Siêu âm được đưa vào ứng dụng trong chẩn đoán y học từ năm 1942 bởi Dusik. Nguyên lý của siêu âm được dựa trên cơ sở vật lý học của sóng âm
Siêu âm là sóng âm có tần số trên 20 KHz, tai người không thể nghe được. Cũng như sóng âm siêu âm được biểu thị qua các chỉ số: tần số, bước sóng,chu kỳ, cường độ, tốc độ lan truyền…
Tần số dao động (F) là số cu kỳ dao động trong 1 giây
Bước sóng λ là độ dài của một chu kỳ dao động, nếu tần số cáng cao bước sóng càng ngắn
Tốc độ lan truyền của siêu âm (v) là độ dài mà siêu âm truyền qua một đơn vị thời gian (giây)
V= λx f
Độ trở kháng âm (I): mỗi một moi trường có cấu trúc, tính chất và mật độ khác nhau gây ra các cản trở vận tốc siêu âm khác nhau, sự cản trở đó gọi là trở âm
Độ trở kháng âm của môi trường tỷ lệ với mật độ môi trường và tốc độ lan truyền của siêu âm
Phản xạ của siêu âm tạo thành âm vang: khi một nguồn siêu âm lan truyền qua hai môi trường có trở kháng âm khác nhau sẽ tạo nên phản xạ siêu âm gọi là siêu âm vang và một phần xuyên qua môi trường và tuân theo định luật quang hình học.
Hệ số phản xạ: giữa hai môi trường khác nhau có hệ số phản xạ siêu âm riêng biệt , hệ số tùy thuộc vào mật độ, tốc độ lan truyền của siêu âm qua hai môi trường khác nhau
Hệ số lan truyền (t) trong một môi trường phụ thuộc hệ số phản xạ môi trường đó
Khúc xạ siêu âm cũng như ánh sáng khúc xạ, sự khúc xạ siêu âm làm lệnh nguồn siêu âm và ảnh hưởng tới âm vang phản xạ và kết quả chẩn đoán.Hiện tượng khúc xạ siêu âm phụ thuộc góc tới của chùm tia siêu âm và tốc độ siêu âm qua môi trường
Trong đó α1 là góc tới α2 là góc phản xạ
V1 V2 là tốc độ siêu âm trong môi trường 1 và 2
Tán xạ của siêu âm: là hiện tượng tán xạ của tia siêu âm khi gặp các cấu trúc nhỏ hoặc với bề mặt không đều. Khi đó tia siêu âm sẽ bị tán xạ đi khắp các hướng và chỉ có được một phần rất nhỏ chắn chắn tới được đầu dò.Tia tán xạ có giá trị quan trọng đánh giá các cấu trúc nhỏ và độ đồng đều của mô
Sự nhiễu xạ của siêu âm: hiện tượng này phụ thuộc vào khoảng cách đầu tới mặt phẳng thăm dò, phụ thuộc vào bước sóng siêu âm, đường kích nguồn phát và góc đọ chùm tia siêu âm phát ra.
Cường độ siêu âm: biểu thị bằng năng lương siêu âm tạo ra trong một đôn vị diện tích, cường độ siêu âm phụ thuộc vào hướng lan của siêu âm, tần số của siêu âm và trở kháng của môi trường.
Sự suy giảm của siêu âm là do:
Biến đổi năng lượng siêu âm bằng năng lượng nhiệt Hiện tượng khuyếch tán và tán sắc
Hiện tượng hấp phụ năng lượng của môi trường Độ suy giảm tín hiệu bằng dB
Độ suy giảm phụ thuộc vào môi trường của siêu âm truyền qua, tần số siêu âm,và hệ số hấp thụ của môi trường
Độ suy giảm biểu hiện ở cường độ siêu âm thấp dần
Siêu âm có vai trò quan trọng trong chẩn đoán bệnh lý cơ xương khớp, đặt biệt là bệnh lý phần mền. Siêu âm giúp chúng ta quan sát các cấu trúc gân, cơ dây chằng, màng hoạt dịch một cách dễ dàng. Từ đó giúp ta phát hiện các
tổn thương bệnh lý: viêm gân, đứt gân ,viêm màng hoạt dịch, tràn dịch màng khớp, viêm cơ , áp xe cơ, các khối u phần mền, kén bao hoạt dịch , máu tụ trong cơ…