How to see with sound - Jacques S. Abramowicz

Translator: Aditya Darmasetiawan Reviewer: Bias Ayu

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

Di dalam gua yang gelap, kelelawar tidak dapat melihat.

But even with their eyes shut,

Tapi dengan mata tertutup pun,

they can navigate rocky topography at incredible speeds.

mereka dapat melalui permukaan berbatu dengan kecepatan tinggi.

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

Ini karena kelelawar terbang tidak hanya dipandu oleh mata,

but rather, by its ears.

melainkan telinga.

It may seem impossible to see with sound,

Tampaknya, tidak mungkin untuk melihat dengan telinga,

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

tetapi kelelawar, perwira angkatan laut, dan dokter selalu melakukannya,

using the unique properties of ultrasound.

menggunakan sifat unik dari ultrasonik.

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

Semua suara diciptakan saat molekul di udara, air,

or any other medium vibrate in a pulsing wave.

atau media lainnya bergetar dalam bentuk gelombang berjalan.

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

Jarak antar puncak menentukan frekuensi gelombang,

measured as cycles per second, or hertz.

yang diukur dalam siklus per detik, atau Hertz.

This means that over the same amount of time,

Artinya dalam periode waktu yang sama,

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

gelombang frekuensi tinggi akan menghasilkan

lebih banyak siklus daripada yang berfrekuensi rendah.

This is especially true of ultrasound,

Hal ini berlaku pada ultrasonik,

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

yang mencakup gelombang suara apa pun dengan lebih dari 20.000 siklus per detik.

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

Manusia tidak bisa mendengar ataupun membuat suara berfrekuensi setinggi itu,

but our flying friend can.

tetapi kelelawar bisa.

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

Saat terlalu gelap untuk melihat,

kelelawar mengeluarkan gelombang ultrasonik dengan puncak tinggi.

Since the wave cycles are happening so quickly,

Karena siklus gelombang terjadi dengan sangat cepat,

wave after wave rapidly bounces off nearby surfaces.

gelombang memantul dengan cepat dari permukaan di dekatnya.

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

Setiap gelombang menyentuh seluruh sudut dan celah,

producing an echo that carries a lot of information.

menghasilkan gema yang membawa banyak informasi.

By sensing the nuances in this chain of echoes,

Dengan merasakan nuansa dalam rantai gema ini,

our bat can create an internal map of its environment.

kelelawar dapat membuat peta bayangan dari lingkungan sekitarnya.

This is how bats use sound to see,

Inilah cara kelelawar menggunakan suara untuk melihat,

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

dan proses ini menginspirasi manusia untuk mencoba melakukan hal yang sama.

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

Di Perang Dunia Pertama, peneliti Prancis memancarkan ultrasonik ke laut

to detect nearby enemy submarines.

untuk mendeteksi kapal selam musuh.

This early form of SONAR was a huge success,

Bentuk awal dari SONAR ini merupakan keberhasilan besar,

in large part because sound waves travel even faster through mediums

karena gelombang suara berjalan lebih cepat melalui media

with more tightly packed molecules, like water.

dengan molekul yang lebih rapat, seperti air.

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

Pada tahun 1950-an, tenaga medis mulai bereksperimen dengan teknik ini

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

sebagai cara non-invasif untuk melihat bagian dalam tubuh pasien.

Today, ultrasound imaging is used to evaluate organ damage,

Saat ini, pencitraan ultrasonik digunakan untuk mengevaluasi kerusakan organ,

measure tissue thickness, and detect gallbladder stones, tumors,

mengukur ketebalan jaringan, dan mendeteksi batu kantong empedu, tumor,

and blood clots.

serta penggumpalan darah.

But to explore how this tool works in practice,

Tetapi untuk melihat bagaimana alat ini bekerja secara praktis,

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

mari melihat penggunaannya yang paling populer, yaitu

USG kandungan.

First, the skin is covered with conductive gel.

Pertama, kulit dilumuri dengan gel konduktif.

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

Karena gelombang suara kehilangan kecepatan dan kejernihan

saat berjalan melalui udara,

this gooey substance ensures an airtight seal

zat lengket ini memastikan segel kedap udara

between the body and the wand emitting ultrasound waves.

antara tubuh dan perangkat yang memancarkan gelombang ultrasonik.

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

Saat operator mesin mulai mengirimkan pancaran ultrasonik ke tubuh,

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

gelombang melewati cairan seperti urin, darah, dan air ketuban

without creating any echoes.

tanpa menimbulkan gema.

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

Tetapi saat gelombang bertemu dengan struktur padat, ia akan memantul.

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

Gema ini terlihat sebagai titik pada layar.

Objects like bones reflect the most waves,

Organ seperti tulang memantulkan hampir semua gelombang,

appearing as tightly packed dots forming bright white shapes.

terlihat sebagai titik yang sangat rapat menghasilkan bentuk berwarna putih terang.

Less dense objects appear in fainter shades of gray,

Organ yang kurang padat muncul dengan warna abu-abu yang lebih pudar,

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

lambat laun membentuk citra dari organ dalam janin.

To get a complete picture,

Untuk mendapat gambaran yang lengkap,

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

gelombang perlu mencapai kedalaman yang berbeda dari tubuh pasien,

bypassing some tissues while echoing off others.

menembus jaringan tertentu sembari memantulkan jaringan lainnya.

Since longer, low frequency waves actually penetrate deeper

Karena lebih panjang, gelombang frekuensi rendah dapat menembus lebih dalam

than short, high frequency ones,

daripada gelombang frekuensi tinggi yang pendek,

multiple frequencies are often used together

beberapa frekuensi sering digunakan bersamaan

and composited into a life-like image.

dan digabungkan menjadi gambar yang terlihat nyata.

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

Operator kemudian dapat memperbesar dan fokus pada area yang berbeda.

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

Dan karena mesin ultrasound mengirim dan menerima

pancaran gelombang dalam waktu nyata,

the machine can even visualize movement.

mesin bahkan dapat memvisualisasi gerakan.

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

Gelombang yang digunakan untuk medis

berkisar antara 2 juta hingga 10 juta Hertz—

over a hundred times higher than human ears can hear.

ratusan kali lipat lebih tinggi daripada yang telinga manusia bisa dengar.

These incredibly high frequencies create detailed images

Frekuensi yang sangat tinggi ini menciptakan citra yang detail

that allow doctors to diagnose the smallest developmental deviations

membuat dokter dapat mendiagnosa deviasi terkecil dari perkembangan

in the brain, heart, spine, and more.

otak, jantung, tulang punggung, dan lainnya.

Even outside of pre-natal care,

Bahkan di luar pelayanan prenatal,

medical ultrasound has huge advantages over similar technologies.

peralatan medis ultrasonik memiliki keunggulan dibanding teknologi serupa.

Unlike radiation-based imaging or invasive surgical procedures,

Tidak seperti pencitraan berbasis radiasi atau prosedur bedah invasif,

ultrasound has no known negative side effects when used properly.

ultrasonik tidak memiliki efek samping negatif saat digunakan dengan tepat.

At very high levels, the heat caused by ultrasound waves

Pada tingkat yang sangat tinggi, panas yang disebabkan gelombang ultrasonik

can damage sensitive tissues,

dapat merusak jaringan yang sensitif,

but technicians typically use the lowest levels possible.

tetapi teknisi biasanya menggunakan tingkat yang terendah.

And since modern ultrasound machines can be small and portable,

Dan karena mesin ultrasonik modern dapat berukuran kecil dan portabel,

doctors can use them in the field—

dokter dapat menggunakannya di lapangan,

allowing them to see clearly in any medical emergency.

sehingga mereka dapat melihat dengan jelas

pada situasi darurat medis seperti apa pun.