Ultralyd

Ultralyd er lydbølger med en frekvens som er høyere enn menneskets øre kan oppfatte. Den nedre grense for ultralyd settes ofte til 20 kilohertz (1 kHz = 1000 Hz), men også 15 kHz forekommer som nedre grense. Det hørbare lydspektrum er ingen presis størrelse. Barn kan gjerne høre høyere frekvenser enn voksne, da evnen til å høre høyfrekvent lyd pleier å avta med alderen. Grensene for hørbare frekvenser avhenger også av lydstyrken, og grensene tøyes noe hvis lyden er sterk. I tillegg finnes store variasjoner også innen samme aldersgruppe. Siden bølgelengden er omvendt proporsjonal med frekvensen, er ultralyd mer kortbølget enn annen lyd. Den dempes derfor tilsvarende mer. Mange lydkilder – både menneskeskapte og andre – lager ultralyd sammen med hørbar lyd og infralyd.

Mange pattedyr og insekter kan oppfatte – ofte også frembringe – ultralyd. Ultralyd brukes bl.a. innen tekniske fag og innen medisin. Den produseres med ultralyd-generatorer, ofte med frekvenser i MHz-området (1 Megahertz = 1 mill. Hz).

Medisinsk bruk
Grovt sett kan man dele medisinsk bruk av ultralyd i tre:  
 Diagnostisk.
 Terapeutisk med middels energiinhold, for eksempel for å varme opp muskler.
 Terapeutisk med høyt energiinnhold (høy-intensitets fokusert ultralyd), for eksempel for å fjerne tannstein, knuse nyrestein eller å behandle (med såkalt MR veiledet HIFU) hjernelidelser, som for eksempel essensiell tremor med flere.

Diagnostikk
Ultralyd ble først brukt diagnostisk for å se på hjertet; ekkokardiografi . Ultralyd brukes også for å se annet vev, indre organer, ledd, de store blodkar, innen nevrologien og for å se på foster under graviditet.

Ultralyd for diagnostikk er basert på lydbølger i området 1 til 15 MHz som sendes og mottas av en transducer. Signalene gjøres deretter fortløpende om til bilder, kurver eller lydsignaler.

Ultralyddiagnostikk skiller seg fra de fleste andre former for bildedannende diagnostiske undersøkelser ved at kvaliteten er sterkt avhengig av vedkommende som innhenter dataene, undersøkelsen er operatøravhengig. I Norge utføres ultralydundersøkelser som oftest av radiologer og andre leger, radiograf. Svangerskapsultralyd foretas også av jordmødre. Ved mange norske sykehus utføres det også ekkokardiografi av spesielt opplært personale, oftest kalt ekkoteknikere.

Leger får sin opplæring i ultralyddiagnostikk som en del av sin spesialisering. Jordmødre har et videreutdanningstilbud i ultralyd ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet i samarbeid med Nasjonalt senter for fostermedisin . Ekkoteknikere kan få sin utdanning ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet sin Videreutdanning i ultralyd av hjerte og kar  som påbygging til sin helsefaglige grunnutdanning. Det som er spesielt ved ultralyd er at noe av tolkningen foregår mens undersøkelsen pågår.  Dette til forskjell fra andre billed-diagnostiske metoder hvor bilder tolkes i ettertid.  All tolkning avhenger av den som tolker og krever spesialkompetanse.

Annen bruk av ultralyd
Også utenom medisin har ultralyd fått en rekke anvendelser – selv om voksne mennesker normalt ikke kan høre ultralyd, av og til nettopp derfor. Noen eksempler:
 Sonar (ekkolokalisering).
 Måling av tykkelse av materialer eller påvisning av defekter i disse.
Vaskemaskiner.
Skremme vekk mus og insekter ved hjelp av ultralyd-generatorer. Metoden kan kanskje virke i noen tilfeller, men ikke i alle, og virkningene er omdiskutert.
Få barn og ungdom vekk fra områdene rundt butikker og andre steder hvor en ikke ønsker at de skal oppholde seg. Til dette brukes et apparat kalt «Mosquito Alarm», som genererer en tone på 17,4 kHz. Unge finner lyden ubehagelig, mens voksne normalt ikke hører den. Metoden er kritisert – dels av menneskerettshensyn, dels fordi lyden også er ubehagelig for f.eks. småbarn.
Lokke på hunder med ultralyd-hundefløyter. Slike har også vært brukt til å gi inntrykk av «telepatisk» kontakt mellom barn. Barn kan kommunisere ved hjelp av slike fløyter, mens voksne (iallfall de fleste over 40) ikke hører dem. Ved noen forsøk i regi av parapsykologen Samuel Soal (1899–1975) klarte to gutter fra Wales tilsynelatende å kommunisere ved hjelp av telepati. Tryllekunstneren Jack Salvin var til stede og fant ingen tegn til fusk. Da den britiske psykolog professor C.E.M.Hansel ble kjent med forsøket, mente han imidlertid at guttene kunne ha brukt slike fløyter, skjult på kroppen. Ved hjelp av to jenter på ni og ti år demonstrerte han at metoden fungerte utmerket..

Ultralyd hos dyr
Mange pattedyr kan høre betydelig høyere frekvenser enn mennesker. Ulike kilder oppgir ofte noe forskjellige grenser. Som hos mennesker utvides det hørbare lydspektrum i begge ender hvis lyden er sterk, og som hos mennesker finnes store individuelle variasjoner hos samme art. Således er øvre grense omtrent som følger: Hunder 45 kHz, katter 64 kHz, mus 91 kHz, flaggermus 110 kHz, og hvithval 123 kHz. Bl.a. flaggermus, tannhvaler og spissmus bruker ekkolokalisering med ultralyd for å navigere. Hos insekter er evnen til å høre (og i noen tilfeller frembringe) ultralyd i området 20–100 kHz utviklet uavhengig av hverandre en rekke ganger. Ofte kan de dermed høre – og unngå – jagende flaggermus.

Hos mange arter brukes ultralyd til kommunikasjon mellom individene, f.eks. mellom kjønnene. Flaggermus har lenge vært kjent for å bruke ultralyd for å navigere og å finne byttedyr i mørket. Mange nattaktive insekter kan oppfatte denne ultralyden. De kan dermed forsøke å unngå flaggermusene, f.eks. ved å forsøke å fly vekk fra dem eller slippe seg rett ned (selv om de derved risikere å havne i vannet eller i et edderkoppnett. Bjørnespinnere kan selv sende ut ultralyd som signaliserer at de er uspiselige, eller forvirrer flaggermusene. Også blant knelere, sirisser, løvgresshopper, gulløyne m.fl. finnes arter som kan oppfatte og i noen tilfeller frembringe ultralyd.

Se også
infralyd – lyd med en frekvens som er lavere enn menneskets øre kan oppfatte
3D ultralyd
Ultralyd - ID

Referanser

Kilder
Toreno 1976: Søkelys på det overnaturlige. J.W.C.Cappelens Forlag. ISBN 82-02-03530-9.

Akustikk
Medisin
Zoologi