生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)四—生物醫(yī)學(xué)圖象

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1、生物醫(yī)學(xué)圖象(BiomedicalImage)生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)（四）超聲醫(yī)學(xué)成象林江莉（2007.11）Imagingtechnologiesarechangingthewayscienceisdone(R.P.Crease,Science,Vol.261,July1993)9/21/20211四川大學(xué)材料學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系超聲醫(yī)學(xué)成象醫(yī)學(xué)超聲是超聲物理學(xué)、電子探測技術(shù)和生物醫(yī)學(xué)在發(fā)展中相互滲透的產(chǎn)物，具有理、工、醫(yī)相結(jié)合的特點(diǎn)。其研究包括基礎(chǔ)物理理論研究、儀器工程開發(fā)、圖像處理、換能材料研究等相互聯(lián)系又相互促進(jìn)的多個(gè)方面。它以研究超

2、聲波與生物組織媒質(zhì)互作用規(guī)律和生物效應(yīng)為理論基礎(chǔ)，以研制先進(jìn)的生物醫(yī)學(xué)超聲儀器為工具，應(yīng)用于診斷、康復(fù)、監(jiān)護(hù)、普查人體疾病。9/21/20212四川大學(xué)材料學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系主要內(nèi)容一、發(fā)展簡史和發(fā)展概況二、超聲醫(yī)學(xué)圖象的特點(diǎn)三、超聲成像物理原理概述四、超聲成像系統(tǒng)的構(gòu)成五、超聲探頭與壓電效應(yīng)六、超聲成像工作方式七、B超成像原理八、超聲醫(yī)學(xué)成象的新進(jìn)展9/21/20213四川大學(xué)材料學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系一、發(fā)展簡史和發(fā)展概況1917年，壓電超聲輻射器發(fā)明，開創(chuàng)超聲探測。（超聲探測水下潛艇）1928年，德國有了超聲治療機(jī)發(fā)明專利1939年

3、，有了應(yīng)用超聲治療效果的報(bào)告，超聲對于關(guān)節(jié)炎和神經(jīng)痛等疾病療效顯著。發(fā)展起了超聲治療學(xué)40年代，超聲脈沖回聲法取代了透射法。A型超聲診斷研制成功，開始超聲診斷學(xué)50年代，A型超聲診斷獲得推廣應(yīng)用。M型超聲心功儀發(fā)明用于臨床診斷9/21/20214四川大學(xué)材料學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系一、發(fā)展簡史和發(fā)展概況60年代，B型超聲診斷儀發(fā)明。各種醫(yī)用超聲新技術(shù)，如超聲多普勒技術(shù)、超聲全息．超聲顯微鏡等開始發(fā)展。70年代，進(jìn)入了蓬勃發(fā)展時(shí)期。B型超聲顯像儀不斷更新?lián)Q代，同時(shí)超聲CT，超聲刀和超聲加熱治癌研究不斷發(fā)展80年代，彩色多普勒血流技術(shù)迅速發(fā)展，

4、3D超聲診斷的研究開始80年代以來超聲診斷的發(fā)展特點(diǎn)是由體表診斷向內(nèi)窺診斷，出單參數(shù)診斷發(fā)展到多參數(shù)診斷，由定性觀察向組織定征發(fā)展，由臨床診斷向健康普查發(fā)展。9/21/20215四川大學(xué)材料學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系一、發(fā)展簡史和發(fā)展概況40年代探索階段50年代A型、M型超聲儀70年代灰階實(shí)時(shí)超聲（B型）雙功能超聲儀（B型+頻譜）80年代彩色多普勒超聲儀（B型+彩色+頻譜）90年代新技術(shù)（超聲造影、諧波成像、超高頻探頭、三維超聲等）9/21/20216四川大學(xué)材料學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系開端1942—Dr.KarlTheodoreDussik(19

5、08-)第一個(gè)發(fā)表，用超聲波透射腦部KarlTheodoreDussik(1908-)Dussik的腦部影像9/21/20217四川大學(xué)材料學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系History：B-Mode出現(xiàn)1949—Dr.DouglassHowry,W.RoderickBliss與GeraldPosakony開發(fā)出用人體的反射聲波成像之B-mode系統(tǒng)9/21/20218四川大學(xué)材料學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系History：A-Mode1951--Dr.JohnJulianWild用A-mode超音波掃描人體9/21/20219四川大學(xué)材料學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系

6、History：接觸皮膚的B-mode1958—Dr.IanDonald與電機(jī)工程師TomBrown開發(fā)出接觸皮膚的B-mode超聲波探頭19/21/202110四川大學(xué)材料學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系History：末梢血管的血液流動(dòng)1959—Dr.ShigeoSatomura(里村茂夫)與Dr.ZiroKaneko首先發(fā)表用Doppler檢查末梢血管的血液循環(huán)9/21/202111四川大學(xué)材料學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系History：胎兒心臟檢查1964—武漢醫(yī)學(xué)院之王新房及蕭濟(jì)鵬醫(yī)生首先發(fā)表用M-mode檢查胎兒心臟9/21/202112四川大學(xué)

7、材料學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系History：3D1984—Dr.KazunoriBaba(馬場一憲)首先開發(fā)出3D超音波影像1996--Dr.KazunoriBaba與ALOKA合作，發(fā)表實(shí)時(shí)3D超音波影像9/21/202113四川大學(xué)材料學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系二、超聲醫(yī)學(xué)圖象的特點(diǎn)無傷害性局部成像可以動(dòng)態(tài)顯示體內(nèi)器官的活動(dòng)情況血流顯示目前心臟功能評價(jià)和心臟疾病診斷的主要手段分辨率低圖象質(zhì)量差SpecklenoiseDynamicrange9/21/202114四川大學(xué)材料學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系三、超聲成像物理原理概述采用頻率高于聲波頻率的超聲波(

8、typicallyabove1MHz)，醫(yī)用頻率2.5—13MHz(常用2.5—5MHz)超聲是機(jī)械波，由物體機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生，用壓電晶體產(chǎn)生超聲波進(jìn)入人體的超聲波遇到密度變化的組織界面時(shí)，產(chǎn)生較強(qiáng)的回波信號記錄回波（Ech