Czym jest ultradźwięk

Czym jest ultradźwięk
Czym jest ultradźwięk

Ultradźwięki od ponad wieku stanowią jedno z najciekawszych narzędzi w nauce i technice. Choć na co dzień pozostają niesłyszalne dla ludzkiego ucha, ich zastosowania rozciągają się od medycyny, przez przemysł, aż po badania struktury materii i zaawansowane systemy komunikacji w świecie zwierząt. Zrozumienie natury fal ultradźwiękowych wymaga sięgnięcia zarówno do fizyki klasycznej, jak i współczesnej inżynierii materiałowej, akustyki oraz informatyki.

Podstawy fizyczne i właściwości ultradźwięków

Fale ultradźwiękowe to fale mechaniczne o częstotliwości wyższej niż górna granica słyszalności człowieka, czyli powyżej około 20 kHz. W przeciwieństwie do fal elektromagnetycznych, ultradźwięki wymagają do propagacji ośrodka materialnego: gazu, cieczy lub ciała stałego. Ich natura wynika z gęstościowego i ciśnieniowego zaburzenia ośrodka, które rozprzestrzenia się z określoną prędkością zależną od właściwości materiału.

Kluczowe znaczenie ma tu pojęcie częstotliwości. Im wyższa częstotliwość fali, tym krótsza długość fali, a więc tym mniejsza struktura może być obrazowana, analizowana czy wykrywana za pomocą ultradźwięków. Z drugiej strony wyższa częstotliwość oznacza silniejsze tłumienie w większości ośrodków, co ogranicza zasięg penetracji. Dlatego dobór częstotliwości jest zawsze kompromisem między rozdzielczością a głębokością wnikania.

Istotnym parametrem opisującym propagację jest prędkość dźwięku. W powietrzu w temperaturze pokojowej wynosi ona około 343 m/s, jednak w wodzie jest już niemal czterokrotnie większa, a w ciałach stałych, szczególnie metalach, może osiągać kilka tysięcy metrów na sekundę. Różnice te mają fundamentalne znaczenie zarówno dla projektowania aparatury ultradźwiękowej, jak i dla interpretacji wyników pomiarów. Zależność między prędkością dźwięku, częstotliwością i długością fali opisywana jest prostym równaniem: v = λ · f, gdzie v to prędkość, λ długość fali, a f częstotliwość.

Fale ultradźwiękowe, podobnie jak inne fale mechaniczne, podlegają zjawiskom odbicia, załamania, rozproszenia i interferencji. Na granicy dwóch ośrodków o różnej impedancji akustycznej część fali ulega odbiciu, a część przechodzi dalej. Różnica impedancji decyduje o tym, jak silne będzie odbicie. Ta właściwość jest wykorzystywana między innymi w medycznych oraz przemysłowych metodach obrazowania, gdzie różnice w strukturze i składzie materiału generują odmienne echo ultradźwiękowe.

Sama amplituda fali, czyli maksymalne wychylenie ciśnienia lub gęstości, przekłada się na intensywność ultradźwięków i ich zdolność do wywoływania efektów mechanicznych w ośrodku. W niskich intensywnościach ultradźwięki są stosunkowo bezpieczne biologicznie i mogą służyć głównie do celów diagnostycznych. W wysokich intensywnościach generują znaczące zjawiska nieliniowe, w tym kawitację, która jest podstawą wielu zastosowań technologicznych i terapeutycznych.

Matematyczny opis rozchodzenia się ultradźwięków opiera się na równaniu falowym oraz na równaniach akustyki liniowej. W bardziej złożonych przypadkach konieczne jest uwzględnienie nieliniowości, dyssypacji energii, a także rozpraszania na niejednorodnościach. Rozwiązanie tych równań, zwłaszcza w rzeczywistych układach złożonych geometrycznie, wymaga stosowania zaawansowanych metod numerycznych, takich jak metoda elementów skończonych czy metoda różnic skończonych.

W odróżnieniu od słyszalnych fal akustycznych, ultradźwięki pozwalają na precyzyjną lokalizację drobnych struktur dzięki możliwości generowania bardzo krótkich impulsów. Czas powrotu echa od przeszkody, pomnożony przez znaną prędkość rozchodzenia się dźwięku, daje bezpośrednią informację o odległości badanego obiektu. Zjawisko to tworzy podstawę wielu technik obrazowania i pomiaru, w tym sonarów oraz diagnostyki medycznej.

Generowanie, detekcja i rodzaje ultradźwięków

Współczesne techniki generowania ultradźwięków opierają się przede wszystkim na zjawisku piezoelektrycznym. Kryształy piezoelektryczne, takie jak kwarc czy ceramiki PZT, odkształcają się mechanicznie pod wpływem przyłożonego pola elektrycznego. Z kolei odwrotne zjawisko sprawia, że odkształcenia mechaniczne indukują na ich elektrodach napięcie. Pozwala to tworzyć przetworniki, które zamieniają sygnał elektryczny na falę ultradźwiękową i odwrotnie.

Projektowanie przetworników piezoelektrycznych jest jednym z kluczowych obszarów inżynierii ultradźwiękowej. Kształt, rozmiar i sposób mocowania kryształu decydują o charakterystyce częstotliwościowej, efektywności konwersji energii oraz kierunkowości wiązki ultradźwiękowej. W zastosowaniach medycznych używa się często matryc wieloelementowych, w których fazowe sterowanie poszczególnymi elementami umożliwia elektroniczne ogniskowanie i skanowanie wiązki bez potrzeby mechanicznego ruchu głowicy.

Alternatywą wobec przetworników piezoelektrycznych są rozwiązania oparte na zjawisku magnetostrykcji oraz nowe klasy materiałów, w tym polimery i tzw. metamateriały akustyczne. Magnetostrykcja polega na zmianie wymiarów materiału ferromagnetycznego pod wpływem pola magnetycznego, co może być wykorzystane do generowania drgań ultradźwiękowych. Choć tego typu przetworniki są zwykle bardziej masywne, charakteryzują się dużą wytrzymałością, co znajduje zastosowanie w przemyśle ciężkim.

Detekcja ultradźwięków najczęściej odbywa się za pomocą tych samych przetworników, które służą do ich generowania. Głowica ultradźwiękowa pracuje więc w trybie nadawczo-odbiorczym: wysyła impuls i rejestruje echo. W systemach sonarowych stosuje się często sieci hydrofonów, które umożliwiają określanie kierunku nadchodzącej fali ultradźwiękowej na podstawie różnic czasu dotarcia sygnału do poszczególnych czujników.

Bardzo istotny jest podział ultradźwięków ze względu na ich zastosowanie i charakter propagacji. Wyróżnia się między innymi fale objętościowe, które rozchodzą się wewnątrz ośrodka, oraz fale powierzchniowe, takie jak fale Rayleigha, biegnące po powierzchni ciał stałych. Te ostatnie odgrywają ważną rolę w badaniach defektoskopowych, gdyż są wrażliwe na pęknięcia, korozję i inne nieciągłości zlokalizowane przy powierzchni materiału.

Inny podział dotyczy sposobu pracy urządzeń ultradźwiękowych. Można mówić o systemach impulsowo-odzewowych, w których wysyła się pojedynczy impuls i mierzy czas powrotu echa, oraz systemach ciągłych, bazujących na fali o stałej częstotliwości. Te drugie są często stosowane w pomiarach prędkości przepływu, gdzie analizuje się przesunięcie dopplerowskie częstotliwości sygnału odbitego przez poruszające się cząstki w płynie.

Ultradźwięki różnią się też zakresem mocy. W zastosowaniach diagnostycznych dąży się do minimalizacji energii fali, aby uniknąć niepożądanych efektów biologicznych, takich jak nadmierne lokalne nagrzewanie tkanek. W zastosowaniach technologicznych stosuje się natomiast wysokie intensywności, umożliwiające wywoływanie kawitacji, mikromieszania czy precyzyjnych drgań wykorzystywanych na przykład w procesach spawania ultradźwiękowego.

Rozwój technik pomiarowych sprawił, że współczesne systemy ultradźwiękowe często integruje się z zaawansowaną elektroniką cyfrową. Przetworniki sygnałów analogowych na cyfrowe, procesory sygnałowe oraz algorytmy przetwarzania danych pozwalają nie tylko rejestrować, ale również filtrować, wzmacniać, a nawet rekonstrukować zaawansowane obrazy i mapy właściwości badanych obiektów. Zwiększa to znacząco precyzję oraz niezawodność metod ultradźwiękowych w nauce i przemyśle.

Zastosowania ultradźwięków w nauce, medycynie i przemyśle

Jednym z najbardziej znanych zastosowań ultradźwięków jest diagnostyka medyczna, szczególnie obrazowanie ultrasonograficzne. Przetwornik przykładany do skóry wysyła krótkie impulsy ultradźwiękowe, które odbijają się od granic między tkankami o różnej impedancji akustycznej. Powracające echo jest rejestrowane i przetwarzane na obraz dwuwymiarowy lub trójwymiarowy, przedstawiający struktury wewnątrz ciała. Zaletą tej metody jest brak promieniowania jonizującego, co czyni ją bezpieczną nawet dla kobiet w ciąży i noworodków.

Współczesne aparaty ultrasonograficzne umożliwiają nie tylko wizualizację statycznych struktur anatomicznych, ale również ocenę przepływu krwi dzięki wykorzystaniu zjawiska Dopplera. Analiza przesunięcia częstotliwości fali odbitej od poruszających się krwinek pozwala ocenić kierunek i prędkość przepływu w naczyniach. Jest to narzędzie niezwykle cenne w kardiologii i angiologii, gdzie umożliwia wykrywanie zwężeń tętnic, zakrzepów oraz innych patologii układu krążenia.

Odrębną, dynamicznie rozwijającą się dziedziną jest terapia ultradźwiękowa. Przy odpowiednio dobranych parametrach ultradźwięki mogą wywoływać lokalne podgrzewanie tkanek, modulować błony komórkowe lub powodować selektywne niszczenie komórek patologicznych. Techniki te wykorzystuje się między innymi w leczeniu nowotworów, rozbijaniu kamieni nerkowych oraz w neuromodulacji. Szczególnie interesującym kierunkiem jest tak zwane ogniskowane ultradźwiękowe leczenie o wysokiej intensywności (HIFU), w którym precyzyjnie skupiona wiązka pozwala niszczyć wybrane fragmenty tkanki bez uszkadzania otoczenia.

W przemyśle ultradźwięki są podstawą defektoskopii materiałowej. Fala ultradźwiękowa wprowadzona do badanego elementu metalowego odbija się od wewnętrznych pęknięć, wtrąceń czy porów, generując charakterystyczne echa. Analiza czasu i amplitudy tych sygnałów pozwala określić położenie i rozmiar nieciągłości, dzięki czemu możliwe jest wykrywanie usterek niewidocznych gołym okiem. Metoda ta jest szeroko stosowana w lotnictwie, energetyce i przemyśle zbrojeniowym, gdzie niezawodność elementów konstrukcyjnych ma znaczenie krytyczne.

Istotne znaczenie mają również ultradźwiękowe metody pomiaru grubości. Wysyłając impuls od jednej strony elementu i mierząc czas powrotu echa od przeciwległej powierzchni, można obliczyć grubość ścianki, nawet gdy dostęp jest tylko z jednej strony. Pozwala to monitorować korozję w rurociągach, zbiornikach czy konstrukcjach okrętowych, stanowiąc ważne narzędzie oceny bezpieczeństwa eksploatacji.

W naukach przyrodniczych ultradźwięki służą do badania struktury i właściwości materiałów w skali mikro i makro. Analiza prędkości propagacji fali i jej tłumienia umożliwia wyznaczanie modułów sprężystości, lepkości czy gęstości badanych próbek. W fizyce ciała stałego stosuje się techniki ultradźwiękowe do badania defektów sieci krystalicznej, faz przejściowych oraz dynamiki procesów dyfuzyjnych. W biologii ultradźwięki wykorzystywane są do śledzenia ruchu komórek, pęcherzyków gazowych czy mikrocząstek w płynach ustrojowych.

Godne uwagi są także zastosowania w chemii i technologii chemicznej. Ultradźwiękowe kąpiele czyszczące wykorzystują zjawisko kawitacji, w którym gwałtowne zapadanie się mikropęcherzyków w cieczy generuje lokalnie bardzo wysokie ciśnienia i temperatury. Efekt ten umożliwia usuwanie zanieczyszczeń z trudno dostępnych powierzchni, jak elementy precyzyjne, biżuteria czy komponenty elektroniczne. W skali laboratoryjnej i przemysłowej ultradźwięki przyspieszają procesy mieszania, emulgowania oraz niektóre reakcje chemiczne, wpływając na kinetykę i selektywność przemian.

W obszarze technologii produkcji ultradźwięki odgrywają ważną rolę w procesach spawania i zgrzewania materiałów polimerowych oraz metali o niewielkiej grubości. Wibracje ultradźwiękowe generują lokalne tarcie oraz nagrzewanie, co prowadzi do plastycznego łączenia elementów bez konieczności stosowania dodatkowego materiału spajającego. Metoda ta jest wydajna, energooszczędna i daje wysoką jakość połączeń, dlatego stosuje się ją między innymi w przemyśle motoryzacyjnym, elektronicznym i opakowaniowym.

W dziedzinie automatyki i robotyki niezwykle popularne stały się ultradźwiękowe czujniki odległości. Wysyłając krótki impuls i mierząc czas powrotu echa od przeszkody, urządzenie oblicza dystans na zasadzie podobnej do sonarów. Czujniki te wykorzystywane są w systemach parkowania samochodów, robotach mobilnych, urządzeniach bezpieczeństwa oraz w systemach monitoringu poziomu cieczy w zbiornikach. Są stosunkowo tanie, odporne na warunki środowiskowe i niewrażliwe na oświetlenie, co daje im przewagę nad czujnikami optycznymi w wielu aplikacjach.

Nauki o środowisku i oceanografii korzystają z ultradźwięków w badaniach dna morskiego, zasobów biologicznych i procesów hydrologicznych. Sonary wielowiązkowe tworzą trójwymiarowe mapy dna, wykrywają ławice ryb oraz monitorują osady denne. Ultradźwięki pomagają również w badaniu lodowców, struktury pokrywy lodowej i procesów erozyjnych, stanowiąc cenne źródło danych w analizach zmian klimatycznych.

Nie można pominąć faktu, że ultradźwięki odgrywają kluczową rolę w zachowaniu wielu gatunków zwierząt. Nietoperze, delfiny czy niektóre gatunki wielorybów używają echolokacji ultradźwiękowej do orientacji, polowania i komunikacji. Analiza tych sygnałów stanowi nie tylko fascynujący obszar badań zoologicznych, ale również inspiruje rozwój nowych technologii sonarowych oraz algorytmów przetwarzania sygnałów. Zrozumienie, w jaki sposób mózgi zwierząt interpretują złożone wzorce ech, wpływa na rozwój bioinspirowanych systemów nawigacji i rozpoznawania obrazów.

W ostatnich latach szybko rozwijają się także zastosowania ultradźwięków w mikro- i nanotechnologii. Fale akustyczne o częstotliwościach megahercowych i gigahercowych wykorzystywane są do manipulowania mikroskopijnymi obiektami, takimi jak komórki, krople czy cząstki koloidalne, w lab-on-a-chip i systemach mikroprzepływowych. Powstają w ten sposób nowe narzędzia do analizy medycznej, separacji komórek nowotworowych, sortowania krwinek czy precyzyjnego dawkowania leków na poziomie pojedynczych komórek.

Postęp w dziedzinie ultradźwięków nie byłby możliwy bez ścisłej współpracy fizyków, inżynierów, lekarzy, chemików i biologów. Interdyscyplinarny charakter badań sprzyja powstawaniu innowacji na styku różnych dziedzin, od akustyki fizycznej po sztuczną inteligencję wykorzystywaną do automatycznej interpretacji obrazów ultrasonograficznych. Rozwój nowych materiałów przetwornikowych, takich jak elastyczne polimery piezoelektryczne czy materiały kompozytowe, otwiera drogę do tworzenia ultradźwiękowych czujników i urządzeń, które można integrować z odzieżą, implantami medycznymi lub elementami Internetu Rzeczy.

Aspekty bezpieczeństwa, perspektywy badawcze i wyzwania

Kwestia bezpieczeństwa stosowania ultradźwięków, zwłaszcza w medycynie, jest przedmiotem intensywnych badań i regulacji. Choć fale te nie są promieniowaniem jonizującym, mogą oddziaływać na tkanki poprzez mechaniczne mikrodziaływanie, lokalne nagrzewanie oraz zjawiska kawitacyjne. Dla diagnostycznych poziomów mocy ryzyko jest uważane za niewielkie, jednak standardy międzynarodowe wymagają monitorowania wskaźników takich jak indeks termiczny i indeks mechaniczny, aby zapewnić odpowiedni margines bezpieczeństwa.

Badania nad skutkami biologicznymi ultradźwięków obejmują eksperymenty in vitro, in vivo oraz modelowanie numeryczne. Analizuje się między innymi wpływ na błony komórkowe, ekspresję genów, procesy naprawcze tkanek i potencjalne efekty długoterminowe. Szczególną uwagę przykłada się do ekspozycji płodu podczas badań prenatalnych, dlatego zaleca się stosowanie zasady ALARA – tak niskie natężenie i czas ekspozycji, jak to jest racjonalnie osiągalne, przy zachowaniu odpowiedniej jakości diagnostycznej.

Od strony technologicznej jednym z głównych wyzwań jest miniaturyzacja i integracja przetworników ultradźwiękowych z elektroniką sygnałową. Wymaga to rozwoju nowych procesów wytwarzania, zgodnych z technologiami półprzewodnikowymi, oraz opracowania materiałów, które zachowują dobre właściwości piezoelektryczne w skali mikro. Trwają intensywne prace nad tak zwanymi CMUT (capacitive micromachined ultrasonic transducers) oraz innymi strukturami bazującymi na mikromechanice krzemowej, które mogą zrewolucjonizować produkcję głowic ultrasonograficznych i czujników przemysłowych.

Istotnym kierunkiem badań jest także rozwój obrazowania ultradźwiękowego o wysokiej rozdzielczości przestrzennej i czasowej. Zastosowanie zaawansowanych algorytmów rekonstrukcji, w tym metod opartych na uczeniu maszynowym, pozwala poprawić kontrast, redukować szumy i artefakty oraz wydobywać dodatkowe informacje z zarejestrowanych sygnałów. Pojawiają się koncepcje obrazowania superrozdzielczego, które wykorzystują zachowanie mikropęcherzyków kontrastowych do uzyskania szczegółów wykraczających poza klasyczne ograniczenia dyfrakcyjne.

W obszarze terapii perspektywiczne są badania nad precyzyjnym dostarczaniem leków z wykorzystaniem ultradźwięków. Koncepcje te obejmują stosowanie mikropęcherzyków wypełnionych gazem lub nanonośników, które mogą być aktywowane w wybranym miejscu w organizmie, uwalniając substancję czynną pod wpływem zewnętrznego pola ultradźwiękowego. Łączy się tu wiedzę z zakresu farmakologii, fizyki akustycznej i inżynierii biomedycznej, co daje nadzieję na stworzenie terapii minimalnie inwazyjnych, o wysokiej skuteczności i ograniczonych skutkach ubocznych.

W badaniach podstawowych ultradźwięki stają się narzędziem do eksperymentów na przecięciu fizyki klasycznej i kwantowej. Rozpatruje się między innymi sprzężenie fal akustycznych z kwantowymi układami nadprzewodzącymi, jonami pułapkowanymi czy optomechaniką. Fale akustyczne o bardzo wysokich częstotliwościach mogą pośredniczyć w wymianie informacji między różnymi platformami kwantowymi, co potencjalnie znajdzie zastosowanie w przyszłych technologiach obliczeń kwantowych i komunikacji.

Rozwój zastosowań ultradźwięków stawia również pytania natury etycznej i społecznej. Przykładem są systemy odstraszania zwierząt lub urządzenia generujące ultradźwięki w przestrzeni publicznej, mające wpływać na zachowanie ludzi i zwierząt. Konieczne jest opracowanie regulacji uwzględniających nie tylko bezpieczeństwo fizjologiczne, ale także komfort akustyczny i potencjalny stres wywoływany przez bodźce niesłyszalne, a jednak możliwe do percepcji przez niektóre gatunki.

W kontekście ochrony środowiska istotne jest badanie wpływu intensywnej działalności ultradźwiękowej, na przykład sonarów wojskowych czy przemysłowych systemów pomiarowych, na organizmy morskie. Odnotowano przypadki dezorientacji i zakłócenia zachowań migracyjnych niektórych gatunków w rejonach intensywnego wykorzystania sonarów. Wymaga to opracowania wytycznych, które z jednej strony pozwolą korzystać z zaawansowanych narzędzi badawczych i nawigacyjnych, a z drugiej zminimalizują negatywne oddziaływanie na ekosystemy morskie.

Wyzwanie stanowi także zapewnienie interoperacyjności i standaryzacji systemów ultradźwiękowych stosowanych w różnych branżach. Chodzi zarówno o kalibrację urządzeń, jak i o jednolite definicje parametrów oraz protokoły wymiany danych. Ujednolicenie standardów ułatwia porównywanie wyników badań, zwiększa wiarygodność pomiarów i przyspiesza wdrażanie innowacji z obszaru ultradźwięków na skalę globalną.

Perspektywy dalszego rozwoju ultradźwięków jako narzędzia badawczego i technologicznego są szerokie. Integracja z innymi modalnościami obrazowania, takimi jak rezonans magnetyczny czy tomografia komputerowa, pozwala łączyć zalety różnych technik i uzyskiwać pełniejszy obraz badanych obiektów. Jednocześnie miniaturyzacja i spadek kosztów aparatury sprzyjają rozpowszechnieniu rozwiązań ultradźwiękowych w praktyce klinicznej, edukacji, laboratoriach badawczych i przemyśle, czyniąc z ultradźwięków jedno z najbardziej wszechstronnych narzędzi współczesnej nauki i techniki.

FAQ – najczęściej zadawane pytania o ultradźwięki

Czym zasadniczo różnią się ultradźwięki od zwykłego dźwięku?

Ultradźwięki to fale akustyczne o częstotliwości wyższej niż górna granica słyszalności człowieka, czyli powyżej około 20 kHz. Pod względem fizycznym nie różnią się od dźwięków słyszalnych: są to wciąż mechaniczne zaburzenia ciśnienia rozchodzące się w ośrodku materialnym. Różnica polega na częstotliwości, a więc również na długości fali, sposobie tłumienia i możliwościach zastosowań, zwłaszcza w obrazowaniu i precyzyjnych pomiarach.

Czy badania ultrasonograficzne są bezpieczne dla człowieka?

Diagnostyczne badania ultrasonograficzne uznaje się za bezpieczne, ponieważ wykorzystują stosunkowo niskie intensywności fal i krótkie czasy ekspozycji. Ultradźwięki nie są promieniowaniem jonizującym, nie uszkadzają bezpośrednio DNA i nie kumulują się w organizmie. Mimo to obowiązuje zasada stosowania możliwie najniższej mocy i najkrótszego czasu badania, zwłaszcza u kobiet w ciąży i niemowląt, aby zachować odpowiedni margines bezpieczeństwa biologicznego.

W jaki sposób ultradźwięki pomagają w przemyśle wykrywać wady materiałów?

W defektoskopii ultradźwiękowej do badanego elementu wprowadza się impuls falowy i rejestruje echo odbite od wewnętrznych granic, takich jak pęknięcia, wtrącenia czy zmiany gęstości. Czas powrotu i amplituda sygnału pozwalają określić położenie oraz rozmiar nieciągłości. Metoda ta jest bardzo czuła, umożliwia wykrycie drobnych wad w głębi materiału i wykonywanie badań bez jego niszczenia, co ma duże znaczenie w kontroli jakości konstrukcji krytycznych.

Dlaczego zwierzęta, takie jak nietoperze i delfiny, używają ultradźwięków?

Nietoperze i delfiny wykorzystują ultradźwięki do echolokacji, czyli aktywnego „sondowania” otoczenia. Wysyłają krótkie impulsy o wysokiej częstotliwości i analizują echo odbite od przeszkód lub zdobyczy. Dzięki krótkiej długości fali ultradźwięki umożliwiają im wykrywanie bardzo drobnych obiektów i precyzyjne określanie odległości, kierunku oraz prędkości ruchu. To pozwala skutecznie polować, nawigować w ciemności i komunikować się w środowisku o ograniczonej widoczności.

Czy ultradźwięki mogą być wykorzystane do leczenia chorób?

Ultradźwięki znajdują zastosowanie terapeutyczne w kilku obszarach medycyny. Przykładem jest ogniskowane leczenie HIFU, w którym skoncentrowana wiązka o wysokiej intensywności niszczy wybrane fragmenty tkanek, np. guzy nowotworowe, bez chirurgicznego nacięcia. Stosuje się je też do rozbijania kamieni nerkowych i w fizjoterapii do wspomagania procesów gojenia. Trwają badania nad wykorzystaniem ultradźwięków do kontrolowanego uwalniania leków oraz nieinwazyjnej neuromodulacji mózgu.