Principles of Medical Imaging for Engineers: From Signals to Images

این مقدمه بر تصویربرداری پزشکی، تمام تکنیک‌های اصلی تصویربرداری پزشکی را که هم در عمل پزشکی و هم در تحقیقات پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرند، معرفی می‌کند، از جمله توموگرافی کامپیوتری، اولتراسوند، توموگرافی انتشار پوزیترون، توموگرافی تک فوتونی و تصویربرداری تشدید مغناطیسی. اصول تصویربرداری پزشکی برای مهندسان مفاهیم اساسی مربوط به اینکه چرا تصویر می کنیم و به دنبال چه چیزی برای بدست آوردن تصاویر خوب هستیم، مانند معنای "کنتراست" در زمینه تصویربرداری پزشکی را معرفی می کند. این متن مقدماتی اصولی را که توسط آنها «سیگنال‌ها» تولید می‌شوند و فرآیندهای «بازسازی» بعدی را از هم جدا می‌کند تا نشان دهد که اینها مفاهیم جداگانه‌ای هستند و همچنین حوزه‌هایی را برجسته می‌کند که در آنها روش‌های تصویربرداری پزشکی ظاهراً متفاوت اصول نظری مشترکی دارند. تمرین‌ها در هر فصل ارائه می‌شوند، بنابراین خواننده دانش‌آموز می‌تواند دانش خود را آزمایش کند و راه‌حل‌ها و مثال‌های کار شده را بررسی کند.

متن ابتدا اصول فیزیکی زیربنایی را در نظر می‌گیرد که توسط آن‌ها می‌توان اطلاعات مربوط به بافت‌های بدن را استخراج کرد. شکل سیگنال ها، با در نظر گرفتن اصول اصلی مورد استفاده: انتقال، بازتاب، انتشار و تشدید. سپس، توضیح می‌دهد که چگونه این سیگنال‌ها را می‌توان به تصاویر تبدیل کرد، به عنوان مثال، حجم‌های سه بعدی کامل، در صورت لزوم نشان می‌دهد که چگونه روش‌های رایج «بازسازی» با برخی از روش‌های تصویربرداری با وجود تکیه بر فیزیک‌های مختلف برای تولید «سیگنال‌ها» به اشتراک گذاشته می‌شوند. در نهایت، بررسی می‌کند که چگونه می‌توان از تصویربرداری پزشکی برای تولید بیشتر از تصاویر، بلکه اندازه‌گیری‌های کمی واقعی، و اندازه‌گیری‌های فزاینده فرآیندهای فیزیولوژیکی در هر نقطه از حجم سه‌بعدی با روش‌هایی مانند استفاده از ردیاب‌ها و اکتساب‌های دینامیکی پیشرفته استفاده کرد. /p>

اصول تصویربرداری پزشکی برای مهندسان برای دانشجویان مهندسی و علوم فیزیکی و دانشجویان فارغ التحصیل که به مهندسی زیست پزشکی علاقه مند هستند و برای استادان آنها مفید خواهد بود.

This introduction to medical imaging introduces all of the major medical imaging techniques in wide use in both medical practice and medical research, including Computed Tomography, Ultrasound, Positron Emission Tomography, Single Photon Emission Tomography and Magnetic Resonance Imaging. Principles of Medical Imaging for Engineers introduces fundamental concepts related to why we image and what we are seeking to achieve to get good images, such as the meaning of ‘contrast’ in the context of medical imaging. This introductory text separates the principles by which ‘signals’ are generated and the subsequent ‘reconstruction’ processes, to help illustrate that these are separate concepts and also highlight areas in which apparently different medical imaging methods share common theoretical principles. Exercises are provided in every chapter, so the student reader can test their knowledge and check against worked solutions and examples.

The text considers firstly the underlying physical principles by which information about tissues within the body can be extracted in the form of signals, considering the major principles used: transmission, reflection, emission and resonance. Then, it goes on to explain how these signals can be converted into images, i.e., full 3D volumes, where appropriate showing how common methods of ‘reconstruction’ are shared by some imaging methods despite relying on different physics to generate the ‘signals’. Finally, it examines how medical imaging can be used to generate more than just pictures, but genuine quantitative measurements, and increasingly measurements of physiological processes, at every point within the 3D volume by methods such as the use of tracers and advanced dynamic acquisitions.

Principles of Medical Imaging for Engineers will be of use to engineering and physical science students and graduate students with an interest in biomedical engineering, and to their lecturers.