How to see with sound - Jacques S. Abramowicz

Traducător: Paladi Laura Corector: Claudia Pravat

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

Liliecii nu pot vedea aproape nimic într-o peșteră întunecată.

But even with their eyes shut,

Dar chiar și cu ochii închiși,

they can navigate rocky topography at incredible speeds.

ei pot naviga prin relieful stâncos cu viteze uimitoare.

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

Asta pentru că zborul unui liliac nu e ghidat doar de ochi,

but rather, by its ears.

ci mai degrabă de urechi.

It may seem impossible to see with sound,

Poate părea imposibil de văzut cu ajutorul sunetului,

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

însă liliecii, ofițerii navali și doctorii o fac tot timpul,

using the unique properties of ultrasound.

utilizând proprietățile unice ale ultrasunetelor.

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

Sunetele sunt create când moleculele din aer, apă

or any other medium vibrate in a pulsing wave.

sau din orice alt mediu vibrează într-o undă pulsatorie.

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

Distanța dintre fiecare vârf determină frecvența undei,

measured as cycles per second, or hertz.

măsurată în cicluri pe secundă sau hertzi.

This means that over the same amount of time,

Asta înseamnă că, în același interval de timp,

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

o undă de frecvență ridicată va efectua mai multe cicluri

decât o undă de frecvență scăzută.

This is especially true of ultrasound,

Acest lucru e valabil în special pentru ultrasunete,

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

ce reprezintă orice undă sonoră de peste 20 000 de cicluri pe secundă.

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

Oamenii nu pot auzi sau produce sunete cu așa frecvențe înalte,

but our flying friend can.

însă prietenul nostru zburător poate.

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

Când e prea întuneric pentru a vedea, el emite o undă cu ultrasunete

de frecvență înaltă.

Since the wave cycles are happening so quickly,

Întrucât ciclurile de unde au loc atât de rapid,

wave after wave rapidly bounces off nearby surfaces.

ele continuă să se lovească de suprafețele din apropiere.

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

Vârful înalt al fiecărei unde lovește orice colțișor,

producing an echo that carries a lot of information.

producând un ecou ce transmite multe informații.

By sensing the nuances in this chain of echoes,

Sesizând diferențele din acest șir de ecouri,

our bat can create an internal map of its environment.

lilliacul nostru poate crea o hartă internă a mediului său.

This is how bats use sound to see,

Iată cum liliecii folosesc sunetul pentru a vedea,

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

proces ce i-a inspirat pe oameni să încerce să facă la fel.

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

În timpul Primului Război Mondial,

savanții francezi au trimis raze cu ultrasunete în ocean

to detect nearby enemy submarines.

pentru a detecta submarinele inamice din apropiere.

This early form of SONAR was a huge success,

Această formă inițială a sonarului a fost un succes imens,

in large part because sound waves travel even faster through mediums

în mare parte pentru că undele sonore circulă și mai rapid

prin medii cu molecule mai dens aranjate, cum este apa.

with more tightly packed molecules, like water.

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

În anii 1950, medicii au început să experimenteze această tehnică,

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

ca o modalitate noninvazivă de a vedea în interiorul corpului unui pacient.

Today, ultrasound imaging is used to evaluate organ damage,

Azi, imagistica cu ultrasunete e folosită pentru evaluarea afectării organelor,

measure tissue thickness, and detect gallbladder stones, tumors,

măsurarea grosimii țesuturilor și detectarea calculilor biliari,

a tumorilor și cheagurilor de sânge.

and blood clots.

But to explore how this tool works in practice,

Pentru a explora cum funcționează această tehnologie în practică,

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

să analizăm cea mai cunoscută utilizare — ecografia fetală.

First, the skin is covered with conductive gel.

Mai întâi, pielea e acoperită cu un gel conductiv.

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

Fiindcă undele sonore își reduc viteza și claritatea circulând prin aer,

this gooey substance ensures an airtight seal

această substanță vâscoasă asigură un sigiliu etanș

between the body and the wand emitting ultrasound waves.

între corp și transductorul ce emite unde ultrasonice.

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

Apoi, operatorul aparatului începe să trimită unde ultrasonice în corp.

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

Undele trec prin lichide precum urină, sânge și lichid amniotic

without creating any echoes.

fără a crea ecouri.

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

Însă când o undă întâlnește o structură solidă, aceasta ricoșează.

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

Acest ecou e redat sub forma unui punct pe ecran.

Objects like bones reflect the most waves,

Obiecte precum oasele reflectă cele mai multe unde,

appearing as tightly packed dots forming bright white shapes.

apărând ca niște puncte dense, ce crează forme albe și strălucite.

Less dense objects appear in fainter shades of gray,

Obiectele mai puțin dense apar în nuanțe mai deschise de gri,

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

creând treptat o imagine a organelor interne ale fătului.

To get a complete picture,

Pentru a obține o imagine completă,

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

undele trebuie să ajungă la diverse adâncimi în corpul pacientului,

bypassing some tissues while echoing off others.

ocolind unele țesuturi, iar în altele reflectând ecouri.

Since longer, low frequency waves actually penetrate deeper

Deoarece undele mai lungi, de frecvență joasă, pătrund de fapt

than short, high frequency ones,

mai adânc decât cele scurte, de frecvență înaltă,

multiple frequencies are often used together

mai multe frecvențe sunt adesea utilizate împreună

and composited into a life-like image.

și combinate într-o imagine similară cu cea reală.

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

Operatorul poate să mărească apoi imaginea și să se concentreze pe diferite zone.

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

Întrucât aparatele cu ultrasunete trimit și primesc o mulțime de unde în timp real,

the machine can even visualize movement.

aparatul poate urmări chiar mișcarea.

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

Undele folosite pentru ecografie variază de la 2 la 10 milioane de hertzi,

over a hundred times higher than human ears can hear.

de o sută de ori mai mult decât poate percepe urechea umană.

These incredibly high frequencies create detailed images

Aceste frecvențe deosebit de înalte creează imagini detaliate

that allow doctors to diagnose the smallest developmental deviations

ce permit doctorilor să diagnosticheze cele mai mici anomalii de dezvoltare

in the brain, heart, spine, and more.

a creierului, inimii, coloanei vertebrale și nu numai.

Even outside of pre-natal care,

Chiar și în afara îngrijirii prenatale,

medical ultrasound has huge advantages over similar technologies.

ecografia are avantaje enorme față de tehnologiile similare.

Unlike radiation-based imaging or invasive surgical procedures,

Spre deosebire de imagistica bazată pe radiație

sau procedurile chirurgicale invazive,

ultrasound has no known negative side effects when used properly.

ecografia nu prezintă reacții adverse când e utilizată corect.

At very high levels, the heat caused by ultrasound waves

La nivel foarte ridicat, căldura provocată de undele ultrasonice

can damage sensitive tissues,

poate dăuna țesuturilor sensibile,

but technicians typically use the lowest levels possible.

însă medicii folosesc de obicei cel mai scăzut nivel posibil.

And since modern ultrasound machines can be small and portable,

Pentru că aparatele moderne cu ultrasunete pot fi mici și portabile,

doctors can use them in the field—

medicii le pot utiliza pe teren,

allowing them to see clearly in any medical emergency.

permițându-le să vadă clar în orice situație de urgență medicală.