초음파는 인체에 투사시켜 검출하므로서 초음파 영상을 얻는다. 복부장기, 혈관 등 연부조직의 진단에 유용하게 이용되고 있다.
초음파 촬영의 원리
초음파 영상이 만들어지는 기전은 음파의 생성, 에코의 수신, 해석의 3단계로 이루어진다.
음파의 생성
초음파촬영은 펄스-에코(pulse-echo)의 원리를 이용한다. 초음파 탐촉자(prove, 또는 트랜스듀스 transducer)내에는 압전결정체(piezoelectric crystal)가 들어있는데, 이는 기하학적 형태로 배열된 수많은 쌍극자(dipole)로 형성되어 있다. 만일 순간적인 전압을 가하면 결정체의 두께가 변하면서(진동하면서) 초음파를 발생한다. 초음파의 짧은 펄스가 체내로 발사되면 이 펄스는 체내의 어느 반사면과 만날 때까지 일정한 속도로 조직 속을 진행한다. 반사면에 부딪히면 초음파속(ultrasound beam)의 일부는 진원 쪽으로 반사되는데, 이것이 에코이다.(물론 나머지는 다음의 반사면과 만날 때까지 계속 진행한다.) 초음파의 조직과의 상호작용은 반사(reflection), 굴절(refraction), 흡수(absorption)로 대별할 수 있는데 그 중 반사가 초음파영상 형성의 기초가 된다, 반사, 즉 에코생성은 서로 성질이 다른 조직 간의 경계면(이를 초음파 계면이라 한다.)에서 발생하는데 매우 작은 밀도의 차이라도 계면을 만든다. 즉 물, 혈구, 지방, 간세포, 담즙, 담관벽과 결체조직이나 섬유조직 모두가 계면을 만들 만큼 서로 다른 밀도를 가지고 있다. 여기서 조직의 성질이라 함은 그 조직의 음향저항(acoustic impedance)을 말하며 밀도와 음파 속도의 곱으로 결정된다. 음향저항의 차이가 클수록 반사가 증가한다.
대부분의 연부조직은 서로 작은 차이를 보이고 있지만 공기와 뼈는 매우 큰 차이를 보임을 알 수 있다. 따라서 공기나 뼈와의 계면에서는 대부분의 초음파가 반사되고 그 뒤는 볼 수 없게 된다. 반사에 의한 에코가 초음파 탐촉자에 도달하면 압전결정체(기계적 압력을 전기적 신호로 변환시킨다는 의미)에 의해 전기적 신호로 변환되어 감지되고, 아울러 되돌아오는 데 걸린 시간을 거리로 환산하여 텔레비전 수상기 위 적절한 위치에 그 강도를 나타내게 된다. 진단 목적의 초음파 장치에서는 3.5~10MHz의 주파수를 사용하는데 주파수가 높아질수록 음속의 방향성이 생기고 해상력은 증가하지만 투과력이 줄어들어 검사할 수 있는 깊이가 얕아지는 단점이 있다.