How to see with sound - Jacques S. Abramowicz

Traductor: Emma Gon Revisor: Penny Martínez

In a pitch-black cave, bats can’t see much.

Los murciélagos no pueden ver mucho en una cueva oscura.

But even with their eyes shut,

Pero incluso con los ojos cerrados,

they can navigate rocky topography at incredible speeds.

pueden navegar por la rocosa topografía a velocidades increíbles.

This is because a bat’s flight isn’t just guided by its eyes,

Es así porque el vuelo del murciélago no se guía sólo por los ojos,

but rather, by its ears.

sino más bien por las orejas.

It may seem impossible to see with sound,

Parece imposible ver con el sonido,

but bats, naval officers, and doctors do it all the time,

pero murciélagos, marineros y médicos lo hacen todo el tiempo,

using the unique properties of ultrasound.

usando las propiedades únicas del ultrasonido.

All sound is created when molecules in the air, water,

El sonido se crea cuando las moléculas que hay en el aire, el agua

or any other medium vibrate in a pulsing wave.

o en cualquier otro medio vibran en una onda pulsante.

The distance between each peak determines the wave’s frequency,

La distancia entre cada pico de la onda determina su frecuencia,

measured as cycles per second, or hertz.

medida en ciclos por segundo o hercios.

This means that over the same amount of time,

Lo que significa que en la misma cantidad de tiempo,

a high frequency wave will complete more cycles than a low frequency one.

una onda de alta frecuencia completa más ciclos que una de baja frecuencia.

This is especially true of ultrasound,

Y esto es especialmente cierto en el caso del ultrasonido,

which includes any sound wave exceeding 20,000 cycles per second.

cuyas ondas sonoras exceden los 20 000 ciclos por segundo.

Humans can't hear or produce sounds with such high frequencies,

Los humanos no pueden ni oír ni producir sonidos en dichas frecuencias,

but our flying friend can.

pero nuestros amigos voladores sí pueden.

When it’s too dark to see, he emits an ultrasound wave with tall peaks.

Cuando está demasiado oscuro para ver, emiten ondas ultrasónicas con picos altos.

Since the wave cycles are happening so quickly,

Y como los ciclos de onda ocurren tan rápido,

wave after wave rapidly bounces off nearby surfaces.

una onda tras otra rebota rápido en las superficies cercanas.

Each wave’s tall peak hits every nook and cranny,

Cada pico alto de la onda choca en cada rincón y grieta,

producing an echo that carries a lot of information.

produciendo un eco que contiene mucha información.

By sensing the nuances in this chain of echoes,

Y al detectar los matices de esa cadena de ecos,

our bat can create an internal map of its environment.

el murciélago puede crear un mapa interno del entorno.

This is how bats use sound to see,

Así es como los murciélagos usan el sonido para ver

and the process inspired humans to try and do the same.

y ese proceso inspiró a los humanos a intentar hacer lo mismo.

In World War One, French scientists sent ultrasound beams into the ocean

En la Primera Guerra Mundial, científicos franceses

enviaron rayos ultrasónicos al océano

to detect nearby enemy submarines.

para detectar submarinos enemigos cercanos.

This early form of SONAR was a huge success,

Esta forma temprana del SONAR fue un gran éxito,

in large part because sound waves travel even faster through mediums

en gran parte porque las ondas sonoras viajan más rápido

with more tightly packed molecules, like water.

en medios donde las moléculas están más compactadas, como el agua.

In the 1950s, medical professionals began to experiment with this technique

En la década de 1950, médicos profesionales

empezaron a experimentar con esta técnica

as a non-invasive way to see inside a patient’s body.

como una forma no invasiva para ver el interior del cuerpo de un paciente.

Today, ultrasound imaging is used to evaluate organ damage,

Hoy día, la imagen por ultrasonido se usa para evaluar daños en los órganos,

measure tissue thickness, and detect gallbladder stones, tumors,

medir el grosor del tejido y detectar piedras en la vesícula,

tumores y coágulos.

and blood clots.

But to explore how this tool works in practice,

Pero para explorar cómo funciona esta herramienta en la práctica,

let’s consider its most well-known use— the fetal ultrasound.

veamos su uso más conocido, la ecografía.

First, the skin is covered with conductive gel.

Primero, se cubre la piel con un gel conductor.

Since sound waves lose speed and clarity when traveling through air,

Como las ondas sonoras pierden velocidad y claridad al viajar por el aire,

this gooey substance ensures an airtight seal

esta sustancia viscosa garantiza un cierre hermético

between the body and the wand emitting ultrasound waves.

entre el cuerpo y la sonda que emite las ondas ultrasónicas.

Then the machine operator begins sending ultrasound beams into the body.

Luego, se empiezan a enviar rayos ultrasónicos al cuerpo.

The waves pass through liquids like urine, blood, and amniotic fluid

Las ondas atraviesan líquidos como la orina, la sangre y el fluído amniótico

without creating any echoes.

sin crear ningún eco.

But when a wave encounters a solid structure, it bounces back.

Pero cuando una onda se encuentra con una estructura sólida, rebota.

This echo is rendered as a dot on the imaging screen.

Ese eco se representa como un punto en una imagen.

Objects like bones reflect the most waves,

Los objetos como los huesos reflejan la mayoría de las ondas,

appearing as tightly packed dots forming bright white shapes.

que aparecen como puntos compactados creando formas blancas y brillantes

Less dense objects appear in fainter shades of gray,

Los objetos menos densos aparacen en tonos más tenues de gris,

slowly creating an image of the fetus’s internal organs.

creando gradualmente una imagen de los órganos del feto.

To get a complete picture,

Para tener una imagen completa,

waves need to reach different depths in the patient’s body,

las ondas deben llegar a diferentes profundidades del cuerpo del paciente,

bypassing some tissues while echoing off others.

eludiendo algunos tejidos, y haciendo eco en otros.

Since longer, low frequency waves actually penetrate deeper

Dado que las ondas largas y de baja frecuencia penetran más hondo

than short, high frequency ones,

que las ondas cortas de alta frecuencia,

multiple frequencies are often used together

a menudo se usan múltiples frecuencias juntas

and composited into a life-like image.

para crear una imagen más realista.

The operator can then zoom in and focus on different areas.

Luego el operador puede acercar y enfocar distintas áreas.

And since ultrasound machines send and receive cascades of waves in real time,

Y como las máquinas de ultrasonido pueden enviar y recibir

cascadas de ondas en tiempo real,

the machine can even visualize movement.

la máquina puede incluso visualizar el movimiento.

The waves used for medical ultrasound range from 2 million to 10 million hertz—

Las ondas ultrasónicas usadas en medicina van de los 2 a los 10 millones de hercios,

over a hundred times higher than human ears can hear.

más de cien veces superior a la capacidad del oído humano.

These incredibly high frequencies create detailed images

Estas increíblemente altas frecuencias crean imágenes detalladas

that allow doctors to diagnose the smallest developmental deviations

que permiten a los médicos diagnosticar las más pequeñas anomalías de desarrollo

in the brain, heart, spine, and more.

en el cerebro, el corazón, la columna y demás.

Even outside of pre-natal care,

Aparte del cuidado prenatal,

medical ultrasound has huge advantages over similar technologies.

la medicina de ultrasonido tiene grandes ventajas sobre tecnologías similares.

Unlike radiation-based imaging or invasive surgical procedures,

A diferencia de la imagen por radiación o procedimientos quirúrgicos invasivos,

ultrasound has no known negative side effects when used properly.

éste, bien usado, no tiene efectos secundarios negativos conocidos

At very high levels, the heat caused by ultrasound waves

A niveles muy altos, el calor producido por las ondas ultrasónicas

can damage sensitive tissues,

puede dañar tejidos sensibles,

but technicians typically use the lowest levels possible.

pero los técnicos suelen utilizar los niveles más bajos posibles.

And since modern ultrasound machines can be small and portable,

Y como las máquinas de ultrasonido pueden ser pequeñas y portátiles

doctors can use them in the field—

los médicos pueden usarlas en el campo,

allowing them to see clearly in any medical emergency.

lo que les permite tener una visión clara en cualquier emergencia médica.