别是短时间反转恢复（STIR）和液体衰减反转恢复（FLAIR）。解释了它们如何通过引入一个$180^{circ}$的翻转脉冲来有效抑制特定组织（如脂肪或脑脊液）的信号，从而增强病灶的可视性。第五章：梯度回波（GRE）序列及其变体梯度回波（GRE）序列因其采集速度快、可以实现极短TR的特点，在功能成像和快速扫描中占据重要地位。本章探讨了GRE序列与SE序列的根本区别，即利用梯度场而非$180^{circ}$射频脉冲来重聚焦。重点分析了GRE序列中的回波角度（Flip Angle，$alpha$）对纵向磁化恢复的影响。详细介绍了：快速自旋回波（FSE/TSE）：如何通过多回波采集技术，在保持高$T_2$加权效果的同时显著缩短扫描时间。平衡梯度回波（GRE）：分析了当$TR$远小于$T_1$和$T_2$时，如何达到伪稳态，并讨论了其在血流敏感成像中的应用。第六章：磁共振血管造影（MRA）技术 MRA是评估血管结构和血流动力学的关键技术。本章专注于利用血液流动特性来实现无造影剂或低造影剂成像的方法：时间飞行法（Time-of-Flight, TOF）：解释了利用动脉血流的流入效应（Inflow Effect），在激发层之外的静止组织被饱和后，快速流入的新鲜血液产生高信号的原理。对比度增强MRA（CE-MRA）：讨论了静脉期和动脉期的采集策略，以及如何利用钆基造影剂增强信号，并重点分析了采集序列的选择（如3D GRE）。第三部分：图像质量与伪影控制高质量的MRI图像是准确诊断的前提。本部分系统地分析了影响图像质量的各种因素和常见的成像伪影，并提供了相应的抑制策略。第七章：信噪比（SNR）与空间分辨率的权衡本章从理论上探讨了如何量化图像的信噪比（Signal-to-Noise Ratio）。分析了影响SNR的关键因素，包括：体素大小（分辨率）、场强、接收线圈的性能以及扫描时间。深入讨论了在临床实践中，如何在保证诊断所需分辨率的同时，优化扫描时间以提升SNR，特别是通过增加采集次数（NEX/NSA）或使用并行成像技术。第八章：常见成像伪影的成因与对策 MRI成像中存在多种人为引入的或物理本质的伪影，它们可能导致诊断错误。本章对主要的伪影类型进行了分类和详细解析： 1. 运动伪影：包括周期性运动（如呼吸、心跳）和非周期性运动。分析了它们在K空间和图像域中的表现，并介绍了如呼吸补偿、心电门控和饱和带等抑制技术。 2. 磁场不均匀性伪影：重点分析了由于$B_0$场不均匀导致的几何畸变和图像模糊，这在靠近空气-组织界面（如耳蜗、鼻窦）尤为明显。 3. 化学位移效应伪影：解释了水和脂肪质子在不同化学环境下Larmor频率的微小差异如何在频率编码方向上导致信号分离，形成“明暗条纹”。 4. 磁敏感伪影：讨论了由组织磁化率差异（特别是含铁血黄素沉积或金属植入物）引起的局部磁场畸变，如何导致信号丢失和图像变形。第四部分：特定组织成像与先进技术概述本部分将前述技术应用于特定的解剖区域，并对新兴的、对物理基础要求较高的技术进行了初步介绍。第九章：神经系统成像的对比度优化本章聚焦于脑部和脊髓成像。讨论了针对灰白质区分、病变检测（如脱髓鞘疾病、卒中）而优化的序列组合。详细分析了弥散加权成像（DWI）和表观弥散系数（ADC）图，解释了水分子布朗运动在其中扮演的角色，及其在急性缺血性卒中早期诊断中的核心地位。第十章：体内代谢与功能成像前沿（概述）本章简要介绍了一些超越传统形态学成像的先进技术，它们对脉冲序列设计和数据处理提出了更高的要求：磁共振波谱成像（MR Spectroscopy, MRS）：解释了如何通过抑制水信号、使用特殊的采集序列来测量特定代谢物（如胆碱、肌酸、乳酸）的浓度，以评估肿瘤的恶性程度或区分脱髓鞘病变。磁共振弹性成像（MRE）：概述了通过测量组织机械性能（硬度）来评估病理状态（如肝纤维化），并简要介绍了如何将机械振动耦合到MRI采集过程中。本书力求在严谨的物理基础与实用的临床操作之间搭建一座桥梁，确保读者不仅掌握“如何操作”，更能深刻理解“为何如此”。