生物医学工程基础四—生物医学图象

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1、生物医学图象(BiomedicalImage)生物医学工程基础（四）超声医学成象林江莉（2007.11）Imagingtechnologiesarechangingthewayscienceisdone(R.P.Crease,Science,Vol.261,July1993)9/21/20211四川大学材料学院生物医学工程系超声医学成象医学超声是超声物理学、电子探测技术和生物医学在发展中相互渗透的产物，具有理、工、医相结合的特点。其研究包括基础物理理论研究、仪器工程开发、图像处理、换能材料研究等相互联系又相互促进的多个方面。它以研究超

2、声波与生物组织媒质互作用规律和生物效应为理论基础，以研制先进的生物医学超声仪器为工具，应用于诊断、康复、监护、普查人体疾病。9/21/20212四川大学材料学院生物医学工程系主要内容一、发展简史和发展概况二、超声医学图象的特点三、超声成像物理原理概述四、超声成像系统的构成五、超声探头与压电效应六、超声成像工作方式七、B超成像原理八、超声医学成象的新进展9/21/20213四川大学材料学院生物医学工程系一、发展简史和发展概况1917年，压电超声辐射器发明，开创超声探测。（超声探测水下潜艇）1928年，德国有了超声治疗机发明专利1939年

3、，有了应用超声治疗效果的报告，超声对于关节炎和神经痛等疾病疗效显著。发展起了超声治疗学40年代，超声脉冲回声法取代了透射法。A型超声诊断研制成功，开始超声诊断学50年代，A型超声诊断获得推广应用。M型超声心功仪发明用于临床诊断9/21/20214四川大学材料学院生物医学工程系一、发展简史和发展概况60年代，B型超声诊断仪发明。各种医用超声新技术，如超声多普勒技术、超声全息．超声显微镜等开始发展。70年代，进入了蓬勃发展时期。B型超声显像仪不断更新换代，同时超声CT，超声刀和超声加热治癌研究不断发展80年代，彩色多普勒血流技术迅速发展，

4、3D超声诊断的研究开始80年代以来超声诊断的发展特点是由体表诊断向内窥诊断，出单参数诊断发展到多参数诊断，由定性观察向组织定征发展，由临床诊断向健康普查发展。9/21/20215四川大学材料学院生物医学工程系一、发展简史和发展概况40年代探索阶段50年代A型、M型超声仪70年代灰阶实时超声（B型）双功能超声仪（B型+频谱）80年代彩色多普勒超声仪（B型+彩色+频谱）90年代新技术（超声造影、谐波成像、超高频探头、三维超声等）9/21/20216四川大学材料学院生物医学工程系开端1942—Dr.KarlTheodoreDussik(19

5、08-)第一个发表，用超声波透射脑部KarlTheodoreDussik(1908-)Dussik的脑部影像9/21/20217四川大学材料学院生物医学工程系History：B-Mode出现1949—Dr.DouglassHowry,W.RoderickBliss与GeraldPosakony开发出用人体的反射声波成像之B-mode系统9/21/20218四川大学材料学院生物医学工程系History：A-Mode1951--Dr.JohnJulianWild用A-mode超音波扫描人体9/21/20219四川大学材料学院生物医学工程系

6、History：接触皮肤的B-mode1958—Dr.IanDonald与电机工程师TomBrown开发出接触皮肤的B-mode超声波探头19/21/202110四川大学材料学院生物医学工程系History：末梢血管的血液流动1959—Dr.ShigeoSatomura(里村茂夫)与Dr.ZiroKaneko首先发表用Doppler检查末梢血管的血液循环9/21/202111四川大学材料学院生物医学工程系History：胎儿心脏检查1964—武汉医学院之王新房及萧济鹏医生首先发表用M-mode检查胎儿心脏9/21/202112四川大学

7、材料学院生物医学工程系History：3D1984—Dr.KazunoriBaba(马场一宪)首先开发出3D超音波影像1996--Dr.KazunoriBaba与ALOKA合作，发表实时3D超音波影像9/21/202113四川大学材料学院生物医学工程系二、超声医学图象的特点无伤害性局部成像可以动态显示体内器官的活动情况血流显示目前心脏功能评价和心脏疾病诊断的主要手段分辨率低图象质量差SpecklenoiseDynamicrange9/21/202114四川大学材料学院生物医学工程系三、超声成像物理原理概述采用频率高于声波频率的超声波(

8、typicallyabove1MHz)，医用频率2.5—13MHz(常用2.5—5MHz)超声是机械波，由物体机械振动产生，用压电晶体产生超声波进入人体的超声波遇到密度变化的组织界面时，产生较强的回波信号记录回波（Ech