How to see with sound - Jacques S. Abramowicz

Translator: keyur patel Reviewer: Keyur Patel

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

પીચ-બ્લેક ગુફામાં, ચામાચીડિયા વધારે જોઈ શકતા નથી.

But even with their eyes shut,

પણ આંખો બંધ કરીને પણ,

they can navigate rocky topography at incredible speeds.

તેઓ અકલ્પનીય ઝડપે, ખડકાળ ટોપોગ્રાફીથી શોધખોળ કરી શકે છે.

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

આ કારણ છે કે ચામાચીડિયાની ઉડાન માત્ર તેની આંખો દ્વારા માર્ગદશીત નથી,

but rather, by its ears.

પરંતુ, તેના કાન દ્વારા માર્ગદશીત હોય છે.

It may seem impossible to see with sound,

અવાજ સાથે તે જોવું અશક્ય લાગે છે,

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

પરંતુ ચામાચીડિયા, નૌકાદળના અધિકારીઓ અને ડોકટરો તે દરેક સમયે કરે છે,

using the unique properties of ultrasound.

અલ્ટ્રાસાઉન્ડના અનન્ય ગુણધર્મોનો ઉપયોગ કરીને.

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

જ્યારે બધા અવાજ હવામાંના અણુઓ, પાણી,

or any other medium vibrate in a pulsing wave.

અથવા અન્ય કોઈપણ માધ્યમમાં ધબકતા મોજાની ધ્રુજારીથી બનાવવામાં આવે છે

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

દરેક શિખર વચ્ચેનું અંતર તરંગની આવૃતિ નક્કી કરે છે,

measured as cycles per second, or hertz.

જે પ્રતિ સેકંડ, અથવા હર્ટ્ઝ તરીકે માપવામાં આવે છે.

This means that over the same amount of time,

આનો અર્થ એ છે કે સમાન સમયે,

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

ઉચ્ચ આવૃતિ તરંગ ઓછી આવૃતિ કરતા વધુ ચક્ર પૂર્ણ કરશે.

This is especially true of ultrasound,

આ ખાસ કરીને અલ્ટ્રાસાઉન્ડ માટે સાચું છે,

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

જેમાં 20,000 ચક્ર પ્રતિ સેકન્ડથી વધુની કોઈપણ ધ્વનિ તરંગનો સમાવેશ થાય છે.

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

માણસો આટલા ઉચ્ચ આવર્તન પર અવાજો સાંભળી કે ઉત્પન્ન કરી શકતા નથી

but our flying friend can.

પરંતુ આપણાં ઉડતા મિત્ર કરી શકે છે.

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

જ્યારે જોવા માટે ખૂબ અંધારું હોય છે, ત્યારે તે ઊંચા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગ છોડે છે.

Since the wave cycles are happening so quickly,

તરંગ ચક્ર ખૂબ ઝડપથી થઈ રહ્યું હોવાથી,

wave after wave rapidly bounces off nearby surfaces.

તરંગ પછી તરંગ નજીકની સપાટીઓથી દૂર ઝડપથી ઉછળે છે.

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

દરેક તરંગનું ઊંચું શિખર દરેક ખૂણાને અથડાય છે,

producing an echo that carries a lot of information.

એક પડઘો ઉત્પન્ન કરે છે જે ઘણી બધી માહિતી વહન કરે છે.

By sensing the nuances in this chain of echoes,

પડઘાની આ સાંકળમાં રહેલી ઘોંઘાટને જાણીને

our bat can create an internal map of its environment.

ચામાચીડિયા તેના પર્યાવરણનો આંતરિક નકશો બનાવી શકે છે.

This is how bats use sound to see,

આ રીતે ચામાચીડિયા જોવા માટે અવાજનો ઉપયોગ કરે છે,

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

અને આ પ્રક્રિયાએ મનુષ્યોને તે જ કરવાનો પ્રયાસ કરવાની પ્રેરણા આપી.

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

પ્રથમ વિશ્વયુદ્ધમાં, ફ્રેન્ચ વૈજ્ઞાનિકોએ સમુદ્રમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગ મોકલ્યા

to detect nearby enemy submarines.

નજીકની દુશ્મન સબમરીનને શોધવા માટે.

This early form of SONAR was a huge success,

સોનારનું આ પ્રારંભિક સ્વરૂપ એક મોટી સફળતા હતી,

in large part because sound waves travel even faster through mediums

કારણ કે, મોટા ભાગમાં ધ્વનિ તરંગો વધુ ઝડપી મુસાફરી કરી શકે,

with more tightly packed molecules, like water.

પાણી જેવા વધુ ચુસ્તપણે ભરેલા પરમાણુઓ સાથેના માધ્યમો દ્વારા

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

1950 ના દાયકામાં, તબીબી વ્યાવસાયિકોએ દર્દીના શરીરની અંદર જોવાની

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

બિન-આક્રમક રીત તરીકે આ તકનીકનો પ્રયોગ કરવાનું શરૂ કર્યું.

Today, ultrasound imaging is used to evaluate organ damage,

આજે, અલ્ટ્રાસાઉન્ડ ઇમેજિંગનો ઉપયોગ અંગના નુકસાનનું મૂલ્યાંકન કરવા,

measure tissue thickness, and detect gallbladder stones, tumors,

પેશીની જાડાઈને માપવા અને પિત્તાશયની પથરી, ગાંઠો અને લોહીના ગંઠાવાનું

and blood clots.

શોધવા માટે થાય છે.

But to explore how this tool works in practice,

પરંતુ, આ સાધન વ્યવહારમાં કેવી રીતે કામ કરે છે,

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

ચાલો તેના સૌથી જાણીતા ઉપયોગ પર વિચાર કરીએ- ગર્ભ અલ્ટ્રાસાઉન્ડ.

First, the skin is covered with conductive gel.

પ્રથમ, ત્વચા વાહક જેલ સાથે આવરી લેવામાં આવે છે.

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

ધ્વનિ તરંગો હવા દ્વારા મુસાફરી કરતી વખતે, ગતિ અને સ્પષ્ટતા ગુમાવે છે,

this gooey substance ensures an airtight seal

આ ચીકણું પદાર્થ, હવાચુસ્ત સીલની ખાતરી કરે છે

between the body and the wand emitting ultrasound waves.

શરીર અને લાકડી વચ્ચે અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગો બહાર કાઢે છે.

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

પછી મશીન ઓપરેટર શરીરમાં અલ્ટ્રાસાઉન્ડ બીમ મોકલવાનું શરૂ કરે છે.

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

તરંગો પેશાબ, લોહી, અને એમ્નિઅટિક પ્રવાહીજેવા પ્રવાહીમાંથી પસાર થાય છે,

without creating any echoes.

કોઈપણ પડઘા બનાવ્યા વિના.

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

પરંતુ જ્યારે તરંગ ઘન સાથે આવે છે, તે તરંગ ને પાછું ઉછળે છે.

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

આ પડઘો બિંદુ તરીકે ઇમેજિંગ સ્ક્રીન પર પ્રસ્તુત થાય છે.

Objects like bones reflect the most waves,

હાડકાં જેવા પદાર્થો સૌથી વધુ તરંગો પ્રતિબિંબિત કરે છે.

appearing as tightly packed dots forming bright white shapes.

ચુસ્તપણે ભરેલા બિંદુઓ તરીકે દેખાય છે, અને તેજસ્વી સફેદ આકારો બનાવે છે.

Less dense objects appear in fainter shades of gray,

ઓછી ઘનતા ધરાવતા પદાર્થો ભૂખરા રંગના ઝાંખા રંગોમાં,દેખાય

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

ધીમે ધીમે ગર્ભના આંતરિક અવયવોની એક છબી બનાવે છે.

To get a complete picture,

સંપૂર્ણ ચિત્ર મેળવવા માટે,

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

તરંગોને દર્દીના શરીરમાં અલગ અલગ ઊંડાણ સુધી પહોંચવાની જરૂર છે,

bypassing some tissues while echoing off others.

કેટલાક પેશીઓને બાયપાસ કરીને, જ્યારે અન્યનો પડઘો પાડે છે.

Since longer, low frequency waves actually penetrate deeper

લાંબા સમયથી, ઓછી આવૃતિના તરંગો ખરેખર ઊંડાણ સુધી પ્રવેશ કરે

than short, high frequency ones,

ટૂંકા, ઉચ્ચ આવૃતિ ધરાવતા,

multiple frequencies are often used together

બહુબધી આવૃતિઓ ઘણીવાર એકસાથે વપરાય છે

and composited into a life-like image.

અને જીવન જેવી છબી માં સંમિશ્રિત થાય છે.

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

પછી, ઓપરેટર, ઝૂમ ઇન અને વિવિધ વિસ્તારો પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી શકે છે.

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

અને અલ્ટ્રાસાઉન્ડ મશીનો રીઅલ ટાઇમમાં તરંગોના પ્રપાત પ્રાપ્ત કરે અને મોકલે છે,

the machine can even visualize movement.

મશીન હલનચલનની કલ્પના પણ કરી શકે છે.

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

તબીબી અલ્ટ્રાસાઉન્ડ માટે વપરાતા તરંગો 2 મિલિયનથી 10 મિલિયન હર્ટ્ઝ— સુધીની શ્રેણી

over a hundred times higher than human ears can hear.

માનવ કાન તેના કરતા સો ગણી વધારે સાંભળી શકે.

These incredibly high frequencies create detailed images

આ અતિ ભારે આવૃતિ વિગતવાર છબીઓ બનાવે છે

that allow doctors to diagnose the smallest developmental deviations

જે ડોકટરોને નિદાન માટે સૌથી નાના વિકાસલક્ષી વિચલનો કરવાની મંજૂરી આપે છે

in the brain, heart, spine, and more.

મગજ, હૃદય, કરોડરજ્જુ, વગેરેમાં.

Even outside of pre-natal care,

જન્મ પહેલાંની સંભાળ પણ,

medical ultrasound has huge advantages over similar technologies.

સમાન તકનીકો પર તબીબી અલ્ટ્રાસાઉન્ડને વિશાળ ફાયદા છે.

Unlike radiation-based imaging or invasive surgical procedures,

રેડિયેશન આધારિત ઇમેજિંગ અથવા આક્રમક સર્જિકલ પ્રક્રિયાઓ,

ultrasound has no known negative side effects when used properly.

જ્યારે યોગ્ય રીતે ઉપયોગ કરવામાં આવે ત્યારેઅલ્ટ્રાસાઉન્ડમાં કોઈ નુકશાન નથી.

At very high levels, the heat caused by ultrasound waves

ખૂબ ઉંચા સ્તરે, અલ્ટ્રાસાઉન્ડ તરંગોથી થતી ગરમી

can damage sensitive tissues,

સંવેદનશીલ પેશીને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે,

but technicians typically use the lowest levels possible.

પરંતુ ટેકનિશિયન શક્ય તેટલું નીચું સ્તર સામાન્ય રીતે ઉપયોગ કરે છે.

And since modern ultrasound machines can be small and portable,

અને જ્યારથી, આધુનિક અલ્ટ્રાસાઉન્ડ મશીનો નાના અને પોર્ટેબલ હોઈ શકે છે,

doctors can use them in the field—

ડોકટરો તેનો ઉપયોગ ક્ષેત્ર પર પણ કરી શકે છે

allowing them to see clearly in any medical emergency.

કોઈપણ તબીબી કટોકટીમાં તેમને સ્પષ્ટપણે જોવા દે છે.