音の力：コウモリ、医師、海軍将校が超音波を使う方法

要約

本記事では、コウモリ、海軍将校、医師が超音波の特性を通じて音波をどのように使っているかを探究します。コウモリは超音波を放出することで、自分たちの環境の内部地図を作成することができ、第一次世界大戦中にフランスの科学者がソナーを使って敵の潜水艦を検出するために使用したことから、ソナーの発展につながりました。今日、医療従事者は超音波画像を使用して、臓器の損傷を評価し、組織の厚さを測定し、胎児の超音波を含む様々な医療状態を検出することができます。

コウモリ：暗闇での航行

コウモリは、完全な暗闇でも航行する能力で知られています。これは、目ではなく耳によって彼らの飛行が誘導されるためです。見えない場合、コウモリは高いピークを持つ超音波波を放出します。波のサイクルは非常に速く発生しており、近くの表面に波が次々と反射し、あらゆる隅々に到達し、情報を運ぶエコーを生み出します。コウモリはこのエコーの微妙な差異を感じ取ることで、自分たちの環境の内部地図を作成することができます。

ソナー：敵の潜水艦の検出

第一次世界大戦中、フランスの科学者たちは、超音波ビームを海に送り込んで近くの敵の潜水艦を検出しました。この初期のソナーは大成功を収め、その理由の1つは、水など分子がより密に詰まった媒体を通じて音波がさらに速く伝わるためです。

超音波画像：体内の見える化

1950年代に、医療従事者は、患者の体内を非侵襲的に見る方法として超音波画像を試験し始めました。今日、超音波画像は、胆石、腫瘍、血栓などの様々な医療状態を検出するために使用され、臓器の損傷を評価し、組織の厚さを測定することができます。

胎児の超音波：未生児の可視化

胎児の超音波は、超音波画像の最もよく知られた用途です。胎児の超音波を実行するには、導電性のゲルで皮膚を覆い、超音波波を放出する棒と体の間に完全なシールを保証します。波は、尿、血液、羊水などの液体を通過しても、エコーを作成せずに進みます。しかし、波が固体の構造物に遭遇すると、反射してこのエコーが画像スクリーン上の点として描かれます。骨などのオブジェクトは、最も多くの波を反射し、明るい白い形を形成する密集した点として表示されます。密度の低いオブジェクトは、薄い灰色の色調で表示され、徐々に胎児の内臓の画像を作成します。完全な画像を得るには、波は患者の体内の異なる深さに到達し、一部の組織を迂回しながら他の組織に反射します。複数の周波数が一緒に使用され、リアルな画像に合成されます。オペレーターは、さまざまな領域にズームインしてフォーカスすることができます。そして、超音波機はリアルタイムで波のカスケードを送受信するため、機械は動きを可視化することさえできます。

超音波画像の利点

超音波画像は、同様の技術に比べて非常に大きな利点を持っています。放射線に基づく画像化や侵襲的な外科手術とは異なり、超音波は正しく使用される限り、負の副作用が知られていません。非常に高いレベルでは、超音波波による熱は敏感な組織を損傷する可能性がありますが、技術者は通常、可能な限り最低レベルを使用します。そして、現代の超音波機は小型でポータブルになるため、医師は現場で使用でき、どんな医療緊急事態でも明確に見ることができます。