前言

前些年，开设生物医学工程本科或研究生教育的学校大多集中在国内比较知名的重点院校，但现在大多数医学院和相当一部分工科院校都有了生物医学工程专业，累计高校已超过百所。然而，与各学校培养生物医学工程专业高级人才的热情相比，生物医学工程专业的教材建设却相对滞后，各门专业课都缺少业界公认的优秀教材，教师选择教材的余地很小。以“医学成像技术”课程为例，国内目前同类教材极为匮乏。清华大学高上凯教授主编的《医学成像系统》（清华大学出版社2000年出版）注重系统分析方法，但以不足二百页的篇幅要使讨论达到一定深度还显困难。西安交通大学黄诒焯教授翻译的《医学成像的物理原理》一书（高等教育出版社1993年出版）用浅显的语言定性描述医学成像的原理，曾在国内多所高校使用。但该书外文原版编写的主要目的是为培训临床医生和相关工程师使用的，其内容侧重、理论深度和描述方式都使得该书不太适合用于研究型大学的本科生教学。另外，该书原版出版较早（1988年），许多成像技术的新发展不可能提及。

相比之下，近年出版的国外原版医学成像原理类著作的内容往往十分丰富，除了四大成像的基本知识外，还涉及发展历史、图像质量的评价与影响因素、放射防护、伪像的产生与消除，有的还介绍了不少相关的基础知识如概率与统计、傅里叶变换、计算机网络，甚至包括人类的视觉特性等。但原版书不适合作为教材使用的原因包括篇幅过大、内容过多过细，部分我们认为重要的内容却一带而过，如断层成像的重建算法在多本原版书中都介绍得相当简略。另外，购买国外原版书非常昂贵，翻印又会存在知识产权问题。编写适合我国国情的医学成像教材刻不容缓。

本教材是在作者多年来为西安电子科技大学生物医学工程专业本科生授课所用讲义的基础上充实而成的。编写的目标和出发点都是立足于为研究型大学生物医学工程专业的高年级本科生或研究生教学使用，在编写过程中注意突出以下几点：

1.注重基础。本教材的特色是强调基本概念和方法，从最基本的概念开始讨论四大成像的成像机理，对具体设备的讲述则相对简略，因为具体的仪器设备会更新换代，但成像的基本方法则不容易过时。

2.内容系统。本教材完整地讨论了医学临床上最常见的X光（包括X-CT）、超声、磁共振、核素等四大成像的成像机制，涉及相关器件、材料、算法、药物，描述对图像性能的评价，给出最新发展与趋势。除此之外，本教材对目前成像领域的研究热点如分子成像、功能成像进行简要介绍，作为最后一个章节供各学校根据情况选用。

3.通俗易懂。本教材的论述是较完备的。读者只要经过大学二年级的数理训练，读懂本书主要内容应该不存在知识盲点。编写过程注重论述的来龙去脉，方便自学。

4.难易适中。尽管本教材注重基础，尽可能从定量的角度说明问题，但对过于烦琐的理论推导则大多舍弃，只给出最终结果，以免喧宾夺主。如果读者需要了解某些结论的来源，可查阅相关文献。

为方便各学校教师教学，与本书配套的教学课件也已制作完毕。使用本书作为教材的教师可发电子邮件联系作者索取。

本着注重基本概念、尽可能定量描述、内容系统全面的编写原则，本书包含的内容较多，希望为教师教学提供较大的选择余地。全面讲授本书内容约需70～80学时，但国内高校在开设“医学成像技术”类课程的同时大多数还开设有“医学超声学”课程，超声成像的内容在“医学成像技术”课程中可不再讲授，这样所需学时就下降为50～60左右。如果想用40～50个学时讲授完本课程，教师可根据学校性质、培养目标、教师和学生的实际情况酌情裁剪内容，如物质的结构与性质一章的内容可分解后分别放在X射线和放射性核素成像的相关位置讲授；CT的伪像及其产生的原因这一部分可略去或安排学生自学；CT图像的质量评价和CT技术的发展这些内容可简要提及，或者对CT的图像重建算法部分仅进行定性讨论。

本书的编写和出版得到西安电子科技大学教学改革项目和教材建设重点项目资助。我国生物医学工程学科的奠基人、IEEE LifeFellow、西安交通大学生命科学与技术学院资深教授蒋大宗先生以耄耋之年，不辞辛劳审阅了书稿的主要内容。蒋先生对医学成像关键技术的深刻理解和远见卓识常使作者有醍醐灌顶之感，更以严谨、博学、宽容为后进学人树立了难以企及的标杆。西安交通大学医学院资深教授黄诒焯先生、中国科学院自动化研究所研究员田捷博士、中南大学生物医学工程系教授邓振生博士也对书稿的内容进行了审阅，提出了详细的修改意见。作者指导的研究生高莉、林富国、史文虎、张培、徐磊、张秀芝、杨建、赵鹏等在资料收集、外文资料的翻译等方面给予作者许多帮助。电子工业出版社的陈晓莉编辑为本书的出版做了大量细致的工作。作者在此一并致谢，其中的感激自不待言。

本教材在编写过程中参考了大量相关文献，书后所附仅是其中最主要的一部分。尽管书中绝大多数附图都是作者在参考文献的基础上亲自绘制的，但为了更好地说明问题，也有一些插图直接引自前辈学者的论文或时贤学者的著述，这都在图题中一一标注了出处。极个别出处不易确定的图片（主要来自一些网络论坛）则未加说明地予以引用，等明确权属后在修订重印时再行注明。作者对这些文献资源的编绘者表达深切的谢意。

医学成像技术发展到今天的水平是多个学科一个多世纪以来发展与交叉融合的结果，其内容横跨数学、物理、化学、材料、生物医学、电子信息、光学、机械等学科门类，在教材编写过程中要对涉及不同学科的知识点进行准确描述是有难度的。尽管作者希望精益求精，但学海无涯，不恰当的提法、理解偏差甚至谬误都是完全可能存在的。欢迎阅读本书的读者随时指教，以便修订再版时及时更正。

huangly@mail.xidian.edu.cn

作者于西安电子科技大学