医用超声技术

医用超声技术是利用超声波的有关物理特性为医学科学直接或间接服务的一种现代技术。医用超声技术包括：利用波动特性与组织对入射声的各种反应（作用），提取人体内部软组织回声波形的超声脉冲回波技术； 利用体内动目标回声的频移的超声多普勒诊断技术； 利用超声生物效应的超声治疗技术； 以及利用超声其他特性的医学应用技术等。
医用超声技术的发展开始于本世纪三十年代。在治疗方面，1932年Freundich K.Sollner等推荐超声用于体内组织加热，1945～1949年超声治疗推广应用。诊断方面，1942年Dussik K.T.用穿透式超声研究头部； 1949年Ludwig G.D.等用脉冲回声A型技术研究胆石及体内异物； Howry D.H.于1947年开始研究脉冲回声成象(B型)技术，并在1950年获得人体切面声象图； 1954年EdlerI.等应用M型法研究心脏活动，取名超声心动图； 1957年里村茂夫利用超声的多普勒(Doppler)效应研究心脏及血管病变。目前，医用超声技术已得到广泛应用，许多方法已在临床诊断和治疗中普及，超声实时灰阶成象技术、超声脉冲多普勒技术、超声计算机断层成象技术(CT)和超声全息等新技术，也在迅速发展或正在研究中。
医用超声技术的研究范围 医用超声技术是超声学、水声学、电子学、雷达技术、计算机技术、图象处理技术与医学中的形态学、生理学和临床诊断及治疗学等方面结合的边缘学科。其研究范围可分为：
❶超声物理基础：研究各种不同频率、不同声强、不同工作状态的超声波普遍的与特有的物理（化学）特性；
❷超声换能器：研究电能与超声能量之间相互转变的各种无机、有机材料的性能、加工工艺及其制成的器件（超声探头或声头）;
❸超声生物效应：研究超声入射（进入）生物体或人体组织后，超声所携带的能量作用于各种组织、细胞与亚细胞结构、大分子链等所产生的效果；
❹超声脉冲回声技术： 研究间歇式（脉冲）工作状态的超声在人体内部产生的回声用于诊断的技术；
❺超声多普勒技术：研究将脉冲式及（或）连续式入射超声受人体内脏器活动或血流作用而产生的回声频移用于诊断的技术；
❻超声CT:研究利用穿透式或反射式（回声）超声经人体组织后发生的声速衰减、声阻抗变化，进行计算机断层成象的技术；
❼超声全息： 应用激光全息原理，将穿透组织后的超声物体束与另一性能相同但未经物体的参考束相干后获得干涉条纹，再以激光照射提取干涉条纹内所携带的受检组织的三维信息，获得软组织声象图；
❽超声在医学上的应用：根据超声性质和生物效应，研究各种超声技术在诊断、治疗和研究工作的应用（或分析）原则及其应用范围；
❾超声的安全和防护：研究超声声强对生物组织的损害，确定其声强阈值，进而确定诊断和治疗中超声剂量，治疗中的规则和注意点，以及操作人员的防护等。
医用超声技术的特点 优点及尚存问题如下。
(1) 优点：
❶超声波的频率范围与声强范围较广，医学上可根据需要选择；
❷超声波为一种机械波，在低声强时无电离辐射，对组织无损伤或损伤小，而高声强聚焦时，又足以破坏组织；
❸回声诊断技术已与计算机技术和图象处理技术结合，容易取得各种数据；
❹超声诊断为一种非侵入性方法，并能解决许多软组织疾病的诊断，已为临床医师和病员普遍接受；
❺诊断和治疗技术容易掌握，设备小巧，一般不需屏蔽，对机房的要求相对较低。
(2) 存在问题：
❶超声（诊断）回波技术中应用频率不够高，故分辨率较低；
❷超声在人体中行进时，因声速变化而产生方向的不断改变（折射），使图象歪曲失真；
❸超声的一些物理特性产生图形伪差；
❹在气体及骨胳下方超声几乎无法透入；
❺除极少数诊断设备外，均依赖于操作者的手法和经验，难以进行技术标准化。
医用超声技术的展望 医用超声技术仍在发展，医用超声设备一直处在不断开发与更新中。
(1)在理论研究与技术发展方面的趋势是：
❶进一步提高轴向与侧向分辨力，改善图象质量；
❷超声诊断向定量化发展，测定显示被测组织的各种特性参数；
❸多种扫查技术相结合，扩展其功能；
❹用空间图形合成技术，获得更为完整的受检脏器或断层的切面；
❺用空间三维声象图，进行病灶的立体定位；
❻研究开发利用回声振幅以外的多种声学参数的超声技术；
❼非线性超声技术在医学领域内的开发研究。
(2)在临床研究方面的趋势是：
❶确定病变的原发脏器；
❷分析病灶在脏器中的定位；
❸从声象图或其他声学参数，分析其病理改变；
❹发展声象图鉴别诊断；
❺努力检出细小病灶及研究用其他医学成象方法难以显示的病种；
❻超声技术对成人及胎儿的生理学研究。