از سیگنال تا تصویر: یک دوره مقدماتی تصویربرداری پزشکی برای مهندسان ۲۰۲۰
From Signals to Image: A Basic Course on Medical Imaging for Engineers 2020

این کتاب درسی، که برای دانشجویان پیشرفته مقطع کارشناسی و تحصیلات تکمیلی در نظر گرفته شده است، مقدمه ای است بر اصول فیزیکی و ریاضیاتی به کار رفته در تصویربرداری پزشکی بالینی. دو فصل اول به معرفی مفاهیم اساسی و اصطلاحات کاربردی در تصویربرداری پزشکی و ابزارهای به کار رفته در بازسازی تصویر می پردازند، در حالی که فصل های بعدی طیفی از موضوعات را پوشش می دهند، از جمله فیزیک اشعه ایکس و کاربرد آن در تصویربرداری مسطح و توموگرافی کامپیوتری (CT)؛ تصویربرداری پزشکی هسته ای و روش های تشکیل تصاویر مسطح عملکردی و توموگرافی گسیل فوتون تک (SPECT) و تصویربرداری بالینی با استفاده از گسیلنده های پوزیترون به عنوان رادیوتراسر. این کتاب همچنین به بررسی اصول توالی پالس MRI و تولید سیگنال، میدان های گرادیانی و روش های به کار رفته برای تشکیل تصویر، تصویربرداری جریان و آنژیوگرافی رزونانس مغناطیسی و فیزیک پایه امواج صوتی، حالت های مختلف اکتساب مورد استفاده در سونوگرافی پزشکی و روش های به کار رفته برای تشکیل تصویر و تصویربرداری جریان با استفاده از اثر داپلر می پردازد.
در پایان کتاب، خوانندگان خواهند دانست که از یک تصویر پزشکی چه انتظاری می رود، مسائل مربوط به تولید و ارزیابی کیفیت یک تصویر پزشکی را درک خواهند کرد، قادر خواهند بود این دانش را به طور مفهومی در توسعه یک روش تصویربرداری جدید پیاده سازی کنند و قادر خواهند بود الگوریتم های اساسی برای بازسازی تصویر بنویسند. داشتن دانش حساب دیفرانسیل و انتگرال، جبر خطی، معادلات دیفرانسیل معمولی و جزئی، و آشنایی با تبدیل فوریه و کاربردهای آن، به همراه تسلط بر برنامه نویسی کامپیوتر مورد انتظار است. این کتاب شامل تمرین ها، مسائل تکلیف منزل و نمونه سوالات امتحانی است که نمونه ای از مفاهیم و فرمول های اصلی هستند که دانش آموزان در یک محیط بالینی با آن ها 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 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.