中外物理学精品书系：现代医学影像物理学进展 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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包尚联，高嵩 著

图书标签:

• 医学影像
• 物理学
• 现代医学
• 医学物理
• 影像技术
• 诊断学
• 医学工程
• 科普读物
• 学术著作
• 科技前沿

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301240236

版次：1

商品编码：11605674

包装：平装

丛书名： 中外物理学精品书系

开本：16开

出版时间：2014-11-01

用纸：胶版纸

页数：412

字数：500000

正文语种：中文

编辑推荐

　　医学影像的真正目标是如实反映真实物体的情况，由于大量噪声的存在，它还不是真实物体的镜像。到目前为止的所有成像设备只能采集人体的部分信息。目前医院对病人采集的信息还需要进一步整合并及时完成在解剖学基础上的配准，生理学基础上的功能信息和解剖信息的集成，以及生化参数的定量化等工作，构成了现代医学影像物理学最近10年来发展的主要内容。
　　《现代医学影像物理学进展》主要介绍分子成像、多模态成像的方法、装置设计原理及其主要应用。
　　分子成像目前的重点是测量基因突变后新产生的遗传物质，并通过建模和计算尽可能理解它们与疾病发生和发展的关系；在基因序列的控制下，各种新蛋白质分子的结构和功能在活体内的行为的测量；通过临床分子成像获得对人类疾病发生发展本质原因的理解。
　　多模态成像的概念、方法和成像装置是应临床疾病诊疗对信息的综合需要而得以快速发展，也从21世纪开始，诸如PET/CT， SPECT/CT，PET/MRI， SPECT/MRI，其中有些已经在临床广泛使用，有些还在研发阶段，即使处于研发阶段的成像装置，已经显示了它们在临床应用的优势和巨大潜力。

内容简介

　　《中外物理学精品书系：现代医学影像物理学进展》是介绍医学影像物理学近十多年来最新技术进展的专业著作，《中外物理学精品书系：现代医学影像物理学进展》部分图片为彩色印刷。书中重点介绍分子成像和多模态成像两个方面的内容，着重介绍分子成像的各种模态和多模态联合成像的方法，以及用这些原理和方法实现的成像装置及它们的主要应用。
　　将被检测人员的信息进行采集、融合和及时处理，并把处理结果传递给医生，从而使得医生掌握尽可能全面的被测人员信息是医院面临的挑战之一，也是减少误诊的必要条件。如果考虑到任何成像装置都存在各种噪声，重建算法都有误差，以及各种装置不完善等原因造成的伪影，医生，即使非常有经验的医生，也难免会有误诊和误判、“以偏概全”的情况发生。《中外物理学精品书系：现代医学影像物理学进展》试图通过向读者介绍各种概念、成像方法和应用方面的最新进展，帮助改善这种情况。
　　《中外物理学精品书系：现代医学影像物理学进展》可作为高等学校医学物理和生物医学工程专业学生的教材，也可以作为物理类、医学类专业的研究生，以及相关教学科研人员，甚至医疗仪器和产品研发的工程师们的参考书。

作者简介

　　　　包尚联，原籍江苏省海门市，1945年出生。北京大学教授，曾任北京大学重离子物理研究所常务副所长，兼任技术物理系副系主任。1994年创建北京大学医学物理学科。1997年和北京大学医院合作创建跨学科的北京大学肿瘤物理诊疗技术研究中心，2001年创建北京大学医学物理北京市重点实验室。先后完成多项国家自然科学基金项目、科技攻关项目、科技支撑项目和973项目等。
　　
　　高嵩，原籍河北沧州，1970年出生。理学博士，北京大学教授、博士生导师。现任北京大学医学部医用理学系教授、北京大学肿瘤物理诊疗技术研究中心副主任、北京大学医学物理与工程北京市重点实验室研究员，主持完成国家自然科学基金、国家科技部科技支撑计划、北京市自然科学基金、IEEE民生计划等多项各级科研课题。

内页插图

目录

第1章 分子影像学的生物学基础
1.1 引言
1.1.1 分子影像学
1.1.2 人体内的物质分类
1.1.3 人体分子的分类
1.2 重要的人体分子简介
1.2.1 糖类分子
1.2.2 脂类分子
1.2.3 蛋白质分子
1.2.4 抗体
1.2.5 激素
1.2.6 神经递质
1.2.7 人类的遗传物质分子——核酸
1.2.8 人体分子生化检测及其在诊疗中的应用
1.3 人类基因还在进化吗？如何进化的？
参考文献

第2章 分子探针
2.1 引言
2.1.1 什么是分子成像中的探针
2.1.2 分子探针药物在分子成像中的意义
2.1.3 探针分子设计遵循的技术路线
2.1.4 多模态分子探针
2.2 伽玛相机使用的主要探针分子
2.2.1 伽玛相机使用的放射性同位素
2.2.2 用于PET成像的探针分子
2.2.3 MRI使用的分子探针药物
2.3 医学成像中使用的其他探针分子和示踪技术
参考文献

第3章 药物代谢动力学
3.1 引言
3.1.1 什么是药物代谢动力学
3.1.2 药物在人体内的生化过程
3.1.3 药动学的发展历史和现状
3.2 药物代谢动力学模型及其在不同成像模态中的应用简介
3.2.1 药物代谢动力学模型简介
3.2.2 核医学成像方法的药动学模型简介
3.3 FDG三腔室模型
3.3.1 参数估计方法
3.3.2 聚类分析
3.3.3 数据验证
3.4 磁共振造影剂GdDTPA的体内动力学过程
参考文献

第4章 单模态医学成像及其装置简介
4.1 引言
4.2 X射线断层成像（CT）
4.2.1 CT的发展简史
4.2.2 锥束CT（CBCT）
4.2.3 工业CT
4.2.4 CT图像重建算法
4.2.5 CT图像的FDK重建算法
4.2.6 FDK算法的CUDA实现
4.3 单光子发射计算机断层成像（SPECT）
4.3.1 SPECT的发展简史
4.3.2 SPECT的优势
4.3.3 SPECT的基本原理
4.3.4 SPECT的基本结构
4.3.5 事件定位算法
4.3.6 SPECT图像重建迭代算法
4.3.7 针孔SPECT成像概述
4.4 正电子发射断层扫描（PET）
4.4.1 PET的发展历史
……
第5章 PET/CT
第6章 PET/MRI
第7章 SPECT/CT与SPECT/MRI
第8章 分子和多模态医学影像时代的图像处理与分析
参考文献

前言/序言

中外物理学精品书系：高能物理实验导论 图书简介 一、本书定位与核心内容 《中外物理学精品书系：高能物理实验导论》旨在为物理学、核工程、粒子物理学及相关交叉学科的本科生、研究生以及科研人员提供一部全面、深入且具有实践指导意义的教材与参考书。本书聚焦于当代高能物理实验的基本原理、关键技术、数据分析方法及其在前沿物理学发现中的应用。 高能物理学是探索物质基本结构和自然界基本相互作用的前沿科学。要实现对基本粒子和基本力的深入理解，必须依赖于精密的实验装置和复杂的数据处理流程。本书正是建立在这一认知之上，系统阐述了从加速器原理到探测器设计的全链条知识体系。 本书结构清晰，逻辑严密，覆盖了高能物理实验的四大核心支柱：粒子加速器、粒子探测器、数据采集系统和物理学结果的提取与验证。我们力求在介绍基础理论的同时，融入国际大型实验（如LHC项目、贝加尔湖中微子望远镜等）的最新实践案例，确保内容的时效性和前沿性。 二、章节详细内容阐述 第一部分：高能物理实验的基础理论 第1章 粒子物理学标准模型回顾与实验驱动力： 本章首先简要回顾标准模型（SM）的框架，包括基本粒子（夸克、轻子）及其相互作用（强、弱、电磁力）。重点讨论标准模型未能解释的现象（如暗物质、暗能量、中微子质量、物质-反物质不对称性），这些未解之谜是驱动当代高能物理实验发展的核心动力。阐述如何通过高能对撞实验来检验或突破SM的预测。 第2章 相对论性运动与束流动力学基础： 详细介绍狭义相对论在描述高能粒子时的应用，包括洛伦兹变换、能量与动量关系。重点讲解粒子加速器的基本原理——同步辐射、聚焦与色散理论。深入分析磁铁和射频腔在粒子束流传输和加速中的作用，包括四极铁、六极铁的设计原则及其对束流稳定性的影响。 第二部分：核心实验技术——探测器系统 第3章 粒子与物质的相互作用： 这是理解探测器工作原理的基础。本章系统阐述带电粒子（如贝塔射线、缪子）在物质中通过电磁相互作用（电离损失、轫致辐射）和强相互作用（核散射）的能量损失机制。同时，详细分析中性粒子（光子、中子）的探测机制，如光电效应、康普顿散射、对对产生、核共振吸收等。 第4章 径迹探测器与磁谱仪： 着重介绍用于测量带电粒子轨迹和动量的核心器件。包括气体电离探测器（如比例计数管、漂移室）、半导体探测器（如硅微条探测器）的工作原理、空间分辨率和时间分辨率的限制。详细讨论如何利用强磁场下的洛伦兹力原理，通过测量粒子的弯曲轨迹来精确计算其动量。 第5章 量能器（Calorimeters）： 量能器是测量粒子总能量的关键。本章区分电磁量能器（ECAL）和强子量能器（HCAL），分析其能量沉积过程和探测效率。介绍流（Sampling）量能器的结构设计，如晶体量能器（如LSO、PbWO4）和液体氩量能器，讨论能量分辨率（$sigma_E/E$）的限制因素及其与Molière半径的关系。 第6章 慢粒子与特殊探测器技术： 讨论对特定粒子或现象的专用探测技术。包括飞行时间（ToF）系统在区分低速粒子中的应用、切伦科夫计数器（RICH、DIRC）在粒子识别中的作用。深入介绍中微子实验中使用的超大体积液体或冰雪探测器的工作原理和背景抑制技术。 第三部分：数据获取与物理分析 第7章 触发系统与数据采集（DAQ）： 在高能实验中，每秒可能产生数以十亿计的粒子束团撞击，但真正有价值的事件极少。本章讲解多级触发系统的设计哲学，从一级硬件触发（Level-1）到二级软件（High-Level）触发的甄选流程。阐述高带宽、低延迟的数据采集链和实时数据存储技术。 第8章 探测器性能标定与模拟： 介绍如何通过已知能量的粒子源（如电子束、标准源）对探测器进行响应标定，确保测量结果的准确性。详细讲解蒙特卡洛（MC）模拟在粒子物理中的核心地位，重点介绍GEANT4框架在模拟粒子输运过程中的应用及其在实验设计和数据分析中的反馈机制。 第9章 物理量提取与不确定度分析： 本章是连接实验数据与物理结论的桥梁。讲解如何从探测器信号中重建物理量（如粒子的顶点、能量、动量）。深入探讨系统不确定度（Systematic Uncertainty）和统计不确定度的量化与合并方法，包括贝叶斯和频率学派统计方法的应用。 第四部分：前沿实验案例与未来展望 第10章 强子对撞机实验（以LHC为例）： 以大型强子对撞机（LHC）上的ATLAS和CMS实验为例，剖析一个现代大型综合实验的系统架构，包括子探测器的协同工作、物理对象（如电子、喷注、缪子）的重建流程，以及寻找新物理信号的典型分析策略。 第11章 中微子物理实验与宇宙学前沿： 侧重于非对撞实验。介绍Super-Kamiokande, T2K, 或IceCube等实验，探讨它们如何利用中微子振荡来研究质量，以及如何通过测量宇宙射线和寻找超新星信号来探索宇宙学问题。 第12章 未来加速器技术与实验挑战： 展望下一代高能物理实验的规划，如未来环形对撞机（FCC）或高亮度LHC升级计划。讨论面对更高亮度、更高能量环境时，探测器材料、前端电子学和数据处理面临的技术瓶颈与创新方向。 三、本书特色 1. 理论与实践紧密结合： 不仅提供物理学原理，更大量引用实际实验中的工程实现细节和数据处理流程。 2. 强调量化分析： 投入大量篇幅讲解不确定度评估和蒙特卡洛模拟，培养读者的批判性思维和严谨的科学态度。 3. 国际视野广阔： 涵盖了从加速器到各种类型探测器的前沿技术，平衡了传统实验方法与新兴技术。 4. 丰富的图表和案例： 配备大量来自国际合作组织的原理图、性能曲线和真实数据示例，辅助理解复杂概念。 本书是高能物理实验领域专业人员案头的必备工具书，能有效帮助读者掌握从实验设计到物理结果发表的全过程所需的核心知识和技能。

评分☆☆☆☆☆

我对书中对历史脉络的梳理印象特别深刻。它不仅仅是罗列了现有的技术和理论，更重要的是，它巧妙地将这些发展串联成了一条清晰的时间轴。你可以清晰地看到，某一个看似突兀的新发现，其实是建立在过去几十年甚至上百年的基础研究之上的。这种回顾不是简单的历史回顾，而是带着明确的“因果链”在分析。比如，当讨论到某项关键算法的突破时，书中会回溯到最初提出该概念的先驱工作，并分析当时的局限性是如何催生了后续的改进。这种纵深挖掘，让读者对当前技术状态的理解不再停留在表面，而是能够洞察到技术迭代背后的深层驱动力。这种对“来龙去脉”的尊重和展现，极大地丰富了知识的维度，让学习过程更具启发性。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和装帧确实让人眼前一亮。纸张的质感很棒，拿在手里沉甸甸的，一看就是精心制作的作品。封面设计简约大气，没有太多花哨的图案，很符合这类专业书籍的气质。装订也十分牢固，翻阅起来感觉很踏实，不用担心书页松散的问题。内页的印刷清晰度极高，文字和图表的线条都非常锐利，即便是很小的标注也能看得清楚。整体来看，这本书从外到内的制作水准都达到了很高标准，体现了出版方对学术内容和读者体验的重视。阅读体验的提升往往与书籍的物理质量息息相关，这本书在这方面做得非常到位，让人在阅读知识的同时，也能享受到一种高品质的阅读享受。无论是放在书架上作为收藏，还是日常翻阅使用，都非常合适，的确是值得入手的实体书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的案例分析部分设计得非常巧妙，完全颠覆了我对传统教科书那种理论与实践两张皮的认知。它没有选取那些过于理想化或遥不可及的“完美案例”，而是聚焦于那些在实际工程或科研中确实遇到过挑战并成功解决的实例。每一个案例都详细拆解了从初始问题设定、模型选择、参数调整到最终结果验证的全过程。特别是对于那些涉及到多学科交叉验证的环节，作者的处理方式非常务实，直接暴露了现实世界中的各种不确定性和约束条件。这对于真正想将理论应用于实践的人来说，价值无可估量。它教会的不是“标准答案”，而是“解决问题的思维框架”和“处理复杂性的能力”，这比单纯的知识传授更有价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的行文风格非常严谨，作者在阐述复杂概念时，总能找到一种既不失专业深度，又能让具备一定基础的读者理解的平衡点。他似乎非常注重逻辑的连贯性，每介绍一个新的理论或技术，都会清晰地回顾前置知识，使得整个知识体系构建得非常扎实。我尤其欣赏作者在处理那些容易引起混淆的术语时的细致入微，他不仅给出了标准的定义，还会结合实际的应用场景进行类比解释，这极大地降低了理解的门槛。虽然内容是前沿的学术探讨，但作者的叙事节奏掌握得很好，不会让人在冗长的论述中感到疲惫。那种层层递进、环环相扣的论证方式，读起来让人感觉思路非常清晰，仿佛作者正面对面地为我进行一次细致的讲解，而不是冷冰冰的文字堆砌。这种对读者学习路径的细致考量，是很多专业书籍所欠缺的。

评分☆☆☆☆☆

这本书在理论的探讨深度上达到了一个令人震撼的水平。它并没有满足于停留在现有主流认知层面，而是勇敢地触及了一些尚处于研究前沿、尚未完全定论的争议性议题。作者在阐述这些前沿领域时，表现出了高度的批判性和审慎性。他会并列呈现不同的、甚至相互矛盾的观点，详细分析每种观点的理论基础和潜在的缺陷，鼓励读者进行独立的思考和判断，而不是盲目接受某一家之言。这种鼓励“质疑和探索”的学术态度，对于提升读者的研究素养至关重要。它不仅仅是知识的载体，更像是一位资深导师在引导我们如何像真正的研究者那样去面对未知和复杂性，这使得整本书的学术价值得到了极大的提升。

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