ശബ്ദം കാണുന്ന യന്ത്രം - അള്‍ട്രാസൌണ്ട് സ്കാന്‍

ശബ്ദം കാണുന്ന യന്ത്രം - അള്‍ട്രാസൌണ്ട് സ്കാന്‍

ശബ്ദം ഉപയോഗിച്ച് കാണുക! കാഴ്ചക്ക് ശബ്ദമോ എന്ന് അമ്പരക്കാന്‍ വരട്ടെ. അതത്ര പുതിയ കണ്ടെത്തലൊന്നുമല്ല. മനുഷ്യര്‍ക്കാകില്ലെങ്കിലും ചില മൃഗങ്ങള്‍ക്ക് ശബ്ദവും ഒരു കാഴ്ചയാണ്. ഉദാഹരണം നമുക്ക് പരിചിതമായ വവ്വാല്‍ തന്നെ. വവ്വാല്‍ പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ശബ്ദം ഇരയുടെ മേല്‍ത്തട്ടി തിരിച്ച് വവ്വാലിലെത്തുമ്പോഴാണ് അവര്‍ക്ക് ഇരയുടെ കാഴ്ച സാധ്യമാകുന്നത്. മനുഷ്യന്റെ ശരീരപ്രകൃതിയില്‍ ഇത്തരം സംവിധാനം സാധ്യമല്ലെങ്കിലും യന്ത്രങ്ങള്‍ ഉപയോഗിച്ച് ശബ്ദത്തെ കാണാന്‍ ഇന്ന് സാധിക്കും. അതിന്റെ ഏറ്റവും മികച്ച ദൃഷ്ടാന്തമാണ് അള്‍ട്രാസൌണ്ട് സ്കാന്‍ എന്ന സംവിധാനം.

അള്‍ട്രാസോണോഗ്രാഫി എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഈ സംവിധാനം ഇന്ന് കൂടുതലും ഉപയോഗിക്കുന്നത് വൈദ്യശാസ്ത്രവുമായി ബന്ധപ്പെട്ട് മേഖലകളിലാണ്. അള്‍ട്രാസൌണ്ട് സ്കാന്‍ എന്താണെന്നറിയുന്നതിനു മുന്‍പ് അള്‍ട്രാശബ്ദം എന്താണ് എന്നറിയണം. നമുക്ക് കേള്‍ക്കാന്‍ കഴിയുന്നവയും കേള്‍ക്കാന്‍ കഴിയാത്തവയുമായ ശബ്ദങ്ങള്‍ ഉണ്ട്. 20Hz മുതല്‍ 20KHz വരെ ആവൃത്തിയുള്ള ശബ്ദമേ മനുഷ്യന് കേള്‍ക്കാന്‍ കഴിയുകയുള്ളൂ. 20Hz ല്‍ താഴെ ആവൃത്തിയുള്ള ശബ്ദങ്ങള്‍ ഇന്‍ഫ്രാസോണിക്ക് എന്നാണ് അറിയപ്പെടുന്നത്. 20Khz ന് മുകളിലുള്ള ശബ്ദങ്ങളാണ് അള്‍ട്രാസോണിക്ക്. ഇത്തരം ഉന്നതാവൃത്തി ശബ്ദമാണ് അള്‍ട്രാസൌണ്ട് സ്കാനിംഗില്‍ പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നത്. 1Mhz മുതല്‍ 18Mhz വരെ ആവൃത്തിയുള്ള ശബ്ദങ്ങള്‍ ഇതിനായി പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നുണ്ട്.

ശബ്ദത്തിന്റെ പ്രത്യേകതകളില്‍ ഒന്നാണ് പ്രതിധ്വനി. എക്കോ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഈ പ്രതിധ്വനി നാം പലപ്പോഴും അനുഭവിച്ചിട്ടുള്ളതാണ്. ശബ്ദം ഏതെങ്കിലും വസ്തുവില്‍ തട്ടി തിരിച്ച് നമ്മിലെത്തുമ്പോഴാണ് പ്രതിധ്വനി അനുഭവവേദ്യമാകുന്നത്. വവ്വാല്‍ രാത്രി സഞ്ചാരത്തിന് പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നതും ഈ പ്രതിധ്വനിയെ ആണ്. ശബ്ദം പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന സമയവും തിരിച്ചുവരുന്ന സമയവും തമ്മിലുള്ള ഇടവേളയും ശബ്ദത്തിന്റെ വേഗതയും താരതമ്യം ചെയ്താല്‍ എത്രദുരത്തു നിന്നുമാണ് പ്രതിധ്വനി ഉണ്ടായത് എന്ന് നിര്‍ണ്ണയിക്കാനാകും. ഒരു വസ്തുവിന്റെ എല്ലാ ഭാഗത്തുനിന്നും ശബ്ദം പ്രതിഫലിക്കുന്നുണ്ടാകും. ഇതിനെയെല്ലാം സ്വീകരിക്കാന്‍ കഴിഞ്ഞാല്‍ വസ്തുവിന്റെ രൂപവും മനസ്സിലാക്കിയെടുക്കാം. ഈ തത്വം പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്ന ഒരു യന്ത്രമാണ് അള്‍ട്രാസൌണ്ട് സ്കാനിംഗിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്. 
മനുഷ്യന്റെ ആന്തരാവയവങ്ങളിലേക്ക് വളരെ ഉയര്‍ന്ന ആവൃത്തിയുള്ള ശബ്ദതരംഗങ്ങള്‍ അയക്കുന്നു. ഈ ശബ്ദതരംഗങ്ങള്‍ അവിടെ നിന്നും പ്രതിഫലിച്ച് വരും. ഇതിനെ സ്വീകരിച്ച് കംമ്പ്യൂട്ടര്‍ ഉപയോഗിച്ച് കണക്കുകൂട്ടലുകള്‍ക്ക് വിധേയമാക്കി ഒരു ചിത്രം നിര്‍മ്മിക്കുന്നു. അള്‍ട്രാസൌണ്ട് സ്കാനിംഗില്‍ ലളിതമായി നടക്കുന്ന പ്രവര്‍ത്തനം ഇതാണ്.

അള്‍ട്രാസൌണ്ട് യന്ത്രത്തിന്റെ പ്രധാനഭാഗങ്ങളെ ഇനി പരിചയപ്പെടാം
1. ട്രാന്‍സ്ഡ്യൂസര്‍ പ്രോബ്
ട്രാന്‍സ്ഡ്യൂസര്‍ എന്നാല്‍ ഒരു തരത്തിലുള്ള ഊര്‍ജ്ജത്തെ മറ്റൊരു തരത്തിലേക്ക് മാറ്റാന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരുപകരണം എന്നര്‍ത്ഥം. ഒരു സ്പീക്കര്‍ വളരെ ലളിതമായ ഒരു ട്രാന്‍സ്ഡ്യൂസറാണ്. അള്‍ട്രാസൌണ്ട് യന്ത്രത്തിലെ ട്രാന്‍സ്ഡ്യൂസറിന് രണ്ട് പണികളാണ് ചെയ്യാനുള്ളത്. ശബ്ദത്തെ വൈദ്യുതിയാക്കാലും വൈദ്യുതിയെ ശബ്ദമാക്കലും. ഒരേ സമയം ശബ്ദത്തെ സൃഷ്ടിക്കുകയും തിരിച്ചുവരുന്ന ശബ്ദത്തെ സ്വീകരിക്കുകയും ചെയ്യാന്‍ കഴിയുന്ന തരത്തിലാണ് ഇത് നിര്‍മ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്.
2. ട്രാന്‍സ്ഡ്യൂസര്‍ കണ്‍ട്രോള്‍
ട്രാന്‍സ്ഡ്യൂസര്‍ നിര്‍മ്മിക്കുന്ന ശബ്ദത്തിന്റെ ആവൃത്തി, തീവ്രത, ഇടവേള തുടങ്ങിയവയെ നിയന്ത്രിക്കുകയാണ് കണ്‍ട്രോളിന്റെ ജോലി.
3. കംപ്യൂട്ടര്‍
സ്വീകരിക്കുന്ന ശബ്ദത്തിനനുസരിച്ചുള്ള വൈദ്യുതസിഗ്നലുകള്‍ ട്രാന്‍സ്ഡ്യൂസര്‍ കംമ്പ്യൂട്ടറിലേക്ക് അയക്കുന്നു. അതിനെ ചിത്രമാക്കി മാറ്റി പ്രദര്‍ശിപ്പിക്കാനുള്ള ചുമതല കംമ്പ്യൂട്ടറിന്റേതാണ്. ട്രാന്‍സ്ഡ്യൂസറിലേക്കുള്ള വൈദ്യുതിസംവിധാനത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്നതും ഈ കംമ്പ്യൂട്ടര്‍ തന്നെ.
കംമ്പ്യൂട്ടറിനോടുനുബന്ധിച്ച് വിവിധ തരത്തിലുള്ള ഔട്ട്പുട്ട് യൂണിറ്റുകള്‍ ഉണ്ടാകും. ഡിസ്പേ മോണീട്ടറാണ് ഇതില്‍ പ്രധാനം. കംമ്പ്യൂട്ടര്‍ നിര്‍മ്മിക്കുന്ന തത്സമയ വീഡിയോ കാണാന്‍ ഇത് അവസരമൊരുക്കുന്നു. ഇത്തരം വീഡിയോകളേയും ചിത്രങ്ങളേയും സൂക്ഷിച്ചുവയ്ക്കുവാനുള്ള ഹാര്‍ഡ് ഡിസ്കുകളും സി-ഡി സംവിധാനങ്ങളും ഔട്ട്പുട്ട് യൂണിറ്റുകളില്‍പ്പെടുന്നു. ഇത് കൂടാതെ ചിത്രങ്ങള്‍ അച്ചടിക്കാനുള്ള പ്രിന്ററും അനുബന്ധ ഉപകരണമായിട്ടുണ്ട്. ഈ പ്രവര്‍ത്തനങ്ങളെ നിയന്ത്രിക്കുവാനുള്ള കീബോര്‍ഡ് സംവിധാനങ്ങളും അള്‍ട്രാസൌണ്ട് യന്ത്രത്തിന്റെ കൂടെ ഉണ്ടാകും.

പീസോ ഇലക്ട്രിക്ക് പ്രഭാവം ഉപയോഗിച്ചാണ് ട്രാന്‍സ്ഡ്യൂസര്‍ പ്രോബ് പ്രവര്‍ത്തിക്കുന്നത് . ശബ്ദം സൃഷ്ടിക്കാനും ശബ്ദം സ്വീകരക്കാനും ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു. അനുയോജ്യമായ വൈദ്യുതി നല്‍കിയാല്‍ കമ്പനം ചെയ്യുന്ന ക്രിസ്റ്റലുകളാണ് പീസോഇലക്ട്രിക്ക് ക്രിസ്റ്റലുകള്‍. അതേ പോലെ തന്നെ ഈ ക്രിസ്റ്റലുകളെ കമ്പനത്തിന് വിധേയമാക്കിയാല്‍ അത് വൈദ്യുതസിഗ്നലുകള്‍ സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യും. ആന്തരഅവയവങ്ങളില്‍ തട്ടി തിരിച്ച് വരുന്ന ശബ്ദത്തെ സിഗ്നലുകളാക്കി മാറ്റുന്നതിന് ഇത് സഹായിക്കുന്നു.

ആന്തരവയവങ്ങളുടെ ചിത്രമെടുക്കേണ്ട ശരീരഭാഗത്തോട് ട്രാന്‍സ്ഡ്യൂസര്‍ പ്രോബ് ചേര്‍ത്ത് വയ്ക്കുന്നു. ഉദാഹരണമായി ഗര്‍ഭാശയത്തില്‍ കിടക്കുന്ന കുഞ്ഞിന്റെ ചിത്രമാണ് എടുക്കേണ്ടതെങ്കില്‍ വയറിനോട് ചേര്‍ത്താണ് പ്രോബ് വയ്ക്കുക. ഒരു പ്രത്യേക തരം ജെല്‍ പ്രോബ് വയ്ക്കേണ്ട ശരീരഭാഗത്ത് പുരട്ടാറുണ്ട്. പ്രോബില്‍ നിന്നും വരുന്ന ശബ്ദത്തെ വളരെ എളുപ്പം ശരീരത്തിനുളളിലേക്ക് കടത്തിവിടാനായാണ് ഈ ജെല്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നത്.

ശബ്ദത്തിന്റെ ആവൃത്തി, തീവ്രത തുടങ്ങിയവയില്‍ മാറ്റം വരുത്തി ശരീരത്തിന്റെ വിവിധ ആന്തര ഭാഗങ്ങളില്‍ നിന്നും ശബ്ദത്തെ പ്രതിഫലിപ്പിക്കാവുന്നതാണ്. അതിനനുസരിച്ച് വ്യത്യസ്ഥമായ ചിത്രങ്ങളും ലഭ്യമാകും. ഡോപ്ലര്‍ അള്‍ട്രാസൌണ്ട് എന്നൊരു പുതിയ സങ്കേതം കൂടി ഇപ്പോള്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. ശരീരത്തിനുള്ളില്‍ ചലിക്കുന്ന വസ്തുക്കളെ തിരിച്ചറിയാനും അവയുടെ വേഗതയും മറ്റും കണക്കാക്കാനുമാണ് ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഗര്‍ഭസ്ഥശിശുവിന്റെ ചലനം ഇത്തരത്തില്‍ തിരിച്ചറിയാവുന്നതാണ്.