Cơ chế phát sóng âm: Sóng âm được tạo ra do chuyển đổi năng lượng từ điện thành các sóng phát ra từ các đầu dò, có cấu trúc cơ bản là gốm áp điện (piezo-electric). Sóng âm thanh chỉ truyền qua vật chất mà không truyền qua được chân không, vì không có hiện tượng rung.

Một trong những đặc điểm cơ bản nhất là tần số sóng âm phụ thuộc vào bản chất của vật có độ rung khác nhau. Đơn vị đo tần số là Hertz, tức là số chu kỳ dao động trong một giây.

- Bản chất của Siêu âm: là các sóng âm dao động có tần số > 20.000Hz (20kHz). Trong lĩnh vực Y tế người ta dùng sóng âm với tần số từ 2 MHz đến 20 MHz (1 MHz = 10^9Hz) tùy theo yêu cầu thăm khám.

Tính chất của Siêu âm:

+ Sự suy giảm và hấp thu:

Trong môi trường có cấu trúc đồng nhất, sóng âm lan truyền theo đường thẳng, và bị mất năng lượng dần gọi là suy giảm. Sự suy giảm theo luật nghịch đạo của bình phương khoảng cách. Sự hấp thu quan trọng của năng lượng âm gặp vật chất tạo nhiệt. Tuy nhiên sự mất năng lượng trong siêu âm không giống bức xạ tia X, vì ở đây còn có hiệu ứng quang từ hoặc hiệu ứng Compton. Vận tốc truyền sóng âm phụ thuộc vào độ cứng và tỷ trọng của môi trường vật chất xuyên qua, trong cơ thể người: mỡ 1450; nước 1480; mô mềm 1540; xương 4100 m/s.

+ Sự phản xạ hay phản hồi:

Trong môi trường có cấu trúc không đồng nhất, một phần sóng âm sẽ phản hồi ở mặt phẳng thẳng góc với chùm sóng âm tạo nên âm dội hay âm vang (echo), phần còn lại sẽ lan truyền theo hướng của chùm sóng âm phát ra. Như vậy, ở đường ranh giới giữa hai môi trường có trở kháng âm (acoustic impedance), ký hiệu là Z, Z khác nhau tùy thuộc cấu trúc của vật chất đặc biệt là số nguyên tử. Sóng phản hồi sẽ thu nhận bởi đầu dò, sau đó được xử lý trong máy và truyền ảnh lên màn hình (display), hoặc ghi lại trên phim, giấy in hoặc trên băng đĩa từ. Tất nhiên các sóng phản hồi không được thu nhận bởi đầu dò sẽ bị biến mất theo luật suy giảm.

+ Sự khúc xạ, nhiễu âm:

Khi chùm sóng đi qua mặt phẳng phân cách với một góc nhỏ, chùm âm phát ra sẽ bị thụt lùi một khoảng so với chùm âm tới còn gọi là nhiễu âm. Chính điều này sẽ tạo ra ảnh giả.

Phân loại máy siêu âm.

Máy siêu âm được chia thành nhiều chủng loại khác nhau tùy vào hình dạng, công nghệ, phạm vi ứng dụng…

Theo hình dạng cấu trúc: máy siêu âm xe đẩy, máy siêu âm xách tay (để bàn), máy siêu âm cầm tay.

Theo công nghệ: Máy siêu âm đen trắng, máy siêu âm màu, máy siêu âm Doppler, máy siêu âm 3D/4D...

Theo phạm vi ứng dụng: Máy siêu âm tim mạch, máy siêu âm tổng quát, máy siêu âm sản/phụ khoa…

Cấu tạo máy siêu âm

Các bộ phận của máy siêu âm:

- Đầu dò: phát và thu nhận sóng siêu âm.

- Hệ thống xử lý tín hiệu (phần cứng + phần mềm): xử lý các tín hiệu thu được từ đầu dò, tái tạo hình ảnh và hiển thị lên màn hình.

- Hệ thống nhập liệu, tương tác: bao gồm bàn phím chức năng và trackball (hoặc màn hình cảm ứng - nếu có), sử dụng để nhập liệu bệnh nhân, lựa chọn thông số, chuyển đổi đầu dò…

- Màn hình: hiển thị hình ảnh siêu âm sau khi xử lý (một số dòng siêu âm cao cấp có thêm màn hình cảm ứng để tăng tốc độ và khả năng tương tác trong quá trình siêu âm)

- Máy in: in kết quả siêu âm (sử dụng máy in nhiệt hoặc máy in thông thường qua máy tính).