MEDICAL ULTRASONOGRAPHY

Do you know how it works?

Ultrasounds are also used in medicine, especially in diagnosis.

An ultrasound pulse is sent via a probe and the echoes reflected are analyzed and displayed on a screen.

When the beam reaches a boundary between two different tissues, some of the sound waves are reflected causing different echoes on the receiver.

The A-type  just displays of the intensity of the echoes.

The B-type, most common, will show a dot in a CRT display, which is positioned according to the time delay of the echo and which brightness varies with the intensity of the echo received. It displays a two dimension image of the section of the body which is being analyzed.

 B-type ultrasonography equipment

The frequency range in ultrasonography is typically from 2 to 18 MHz but there a are applications with greater frequencies.

Ultrasonography has a lot of advantages. It doesn't produce any radiation, so it's harmless to the body. 

Ultrasonography used in pregnancy

It's also portable, as the systems are usually the size of a desktop computer and can be transported to the bedside of a immobilized patient.

It shows images in real time allowing for a fast diagnosis.

Besides imaging and diagnosis, ultrasounds can also be used to heal.

Some of the applications include teeth cleaning, cancer treatment, breaking kidney stones, eye cataract treatment.

Ultrasound used to break kidney stones

This treatments use a specific ultrasound procedure called HIFU (High Intensity Focused Ultrasound), a  very narrow beam of ultrasound with a frequency that's lower than the ones used for imaging (from 0.250 to 2 MHz). This beam can produce heat with great precision at deep parts of the body, otherwise unreachable without surgery.

Ultrasound waves, again. We can't hear them, but they are very useful.

ECOGRAFIA MÉDICA

Sabem como funciona?

Os ultra-sons são usados em medicina, especialmente como ajuda de diagnóstico.

Um impulso de ultra-sons é enviado através de uma sonda e os ecos são analisados e expostos num ecrã.

Quando o feixe chega a uma fronteira entre dois tecidos, algumas das ondas sonoras são reflectidas,  causando ecos no receptor.

Há vários tipos de ecografia.

A tipo-A apenas mostra a intensidade dos ecos.

A tipo-B, mais comum, irá mostrar um ponto num ecrã CRT, cuja posição varia de acordo com o atraso do eco recebido e cujo brilho é proporcional à intensidade desse mesmo eco. Temos, assim, uma imagem a duas dimensões da secção do corpo que está a ser analisada.

Um típico a ecógrafo tipo-B

A gama de frequências nas ecografias normais varia entre 2 e 18 MHz, mas há aplicações com frequências mais altas.

A Ecografia tem muitas vantagens. 

Não produz nenhum tipo de radiação, por isso é inofensiva para o ser humano. 

Ecografia de um feto

É portátil, sendo os sistemas poucos maiores que um computador de secretária, podendo ser levado para junto de um doente que não se possa mover.

Mostra imagens em tempo real, facilitando um diagnóstico muito rápido.

Mas, para além das ecografias, os ultra-sons podem ser usados para curar.

Algumas das suas aplicações incluem limpeza dentária, tratamento do cancro, quebra de pedras nos rins, tratamento de cataratas nos olhos, entre outras.

Tratamento de pedras renais através de ulta-sons

Estes tratamentos usam um procedimento específico com ultra-sons, chamado HIFU (High Intensity Focused Ultrasound), um feixe extremamente estreito com frequências inferiores às das ecografias  (de 0.250 a 2 MHz). Este feixe é capaz de produzir calor com grande precisão em partes do corpo que só seriam acessíveis por cirurgia.

Mais uma vez, os ultra-sons. Não os conseguimos ouvir, mas são-nos muito úteis.

SONAR

A very clever use of ultrasound waves

SONAR is most commonly used as as underwater navigation and detection tool.

The word is inspired by the word RADAR ( Radio Detection and Ranging ) with the Sound dimension: Sound Navigation and Ranging.

A modern 3D SONAR image

Ironically, the first patent of the SONAR was created in May 1912, by an Englishman, Lewis Richardson, only one month after the Titanic's disaster.

SONAR is based on the reflection of sound waves. There are two different types: the Passive and the Active SONAR.

The first Passive SONAR was invented in 1490 by Leonardo Da Vinci. It consisted of a simple tube, half inserted in the water. One could listen to the sea sounds by putting an ear close to the tube hole.

While the Passive SONAR only listens to what's happening in the water, the Active SONAR sends a series of "Pings" and waits for their reflected echoes.

In order to do this, the SONAR has an emitting device and a series of hidrophones that listen to the echoes of the pulse sent.

Using the analogy of a flashlight, we can have a narrower of wider beam, depending on the application. To look for fish, we use a wider beam that covers a bigger area.

A fish finding SONAR

In the military applications, a narrower beam will create a better and more accurate image.

The screen of a more sophisticated 3D SONAR

Also, the lower frequency SONARs ( around 50KHz) will penetrate deeper in the water, due to the absorption of sound waves by the water. The high frequency SONARs ( from 200KHz to several GHz ) will travel less, but their echoes will be much sharper when captured by the hidrophones.

SONAR

Uma forma muito eficaz de usar os ultra-sons

O SONAR é mais usado como ferramenta para navegação e deteção subaquática .

A palavra foi inspirada na palavra RADAR ( Radio Detection and Ranging ) com a dimensão sonora: Sound Navigation and Ranging.

Uma imagem 3D de um SONAR moderno

Ironicamente, a primeira patente do SONAR foi criada por um Inglês, Lewis Richardson, em Maio de 1912, um mês depois do naufrágio do Titanic.

O SONAR baseia-se na reflexão das ondas sonoras. Há dois tipos: O SONAR Passivo e o SONAR Ativo.

O primeiro SONAR passivo foi inventado em 1490 por Leonardo Da Vinci. Consistia num pequeno tubo, meio imerso na água. Podiam-se ouvir os sons do mar encostando o ouvido a uma das extremidades.

Enquanto o SONAR Passivo só escuta o que está a acontecer dentro de água, o SONAR Ativo envia uma série de impulsos chamados "Pings" e espera pelo eco das suas reflexões.

Para isso, o SONAR dispões de um sistema de emissão e de uma série de hidrofones que escutam os ecos dos impulsos enviados.

Usando a analogia de uma lanterna, podemos ter um feixe mais estreito ou mais largo, dependendo da aplicação. Para procurarmos peixe, usamos um feixe mais largo, que cobre uma área maior.

Um SONAR de pesca

Nas aplicações militares, por exemplo, um feixe mais estreito criará uma imagem melhor e mais definida.

O display 3D de um SONAR sofisticado

Por outro lado, os SONARes  de baixa frequência ( cerca de 50KHz) penetram mais fundo dentro de água, devido à absorção das ondas sonoras pela mesma. Os SONARes de alta frequência ( de 200KHz a vários GHz ) viajarão menos, mas os seus ecos serão muito mais focados quando capturados pelos hidrofones.

INTONATION

The power of singing while talking

We express our feelings and beliefs using some features of our voice. 

We change the volume, choose powerful silent moments, we add some body language and, most of all, we use intonation.

Intonation happens when we change the pitch of our voice.

When we ask a question, we raise the pitch of the last part of the sentence, so it can be understood as a interrogation. But there's a lot more to it.

Good speakers use it with great skill, almost singing while they talk.

EiTB Dimension, a basque advertising agency had this brilliant idea: using the natural intonation of two great speakers: Barak Obama and Jose Mourinho and...well see for yourselves.

A pianist and a guitar player play along with these great performers.

"News are better with music", excellent idea for a campaign for Radio Euskadi, won gold at several festivals, including Cannes.

The production team was Debolex and Irusoin, from Bilbao.

Congrats!

ENTOAÇÃO

O poder de cantar, falando

Nós expressamos os nossos sentimentos e valores usando algumas características da nossa voz.

Mudamos o volume, escolhemos momentos de silêncio poderosos, juntamos alguma linguagem corporal e, acima de tudo, usamos a entoação.

A entoação acontece quando alteramos a altura da nossa voz.

Quando fazemos uma pergunta, subimos a altura da última parte da frase, para que soe mais aguda e se perceba que é uma interrogação. Mas é muito mais que isso.

Os grandes oradores, usam-na, com grande habilidade, quase cantando quando falam.

EiTB Dimension, uma agência de publicidade basca teve esta brilhante ideia: usando a enorme capacidade de entoação de dois grandes comunicadores, Barak Obama e José Mourinho e...bem, vejam vocês mesmo...

Um pianista e um guitarrista "acompanharam" estes dois magníficos personagens.

"As notícias são melhores com música"", ideia excelente para uma campanha da Radio Euskadi, ganhou ouro em diversos festivais, incluindo Cannes.

A equipa de produção foi a  Debolex e a Irusoin, de Bilbao.

Parabéns!

WHY DO WE SING IN THE SHOWER?

"La-la-la, I'm singing in the rain"

Singing in the shower is a classic. Is there a reason for it?

Yes. And more than one.

First of all, we are alone and feel undisturbed. The second reason is the sound of the water masking our voice and giving us the feeling that no one can hear us. But are those the main reasons? We don't sing in our car.

The main reason are the standing waves' effect that is created inside the shower cabin. The tile walls are very reflective and the dimensions of the space create a standing wave with a wavelength close to the fundamental harmonic of sound of our voice. 

In a simple example, a shower cabinet 1,5 meters wide, 1,5 meters deep and 2,5 meters high will produce a main standing wave of  377 Hz, around F# above middle C.

When singing, we hear our voice back enhanced by a "chorus" that makes it much more powerful and beautiful. We even sing like in the opera! :-)

Nice habit!

PORQUE É QUE NÓS CANTAMOS NO BANHO?

"La-la-la, I'm singing in the rain"

Cantar no chuveiro é um clássico. Haverá alguma razão para isso?

Sim. E mais do que uma.

Primeiro, nós estamos sós e sentimos que não nos podem incomodar . A segunda razão é que o som da água a correr mascara o som da nossa voz dando-nos a sensação que ninguém nos vai ouvir. Mas serão estas as razões principais? Nós não cantamos no carro.

A principal razão são as ondas estacionárias que são criadas dentro da cabine do duche. 

As paredes de azulejo são muito reflectoras e as dimensões do espaço criam uma onda estacionária primária com a mesma frequência do harmónico fundamental da nossa voz. 

Num exemplo simples, uma cabine de duche com 1 metro e meio de largura, 1 metro e meio de profundidade e 2 metros e meio de altura irá produzir uma onda estacionária principal de 377 Hz, perto de Fá#  acima do dó central.

Enquanto cantamos, ouvimos a nossa voz de volta, acompanhada de um "coro" que a torna muito mais poderosa e bonita. Até ensaiamos umas notas de ópera! :-)

Bom hábito!

FIFA WORLD CUP 2014

The origins of the roar of the crowd

In almost all the major competitions, athletes mention the massive effect of the roar of the crowd. Some are pushed to victory by that wall of sound, while others are humbled and, often, intimidated by it.

"A stadium full of people gives voice to more than just sporting passion", says David Hendy1.

Around 2000 years ago, the Romans started their Roman Games, and the Colosseum was built by order of Emperor Titus in 80 AD. It was the most spectacular, and advanced venue. 50.000 people will fit in there, from the humble people to the higher ranks of Roman hierarchy, including the Emperor himself.

Rome Colosseum

It was surely, a major influence to todays's sporting arenas

London Olympic Stadium

Titus wanted to wipe out the previous Emperor Nero's infamous tradition of organizing private shows in his Golden House, delivering the games to the people, in an entertainment  palace of their own. 

The London Olympic games opening ceremony had a total cost of around 65 million pounds.

The Colosseum opening ceremony is said to have cost 9000 wild animal lives, slaughtered in place.

The roar of the crowd was amazing and its power could change the faith of those inside the arena. 

The same rules still apply today. The sound of the crowd is a great part of the show, a way to a collective expression, that cannot be tamed. The crowd is never obedient, it can be used to influence people but also to resist.

A goal, often leads to a roar reaching more than 110dBA, pushing he adrenalin to extreme levels.

The sound, here again, is the main attraction.

1Ref: David Hendy "Noise , a HumanHistory of Sound and Listening" pages 82-91

MUNDIAL DE FUTEBOL DE 2014

As origens do ruído do público

Na maior parte das grandes competições, os atletas falam do efeito esmagador do ruído do público. Alguns sentem-se empurrados para a vitória por essa parede sonora, enquanto outros se sentem inferiorizados e, algumas vezes, intimidados por ela.

"Um estádio cheio de gente dá voz a mais do que à simples paixão desportiva.", diz David Hendy"1.

Há cerca de  2000anos, os Romanos deram início aos chamados Jogos Romanos e o Coliseu de Roma foi inaugurado pelo imperador Titus em 80 DC. Era, sem dúvida, o mais espectacular e avançado local de espectáculo. Cabiam aí 50.000 espectadores, desde o povo humilde até  aos mais altos estratos da hierarquia romana, incluindo o próprio Imperador.

Coliseu de Roma

 Foi, seguramente, a maior influência para os nossos actuais estádios.

Estádio Olímpico de Londres

Titus queria assim fazer esquecer o hábito do seu predecessor, Nero, que organizava espectáculos privados na sua Casa Dourada, entregando os Jogos aos populares, num palácio de entertenimento que lhes pertencia. 

É sabido que a cerimónia de abertura dos jogos Olímpicos de Londres de 2012 teve um custo total de  65 milhões de libras.

 A inauguração do Coliseu custou a vida a  9000 animais selvagens, chacinados na arena.

O rugido do público era incrível e o seu poder era tal que conseguia mudar o destino dos que estavam na arena. 

As mesmas regras aplicam-se ainda hoje. O son do público é uma grande parte do espectáculo, uma forma de expressão colectiva, que não pode ser domesticada. A multidão não é obediente e a sua energia pode ser usada para influenciar, mas também para resistir.

Um golo, leva, frequentemente, a uma explosão que ultrapassa os 110dBA, colocando a adrenalina a níveis extremos.

O som é, aqui, mais uma vez, a principal atração.

1Ref: David Hendy "Noise , a Human History of Sound and Listening" pags 82-91

SPIRITS AND SOUND

How Shamans use sound as a tool

According to David Lewis-Williams1,  a survey of more than 500 different cultures, all over the World, showed that more than 90% used or still use Shamanist rituals.

For those who might not know what Shamanism is, it's a practice that gathers people in a state of collective trance or hypnosis, under the direction of a Shaman who reaches for the spirits of the dead.

His main tool? Sound, of course.

From the Paleolithic times, inside the caves, using the multiple responses of the infinite corridors, sound was always present and created the illusion of the responses of the spirits.

In Siberia, among the Chukchi people, the ritual starts with the Shaman banging his drum and singing. He can tune his voice as he approaches and removes his mouth from the drum. The sound waves resonate in the room and create a spectacular illusion of hundreds of voices responding to the call.

We saw the same thing at Stonehenge.

Christians are not free from theses kind of rituals. 

In England, there's a 13th century cathedral in Wells that creates a very interesting effect:

Wells Cathedral West front. Christ on top

Its West front facade is covered from ground to ceiling with more than 300 statues - kings, saints, bishops and, at the top, Christ himself.

As the cathedral choir sings, there is a stunning effect as, suddenly, sound seems to be coming from the statues. As no one is singing outside the cathedral, it looks like the statues are responding to the choir.

What is happening? Inside the church, there's a small hidden door that leads, through a passage, to a tiny room where two or three monks hide and sing. This hall is connected to the back of the statues by holes in the forms of cones, called occuli, shaped like a megaphone, and lead their voices outside.

Some of the narrow passages of cathedrals add echo to the sound

We can easily imagine the faces of all the poor believers and how the naughty monks manipulated them.

1 David Lewis-Williams "The mind in the cave, consciousness and origins of art" pages 131-135

Ref: David Hendy " Noise, a Human Story of Sound and Listening" pages 37-44

ESPÍRITOS E SOM

Como os Shamans usam o som como ferramenta

Segundo David Lewis-Williams1,  uma pesquisa em mais de 500 culturas diferentes em todo o Mundo mostrou que mais de 90% delas usava ou usa rituais Shamanistas.

Para aqueles que não sabem o que é o Shamanismo, é uma prática onde se juntam pessoas num estado colectivo de transe ou hipnose, sob a direcção de um Shaman que chama e invoca os espíritos dos mortos.

A principal ferramenta? O Som, claro.

Desde o Paleolítico, nas grutas, usando as múltiplas respostas dos infinitos corredores, o Som esteve sempre presente e traz a ilusão da presença dos espíritos e das suas respostas.

Verificámos a mesma situação em Stonehenge.

Na Siberia, entre os Chukchi, o ritual começa com o Shaman batendo no seu tambor e cantando. Ele consegue modificar a sua voz, aproximando e afastando a boca do tambor. As ondas sonoras ressoam na sala e criam uma ilusão espectacular de centenas de vozes respondendo ao seu chamamento.

Os Cristãos não estão livres deste tipo de rituais. Em Inglaterra, em Wells, existe uma catedral do século XIII que cria um efeito muito interessante:

A fachada Oeste da Catedral de Wells. Com o Cristo no topo

A sua fachada principal a Oeste está ornamentada, desde o chão até ao cimo, com mais de 300 estátuas- reis, santos, bispos e até o próprio Cristo no topo.

Quando o coro da catedral canta, há um efeito fantástico devido a vozes que parecem vir das estátuas. Como não há ninguém a cantar fora do edifício, o som etéreo parece mesmo vir das estátuas.

O que está a acontecer? Bem, há uma pequena porta dentro da igreja que leva, através de uma pequena passagem, até uma salinha escondida onde dois ou três monges se escondem e cantam a determinado momento. Este cubículo comunica com a parte detrás das estátuas por buracos em forma de cones, chamados occuli, parecidos com megafones, e transportam as suas vozes para o exterior.

Algumas passagens estreitas das catedrais adicionavam eco ao som

É fácil de imaginar a cara dos pobres crentes e como os malandros dos monges os manipulavam com grande eficácia.

1 David Lewis-Williams "The mind in the cave, consciousness and origins of art" pages 131-135

Ref: David Hendy " Noise, a Human Story of Sound and Listening" pages 37-44

VOICES 2

What did Hitler and Mickey Mouse have in common?

In 1938, professor M.D Steer, a specialist of speech, showed how Hitler's sound waves dominated the crowds.

His fundamental tone was close to 220Hz. 228Hz, in fact, which is the fundamental frequency of anger expression. In his statement, Hitler's voice "managed to batter listeners into a state of submission, bordering closely on hypnotism".

Compared to him, Chamberlain, the british prime-minister sounded like weak patient, and so did Roosevelt and King George.

Darwin had already explained that adult males use their voice as a weapon.

Loud sounds in Nature always mean a threat. Hitler's secret was not only his 228Hz bursts but his way of changing pitch very quickly and aggressively manipulating his harmonics.

Analyzing only his sound waves, we can also conclude that it matches a woman's scream or the tone of a very friendly figure: Mickey Mouse.

Poor Mickey Mouse! He deserved better company. :-)

Ref. "In Pursuit of Silence" by George Prochnick page 85

VOZES 2

O que havia de comum entre o Hitler e o Rato Mickey?

Em 1938, o professor M.D Steer, um especialista da fala, explicou como as ondas sonoras da voz do Hitler dominavam as multidões.

O seu harmónico fundamental era cerca de 220Hz. De facto, eram 228Hz, que é a a frequência fundamental de expressão da raiva. No seu depoimento, afirma que a voz de Hitler "conseguia forçar os seus ouvintes a um estado de submissão, muito próximo da hipnose".

Comparado com ele, Chamberlain, o primeiro ministro britânico soava a um doente frouxo, e o mesmo se podia dizer de  Roosevelt e o Rei George V.

Darwin já tinha explicado que os machos adultos usam a voz como arma.

Na Natureza, sons altos significam sempre uma ameaça. 

O segredo de Hitler era , não só as suas explosões a 228Hz, mas também a maneira como mudava a altura muito rapidamente e manipulando os seus harmónicos de uma forma extremamente agressiva.

Analisando apenas as ondas sonoras, também se pode concluir que, em certas situações é semelhante ao grito de uma mulher ou à tonalidade de uma figura muito simpática: o Rato Mickey.

Pobre Rato Mickey! Merecia melhor companhia. :-)

Ref. "In Pursuit of Silence" by George Prochnick pag 85