超声的发展历程

超声（Ultrasound）是指振动频率高于20KHz的声波，具有穿透力强、方向性好的特点。在自然界中，一些动物利用超声探测周围的目标或障碍物，而这一点也给予了人类启示。随着19世纪末压电材料被发现并顺利实现产业化，超声在空间测距、目标探测等领域快速发展，诞生了类似声纳、医学影像这类跨时代的新应用。超声成像在医学当中的应用历史悠久，随着近几十年的飞速发展，已形成了成熟的成像处理流程。

第一次书面报道利用用声波进行空间定位可以追溯到1794年，LazaroSpallanzani(“Opus coli difisica”)分析了蝙蝠进行空间定位的基本机制，认为蝙蝠采用了的其他的机制来定位而不是采用视觉空间定位.

到了1880年，Galto创建和生产的设备能够产生40.000赫兹的频率的声波。同年，Jacques et Pierre Curie兄弟指出石英晶体的机械振动能够产生电力，现在这种现象被称为压电效应。JacquesetPierre Curie兄弟也发现了逆压电效应，石英晶体在电荷变化的作用下能够产生振动，形成超声波。1912年， Richardson基于超声波的概念发明了回声定位器，用于导航和检测在水里的物体。1929年，Sokolov提出了声音传播的理论，并且在30年代早期开始采用超声波检测金属结构内部的缺陷。1937年，Dussig兄弟试图利用超声波来显示脑室结构，但他们的尝试没有成功，因为超声波无法穿透骨质结构。1940年代Ludwig和Stuthers则开始使用脉冲超声波探测胆囊结石。在1956年，Ian Donald在实践中真正使用一维模式(A型超声) 来测量胎儿头部的顶叶直径。两年之后，Donald 和 Brown发布了女性生殖器肿瘤的超声图像。同一时期，Brown发明了所谓的“二维复合扫描仪”，,使检查者能够观察分析组织的密度，这通常被称为超声波在医学应用上的转折点。

1942年，奥地利医生首创性的把穿透式超声成像应用在了人类颅脑诊断当中，虽然该方法获得的颅脑图像成像效果很差，但是由于他创新地将超声成像引入到了临床医学诊断当中，该项工作仍被视为医学超声成像领域的里程碑。在此之后，随着超声理论研究的深入，不同的超声成像方法不断被提出、完善并走向商业化应用，并且直至今日仍有层出不穷的新型超声成像方法的面世。

 LazaroSpallanzani

超声在人体软组织中的传播速度平均值为1540m/s，这一数值每个超声医师都耳熟能详。可是，你知道是谁第一个测量出这一数值吗？乔治•路德维希（GeorgeDöring Ludwig ），就是他第一个测量出了人体软组织的超声波平均传播速度。这一数值一直沿用到今天。

乔治•路德维希于1944年在圣文森特学院获得化学学士学位，于1946年在宾夕法尼亚大学获得医学学位。毕业后，在1947年至1949年期间，路德维希在马里兰州贝瑟达的海军医学研究所担任中尉。在那里，他开始使用a型工业探伤设备(最初是用斯佩里反射镜)对动物组织进行实验。路德维希使用反射性脉冲回波超声方法，设计了一些实验来检测动物组织中异物的存在和位置，特别是对胆结石的定位，类似于雷达和声纳在探测外国船只和飞行物体时使用的方法。将超声波技术发展成一种实用的检测胆结石的技术。

1949年，他发表了一份长达49页的报告，系统介绍了利用超声脉冲回声技术实现人体内部器官和病变的定位和探测的方法，其中提到了超上在软组织中的平均速度的测定过程。知晓超声在软组织中的传播速度是超声定位的基础，可以说乔治•路德维希这一工作是后来各种超声诊断仪器应用的先驱工作。1950年，乔治•路德维希将这一工作发表在《美国声学会杂志》上。乔治•路德维希后来发明了一种叫做 "UltrasonicLocator"的商业化的超声诊断仪。

不过，乔治•路德维希显然不是一个商业人才，他的雄心勃勃的商业计划以失败而告终。之后，路德维希在麻省总医院等机构专注于代谢、内分泌和分子疾病，并在异常的血红素、卟啉、吲哚、钙磷酸盐代谢、甲状旁腺疾病和天生的代谢异常方面做出了特殊贡献。1973年，路德维希因突发脑出血而去世，年仅51岁。这位英年早逝的超声医学先驱没有赶上超声诊断的黄金年代。

超声波设备的商业使用可以追溯到1963年，此时，B模式(“辉度模式”)设备已经发明，使检查者能够获得可视化的直观的二维图像。到了1970年代年代中期，“灰阶”(Kossoff,Garrett))的引入，直接导致实时超声波扫描仪的发明。十年后，基于多普勒效应的设备的发明，使血液的流动变得可视化。超声诊断从结构评估进入了功能评估的时代。