醫(yī)學(xué)超聲學(xué)是一門將聲學(xué)中的超聲（ultrasound）學(xué)與醫(yī)學(xué)應(yīng)用結(jié)合起來形成的邊緣科學(xué)，也是生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)中重要的組成部分。振動與波的理論是它的理論基礎(chǔ)。醫(yī)學(xué)超聲學(xué)包括醫(yī)學(xué)超聲物理和醫(yī)學(xué)超聲工程兩個方面，醫(yī)學(xué)超聲物理研究超聲波在生物組織中的傳播特性和規(guī)律；醫(yī)學(xué)超聲工程則是根據(jù)生物組織中超聲傳播的規(guī)律設(shè)計(jì)制造而用于醫(yī)學(xué)診斷和治療的設(shè)備。
    超聲醫(yī)學(xué)影像儀器涉及到微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)、聲學(xué)技術(shù)及材料科學(xué)，是多學(xué)科邊緣交叉的結(jié)晶，是理工醫(yī)相互合作與相互滲透的結(jié)果。迄今超聲成像與X-CT、ECT及MRI已被公認(rèn)為當(dāng)代四大醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。
    一、醫(yī)學(xué)超聲發(fā)展簡史
　　19世紀(jì)末至20世紀(jì)初，壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)相繼被發(fā)現(xiàn)，由此揭開了超聲技術(shù)發(fā)展的新篇章。1912年，英國的Titanic號客輪在北美海岸附近航行時與冰山相撞而沉沒，使數(shù)千名乘客隨之喪生，釀成了震撼世界的大慘案。1914～1918年第一次世界大戰(zhàn)期間，法國艦隊(duì)屢遭德國潛艇攻擊而損失慘重。這一件件歷史事件驅(qū)使一些科學(xué)家開始致力于研究水下探測與定位技術(shù)。1917年，法國科學(xué)家保羅·朗之萬首次使用了主要由石英晶體制成的超聲換能器，并發(fā)明了聲納（sound navigation and ranging，簡稱SONAR），即聲探測與定位技術(shù)被成功地用于探測水下潛艇。20世紀(jì)30年代，超聲用于醫(yī)學(xué)治療和工業(yè)金屬探傷，從而使超聲治療在醫(yī)學(xué)超聲中最先獲得發(fā)展。
    1942年，Dussik和Fircstone首先把工業(yè)超聲探傷原理用于醫(yī)學(xué)診斷。用連續(xù)超聲波診斷顱腦疾病。1946年Fircstone等研究應(yīng)用反射波方法進(jìn)行醫(yī)學(xué)超聲診斷，提出了A型超聲診斷技術(shù)原理。
    1949年召開的第一次國際超聲醫(yī)學(xué)會議促進(jìn)了醫(yī)學(xué)超聲的發(fā)展。1958年，Hertz等首先用脈沖回聲法診斷心臟疾病。開始出現(xiàn)“M型超聲心動圖”，同時開始了B型兩維成像原理的探索。1955年Jaffe發(fā)現(xiàn)鋯鈦酸鉛壓電材料（PZT），這種人造壓電材料性能良好，易于制造，極大地促進(jìn)了工業(yè)和醫(yī)學(xué)超聲技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。50年代末期，連續(xù)波和脈沖波多普勒（Doppler）技術(shù)以及超聲顯微鏡問世。在50年代，用脈沖反射法檢查疾病獲得了很大成功。同時也為多普勒技術(shù)及B型二維成像奠定了基礎(chǔ)。
    1967年，實(shí)時B型超聲成像儀問世，這是B型成像技術(shù)的重大進(jìn)步，超聲全息、陣列式換能器、電子聚焦等被廣泛研究，這一期間，多普勒技術(shù)被進(jìn)一步研究，用頻譜分析法研究血流的方式問世，60年代末，美日均研制成功壓電高分子聚合物PVF2（聚偏氟乙烯）換能器。
    70年代，以B超顯示為代表的超聲診斷技術(shù)發(fā)展極為迅速，特別是數(shù)字掃描變換器與處理器(DSC與DSP)的出現(xiàn)，把B超顯示技術(shù)推向了以計(jì)算機(jī)數(shù)字影像處理為主導(dǎo)的功能強(qiáng)、自動化程度高、影像質(zhì)量好的新水平。
    1980年，在美國，由于投入使用的超聲成像儀數(shù)量開始超過X線機(jī)，結(jié)束了X線統(tǒng)治影像診斷的近百年歷史，而宣稱進(jìn)入了“超聲醫(yī)學(xué)年”。雙功超聲診斷儀及彩色血流成像儀相繼被推出，多功能超聲成像儀器與多種專用顯像儀器競相發(fā)展，超聲探頭結(jié)構(gòu)及聲束時空處理技術(shù)發(fā)展迅速。機(jī)器更新?lián)Q代日趨頻繁。
    90年代，醫(yī)學(xué)超聲影像設(shè)備向兩極發(fā)展，一方面是價格低廉的便攜式超聲診斷儀大量進(jìn)入市場，另一方面是向綜合化、自動化、定量化和多功能等方向發(fā)展，介入超聲、全數(shù)字化電腦超聲成像、三維成像及超聲組織定性不斷取得進(jìn)展，使整個超聲診斷技術(shù)和設(shè)備呈現(xiàn)出持續(xù)發(fā)展的熱潮。
    在探頭方面，新型材料、新式換能器不斷推出，如高頻探頭、腔體探頭、高密度探頭相繼問世，進(jìn)一步提高了超聲診斷設(shè)備的檔次與水平。
    21世紀(jì)必將是醫(yī)學(xué)超聲技術(shù)蓬勃發(fā)展、日新月異的新世紀(jì)！
    二、醫(yī)學(xué)超聲成像的特點(diǎn)
    目前，超聲醫(yī)學(xué)成像診斷儀的種類非常繁多，它們的突出特點(diǎn)是：①對人體無損傷，這也是與X線診斷最主要的區(qū)別，因此特別適合于產(chǎn)科與嬰幼兒的檢查；②能方便地進(jìn)行動態(tài)連續(xù)實(shí)時觀察，在中檔以上的超聲診斷儀，多留有影像輸出接口，使影像易于采用多種形式（錄像、打印、感光成像、計(jì)算機(jī)存儲等）留存及傳輸與交流；③由于它可以采用超聲脈沖回聲方法進(jìn)行探查，所以特別適用于胸部臟器、心臟、眼科和婦產(chǎn)科的診斷，而對骨骼或含氣體的臟器組織如肺部，則能較好地成像，這與常規(guī)X線的診斷特點(diǎn)恰恰可以互相彌補(bǔ)；④從信息量的對比上看，超聲診斷儀采用的是計(jì)算機(jī)數(shù)字影像處理，目前較Ｘ線膠片記錄的影像信息量和清晰度稍低。
    三、超聲醫(yī)學(xué)影像設(shè)備分類
    超聲醫(yī)學(xué)影像設(shè)備根據(jù)其原理、任務(wù)和設(shè)備體系等，可以劃分為很多類型。
    1.以獲取信息的空間分類
    (1)一維信息設(shè)備  如A型、M型、D型。
    (2)二維信息設(shè)備  如扇形掃查B型、線性掃查B型、凸陣掃查B型等。
    (3)三維信息設(shè)備  即立體超聲設(shè)備。
    2.按超聲波形分類
    (1)連續(xù)波超聲設(shè)備  如連續(xù)波超聲多譜勒血流儀。
    (2)脈沖波超聲設(shè)備  如A型、M型、B型超聲診斷儀。
    3.按利用的物理特性分類
    (1)回波式超聲診斷儀  如A型、M型、B型、D型等。
    (2)透射式超聲診斷儀  如超聲顯微鏡及超聲全息成像系統(tǒng)。
    4.按醫(yī)學(xué)超聲設(shè)備體系分類
    (1)Ａ型超聲診斷儀  將產(chǎn)生超聲脈沖的換能器置于人體表面某一點(diǎn)上，聲束射入體內(nèi)，由組織界面返回的信號幅值，顯示于屏幕上，屏幕的橫坐標(biāo)表示超聲波的傳播時間，即探測深度，縱坐標(biāo)則表示回波脈沖的幅度（amplitude），故稱A型。
    (2)Ｍ型超聲診斷儀  將A型方法獲取的回波信息，用亮度調(diào)制方法，加于CRT陰極（或柵極）上，并在時間軸上加以展開，可獲得界面運(yùn)動（motion）的軌跡圖，尤其適合于心臟等運(yùn)動器官的檢查。
    (3)Ｂ型超聲診斷儀  又稱B型超聲斷面顯像儀，它用回波脈沖的幅度調(diào)制顯示器亮度，而顯示器的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)則與聲速掃描的位置一一對應(yīng)，從而形成一幅幅亮度（brightness）調(diào)制的超聲斷面影像。故稱B型。B型超聲診斷儀又可分為如下幾類：①扇形掃描B型超聲診斷儀----包括高速機(jī)械扇形掃描、凸陣扇形掃描、相控陣扇形掃描等；②線性掃描B型超聲診斷儀；③復(fù)合式B型超聲診斷儀----它包括線性掃描與扇形掃描的復(fù)合以及A型、B型、D型等工作方式的復(fù)合，極大地增強(qiáng)了B型超聲設(shè)備的功能。
    (4)Ｄ型超聲多普勒診斷儀  利用多普勒效應(yīng)，檢測出人體內(nèi)運(yùn)動組織的信息，多普勒檢測法又有連續(xù)波多普勒（CW）和脈沖多普勒（PW）之分。
    (5)Ｃ型和Ｆ型超聲成像儀  C型探頭移動及其同步掃描呈“Z”字形，顯示的聲像圖與聲束的方向垂直，即相當(dāng)于X線斷層像，F(xiàn)型是C型的一種曲面形式，由多個切面像構(gòu)成一個曲面像，近似三維圖像。
    (6)超聲全息診斷儀  它沿引于光全息概念，應(yīng)用兩束超聲波的干涉和衍射來獲取超聲波振幅和相位的信息，并用激光進(jìn)行重現(xiàn)出振幅和相位。
    (7)超聲ＣＴ  超聲CT是X-CT理論的移植和發(fā)展，用超聲波束代替X射線，并由透射數(shù)據(jù)進(jìn)行如同X-CT那樣的影像重建，就成為超聲CT，其優(yōu)點(diǎn)：①無放射線損傷；②能得到與X-CT及其它超聲方法不同形式的診斷信息。
總之，隨著醫(yī)學(xué)進(jìn)步和超聲技術(shù)的發(fā)展，多種新型的醫(yī)用超聲設(shè)備將不斷涌現(xiàn)。本章將主要就A型、B型、D型等超聲設(shè)備做一些簡要的介紹。