From Signals to Image: A Basic Course on Medical Imaging for Engineers

این کتاب درسی که برای دانشجویان پیشرفته در مقطع کارشناسی و کارشناسی ارشد در نظر گرفته شده است، مقدمه ای است بر اصول فیزیکی و ریاضی مورد استفاده در تصویربرداری پزشکی بالینی. دو فصل اول مفاهیم اساسی و اصطلاحات مفید مورد استفاده در تصویربرداری پزشکی و ابزارهای اجرا شده در بازسازی تصویر را معرفی می‌کنند، در حالی که فصل‌های بعدی مجموعه‌ای از موضوعات را پوشش می‌دهند: فیزیک اشعه ایکس و اجرای آن در توموگرافی مسطح و کامپیوتری (CT) تصویربرداری؛ تصویربرداری پزشکی هسته‌ای و روش‌های تشکیل تصاویر توموگرافی کامپیوتری گسیل فوتونی و مسطح عملکردی (SPECT) و تصویربرداری بالینی با استفاده از تابش‌کننده‌های پوزیترون به عنوان ردیاب رادیویی. این کتاب همچنین اصول توالی‌یابی پالس MRI و تولید سیگنال، میدان‌های گرادیان، و روش‌های اجرا شده برای تشکیل تصویر، تصویربرداری جریان فرم و آنژیوگرافی تشدید مغناطیسی و فیزیک پایه امواج صوتی، حالت‌های مختلف اکتساب مورد استفاده در سونوگرافی پزشکی و روش‌های اجرا شده برای شکل‌گیری تصویر و تصویربرداری جریان با استفاده از اثر داپلر.
در پایان کتاب، خوانندگان می‌دانند که از یک تصویر پزشکی چه انتظاری می‌رود، مسائل مربوط به تولید و ارزیابی کیفیت یک پزشکی را درک خواهند کرد. تصویر، قادر به پیاده سازی مفهومی این دانش در توسعه یک روش تصویربرداری جدید خواهد بود و قادر خواهد بود الگوریتم های اساسی برای بازسازی تصویر بنویسد. دانش حساب دیفرانسیل و انتگرال، جبر خطی، معادلات دیفرانسیل منظم و جزئی و آشنایی با تبدیل فوریه و کاربردهای آن، همراه با تسلط بر برنامه نویسی کامپیوتری مورد انتظار است. این کتاب شامل تمرین ها، مسائل تکلیف و نمونه سوالات امتحانی است که نمونه ای از مفاهیم اصلی و فرمول هایی است که دانش آموزان در یک محیط بالینی با آن مواجه می شوند.

This textbook, intended for advanced undergraduate and graduate students, is an introduction to the physical and mathematical principles used in clinical medical imaging. The first two chapters introduce basic concepts and useful terms used in medical imaging and the tools implemented in image reconstruction, while the following chapters cover an array of topics such as: physics of x-rays and their implementation in planar and computed tomography (CT) imaging;nuclear medicine imaging and the methods of forming functional planar and single photon emission computed tomography (SPECT) images and Clinical imaging using positron emitters as radiotracers. The book also discusses the principles of MRI pulse sequencing and signal generation, gradient fields, and the methodologies implemented for image formation, form flow imaging and magnetic resonance angiography and the basic physics of acoustic waves, the different acquisition modes used in medical ultrasound, and the methodologies implemented for image formation and for flow imaging using the Doppler Effect.
By the end of the book, readers will know what is expected from a medical image, will comprehend the issues involved in producing and assessing the quality of a medical image, will be able to conceptually implement this knowledge in the development of a new imaging modality, and will be able to write basic algorithms for image reconstruction. Knowledge of calculus, linear algebra, regular and partial differential equations, and a familiarity with the Fourier transform and it applications is expected, along with fluency with computer programming. The book contains exercises, homework problems, and sample exam questions that are exemplary of the main concepts and formulae students would encounter in a clinical setting.