超聲波，蝙蝠的饋贈

在醫學領域，超聲波享有“醫生的第二只聽筒”的美譽。但人類對超聲現象的認識，最初源于對自然界動物的觀察。很早以前，人們就注意到不少動物，例如蝙蝠、海豚、鯨以及一些鼠類，能夠運用某種神秘力量進行定位和彼此間的信息交流。最終揭開這個謎團的是18世紀意大利博物學家、生理學家拉扎羅·斯帕拉捷。他首次提出并驗證了超聲波的存在，引發他思考的就是蝙蝠的夜間飛行現象。

1793年的一個夏日，斯帕拉捷與往常一樣在晚餐后出門散步，他注意到在漆黑的夜晚，街道上飛行的蝙蝠能輕盈敏捷地飛翔，從來不會撞上墻壁或樹木。這個現象引起了他的好奇：蝙蝠憑借什么特殊的本領在夜空中自由自在地飛行呢？是它們有一雙比人類敏銳的眼睛嗎？實驗中，他蒙上蝙蝠的眼睛，它們依然能自由自在地盤旋在黑暗中。接下來，他嘗試堵住蝙蝠的鼻子、用油漆覆蓋它們的翅膀，蝙蝠們仍舊輕盈如常的表現簡直是對科學家種種努力的嘲笑。

最后，斯帕拉捷堵住了蝙蝠的耳朵，再把它們放飛夜空。這次，蝙蝠像無頭蒼蠅一樣在空中東碰西撞，并很快就跌落在地。斯帕拉捷頓時意識到，蝙蝠在夜間飛行、捕捉食物，原來是靠聽覺來辨別方向和確認目標的。

他的實驗揭開了蝙蝠飛行的秘密，后來的研究者在他的研究基礎上進一步發現：蝙蝠的喉嚨能發出人耳聽不到的超聲波。這種聲音沿著直線傳播，一碰到物體就像光照到鏡子上那樣反射回來，蝙蝠再用耳朵接收到這種超聲波，就能迅速做出判斷而改變飛行路線或定位獵物。蝙蝠發出的超聲波的頻率下限超過人的聽覺上限20000赫茲，因此人類無法聽到。斯帕拉捷為超聲波的研究提供了理論基礎。

超聲波技術很快就得到應用，卻始于第一次世界大戰的戰場上。法國物理學家朗之萬研究出一種水下發射的超聲波，當時稱為“聲吶”，用來探測敵方水下潛艇的位置及深度。

超聲波在醫學上的應用始于第二次世界大戰。當時奧地利處于被德國吞并的水深火熱之中，戰爭進行得異常激烈。在社會極其渴求醫療救護的環境下，1942年，奧地利的卡爾·西奧多·杜西克博士借鑒工業超聲探傷原理，運用A型超聲掃描患者腦部結構，以診斷顱腦疾病，為超聲波正式進入醫學領域拉開了序幕，他可謂醫學超聲診斷技術的鼻祖。此后，超聲檢查逐漸成為診斷學領域中非侵入性檢查的主要方法之一。

尤其是20世紀50年代英國醫生唐納德首次發現，用超聲波脈沖可沖破孕婦腹壁，用來探測腹中胎兒的情況，并在1958年公布了世界上第一幅胎兒超聲圖像。時至今日，醫生仍然需要借助超聲波觀察母親腹中胎兒的位置、生長發育和活動情況。當時可謂超聲波診斷技術發展的黃金時期。醫學超聲診斷技術經歷著巨變：從靜態圖像，到動態圖像，再到快速成像；從黑白圖像到彩色圖像；從二維圖像到三維圖像。

至今，超聲診斷大體上可分為A、B、M、D四種類型。最早應用于臨床診斷的是A型超聲診斷儀，根據探頭定點發射獲得的回波，可測得人體臟器的厚度、病灶在人體組織中的深度以及大小特征，而醫學界隨后發現A型回波對某些病變反映的特異性不夠突出，又缺乏解剖學特性，實時B型斷層顯像技術隨之應運而生。B型超聲診斷儀通過黑白影像顯示人體組織或臟器的二維超聲斷層圖，對于運動臟器，還可實現實時動態顯示，并根據正常組織結構內出現不正常的回聲來診斷疾病，極大地擴大了超聲波的臨床應用范圍。1954年，對于人體中的運動臟器如心臟、胎兒胎心、動脈血管等功能檢查時具有優勢的M型超聲診斷儀被首次運用于醫學。D型超聲成像診斷儀則更晚些面世，其應用多普勒效應原理，在血管疾病、心臟及婦產科的臨床檢查治療上提供了極大價值。

如今，超聲波開始超越診斷范疇，進入治療領域，如超聲藥物透入療法、超聲霧化吸入療法、超聲減肥、超聲碎石、超聲美容、高強度聚焦超聲治療癌癥以及用于腦手術、肝臟手術的超聲手術刀等。我們完全有理由相信，隨著醫學的進步和超聲技術的發展，更加新型的醫用超聲設備將不斷涌現，人類將迎來醫學超聲技術蓬勃發展的新時代。