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2超声医学成像技术的发展历史

2超声医学成像技术的发展历史

超声显像是50年代后期发展起来的一种新型非创伤性诊断的临床

医学新技术。它是研究和运用超声波的物理特性、成像原理以及人体

组织器官的解剖、生理、病理特征和临床医学基础知识，以观察人体

组织、器官形态和功能变化的声像表现，然后分析归纳，探讨疾病的

发生发展规律，从而达到诊断与治疗疾病的目的。

早在1942年奥地利K.TDussik使用A型超声装置来穿透性探测

颅脑，并于1949年成功地获得了头部(包括脑室)的超声图象11110

1951年Wild和Reid首先应用A型超声对人体检测并报道了了乳腺

癌的回声图象[l2】。1954年Donald应用超声波作妇产科检查，随后

开始用于腹部器官的超声检查。1965年Lallagen首先应用Doppler

法检测胎心及某些血管疾病。1973年荷兰Bon首先报道实时超声显像

仪，它是最早真正用于检查诊断心脏病的切面实时超声显像仪[}31a

70年代脉冲多普勒与二维超声结合成双功能超声显像，能选择性获得

取样部位的血流频谱。快速傅立叶变换技术的应用，使得超声成像可

以取得某些以前只有用侵入性方法才能获得的血流动力学数据。80年

代以来，超声诊断技术不断发展，应用数字扫描转换成像技术，图象

的清晰度和分辨率进一步提高。脉冲与连续频谱多普勒联合应用，近

一步提高了诊断的准确性。80年代彩色多普勒新技术的兴起，能实时

地获取异常血流的直观图象，不仅在诊断心脏瓣膜疾病与先天性心脏

疾病方面显示了独特的优越性，而且可以用于检测大血管、周围血管

与脏器血管的病理改变，在临床上具有重要的意义。1992年

McDicken等人率先提出多普勒组织成像技术，随后此技术被广泛应

用于临床分析心肌活动的功能，为临床心脏疾病的诊断与治疗提供了

一种安全简便、无创的检测手段[(81。自60年代开始萌芽的三维超声

技术在90年代开始成熟，出现了一些商业系统，并逐步用于临床，在

很多应用领域表现出了优于传统二维超声的特性。近年来，超声医学

成像技术处于快速发展中，很多新技术，如造影成像、谐波成像、心

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内超声成像等技术都在临床上得到了应用。

纵观超声医学成像技术的发展历史，可以看出超声医学成像技术

沿着从低维到高维(一维、二维到三维和动态三维，即四维)和从解剖结

构到功能成像的道路在发展。所以，本论文所研究的超声心脏图象的

多维多参数功能重建符合超声医学成像技术的发展规律。

无论是一维、二维还是三维超声成像系统，其成像原理都是脉冲

回波成像。而且，现有的绝大多数的三维超声系统，均是利用一系列

二维B-Scan图象经后处理方式重建后得到三维图象，考虑到系统的通

用性以及一些技术上的问题，一般不会直接从超声探头获取信号并做

低层次的处理，所以，现有的三维超声系统的性能和技术特性受到传

统二维超声的限制，在二维超声中存在的伪像必然要影响到后继的三

维重建过程。因此，下面将简要介绍脉

冲回波成像原理以及一些常见的医学超声断层成像技术。

2.1脉冲回波成像原理

超声显像系统一般由换能器(探头)、发射电路、接受电路和显示系

统等主要部分组成。也可分为主机和探头两大部分。由具有压电效应

的天然或人工材料制成压电晶片所构成的探头，其内加