醫(yī)學超聲學是一門將聲學中的超聲（ultrasound）學與醫(yī)學應用結合起來形成的邊緣科學，也是生物醫(yī)學工程學中重要的組成部分。振動與波的理論是它的理論基礎。醫(yī)學超聲學包括醫(yī)學超聲物理和醫(yī)學超聲工程兩個方面，醫(yī)學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)學超聲工程則是根據(jù)生物組織中超聲傳播的規(guī)律設計制造而用于醫(yī)學診斷和治療的設備。
    超聲醫(yī)學影像儀器涉及到微電子技術、計算機技術、信息處理技術、聲學技術及材料科學，是多學科邊緣交叉的結晶，是理工醫(yī)相互合作與相互滲透的結果。迄今超聲成像與X-CT、ECT及MRI已被公認為當代四大醫(yī)學成像技術。
    一、醫(yī)學超聲發(fā)展簡史
　　19世紀末至20世紀初，壓電效應和逆壓電效應相繼被發(fā)現(xiàn)，由此揭開了超聲技術發(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，法國艦隊屢遭德國潛艇攻擊而損失慘重。這一件件歷史事件驅使一些科學家開始致力于研究水下探測與定位技術。1917年，法國科學家保羅·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被成功地用于探測水下潛艇。20世紀30年代，超聲用于醫(yī)學治療和工業(yè)金屬探傷，從而使超聲治療在醫(yī)學超聲中最先獲得發(fā)展。
    1942年，Dussik和Fircstone首先把工業(yè)超聲探傷原理用于醫(yī)學診斷。用連續(xù)超聲波診斷顱腦疾病。1946年Fircstone等研究應用反射波方法進行醫(yī)學超聲診斷，提出了A型超聲診斷技術原理。
    1949年召開的第一次國際超聲醫(yī)學會議促進了醫(yī)學超聲的發(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，極大地促進了工業(yè)和醫(yī)學超聲技術的進一步發(fā)展。50年代末期，連續(xù)波和脈沖波多普勒（Doppler）技術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及B型二維成像奠定了基礎。
    1967年，實時B型超聲成像儀問世，這是B型成像技術的重大進步，超聲全息、陣列式換能器、電子聚焦等被廣泛研究，這一期間，多普勒技術被進一步研究，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超顯示技術推向了以計算機數(shù)字影像處理為主導的功能強、自動化程度高、影像質量好的新水平。
    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，結束了X線統(tǒng)治影像診斷的近百年歷史，而宣稱進入了“超聲醫(yī)學年”。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，超聲探頭結構及聲束時空處理技術發(fā)展迅速。機器更新?lián)Q代日趨頻繁。
    90年代，醫(yī)學超聲影像設備向兩極發(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展，使整個超聲診斷技術和設備呈現(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，進一步提高了超聲診斷設備的檔次與水平。
    21世紀必將是醫(yī)學超聲技術蓬勃發(fā)展、日新月異的新世紀！
    二、醫(yī)學超聲成像的特點
    目前，超聲醫(yī)學成像診斷儀的種類非常繁多，它們的突出特點是：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能方便地進行動態(tài)連續(xù)實時觀察，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、計算機存儲等）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線的診斷特點恰恰可以互相彌補；④從信息量的對比上看，超聲診斷儀采用的是計算機數(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)學影像設備分類
    超聲醫(yī)學影像設備根據(jù)其原理、任務和設備體系等，可以劃分為很多類型。
    1.以獲取信息的空間分類
    (1)一維信息設備  如A型、M型、D型。
    (2)二維信息設備  如扇形掃查B型、線性掃查B型、凸陣掃查B型等。
    (3)三維信息設備  即立體超聲設備。
    2.按超聲波形分類
    (1)連續(xù)波超聲設備  如連續(xù)波超聲多譜勒血流儀。
    (2)脈沖波超聲設備  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)學超聲設備體系分類
    (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上，聲束射入體內，由組織界面返回的信號幅值，顯示于屏幕上，屏幕的橫坐標表示超聲波的傳播時間，即探測深度，縱坐標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，可獲得界面運動（motion）的軌跡圖，尤其適合于心臟等運動器官的檢查。
    (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制顯示器亮度，而顯示器的橫坐標和縱坐標則與聲速掃描的位置一一對應，從而形成一幅幅亮度（brightness）調制的超聲斷面影像。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復合式B型超聲診斷儀----它包括線性掃描與扇形掃描的復合以及A型、B型、D型等工作方式的復合，極大地增強了B型超聲設備的功能。
    (4)Ｄ型超聲多普勒診斷儀  利用多普勒效應，檢測出人體內運動組織的信息，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)進行如同X-CT那樣的影像重建，就成為超聲CT，其優(yōu)點：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)學進步和超聲技術的發(fā)展，多種新型的醫(yī)用超聲設備將不斷涌現(xiàn)。本章將主要就A型、B型、D型等超聲設備做一些簡要的介紹。