Jak ovlivňuje impedance mikrokoaxiálního kabelu vysoce kvalitní ultrazvukové zobrazování

Lékařské zobrazování je vysoce citlivý obor, ve kterém hraje integrita signálu důležitou roli pro přesnost diagnostiky. Integrita signálu: Kvalita signálu mezi sondou na měniči a samotnou procesní jednotkou přímo ovlivňuje kvalitu obrazu na výstupu systému ultrazvuku ve vysoké kvalitě. Další menší, ale stejně významnou součástí tohoto řetězce signálu uvnitř sondy je mikrokoaxiální signální kabel. Vysoká a konstantní kontrola impedance je základem samotné diagnostické spolehlivosti.

Impedance je jedním z důvodů, proč zachovávat věrnost signálu.

Impedance bude vyjádřena v jednotkách ohm (Ω) a bude představovat odpor, který kabel projeví vůči střídavému proudu vysoké frekvence. Při použití ultrazvukového zobrazení vysílá transducer krátký impuls akustické energie do těla a zaznamenává odrážející se echa. Tyto signály jsou radiofrekvenční. Charakteristická impedance mikrokoaxiálního kabelu musí odpovídat zdroji (prvkům transduceru) a zátěži (vstupu zobrazovacího systému), což obvykle činí 50 Ω nebo 75 Ω, aby byl zajištěn optimální přenos výkonu a minimální odražený signál.

Neshoda impedance způsobuje odrazy signálů. Tyto elektrické odezvy snižují odražený signál, způsobují zkreslení signálu v kabelu a echa na ultrazvukovém obrazu, což negativně ovlivňuje kontrastní rozlišení, rozmazané okraje a artefakty, jako jsou duchovní efekty nebo stínování, které skrývají detaily.

Neúčinná kontrola impedance negativně ovlivňuje kvalitu obrazu.

Nekontrolované změny impedance v mikrokoaxiálních kabelech mohou být vážnou překážkou pro práci ultrazvukových zobrazovacích systémů. Mezi hlavní dopady patří:

Snížené axiální rozlišení: Tato vlastnost systému umožňuje rozlišit dva objekty nacházející se blízko u sebe ve směru ultrazvukového paprsku. Ohnuté signály způsobí odraz signálu v obrácené podobě, a proto je obtížné rozlišit dvě tenké vrstvy tkáně nebo jemné léze, které si nejsou podobné.

Ztráta detailu a kontrastu: Vysoce kvalitní zobrazování vyžaduje zohlednění přesnosti síly signálu pro určení hustot tkání. Vysoké rozlišení je založeno na přesnosti amplitudy a časování signálu. Rozdíl v impedanci může signály ozvěny vyhladit nebo potlačit, což vede ke snížení kontrastu a ztrátě jemných diagnostických informací.

Zvýšený šum a artefakty: Odrazy mohou zesilovat náhodný šum nebo vytvářet vzorové artefakty na obrazu, což může být považováno buď za patologii, nebo za skutečnou abnormalitu.

Vyvažování elektrických vlastností a výrobní náročnosti.

Je to složitý proces výroby kabelu pro ultrazvukovou sondu této třídy. Další technicky důležitou a klíčovou potřebou, která je velmi podstatná, je stabilita impedance, která zahrnuje:

Přesné dielektrické vytlačování: Průměr izolace a soustřednost středového vodiče a stínění by měly zůstat stejné. Jakákoli změna povede ke změně kapacity kabelu a následně ke změně kapacity a tedy i impedance.

Tvar stabilního stínění: Pokud je stínění vnější, musí být co nejvíce soustředné. Vliv nestředného stínění na odraz signálu a variaci impedance je velmi významný.

Kvalitní sestava kabelu: Dobrý kabel může obsahovat kvalitní koncovky, a pokud je produkt dobrým kabelem, nelze jej zahodit. Při montáži sondových kabelů je zapotřebí mnoho pečlivého tvarování a pájení, aby se zajistilo, že konektor nevytváří nespojitost v místě spojení mezi konektorem a kabelem.

Mezi specifikací a spolehlivou diagnostikou.

Nakonec architektura mikrokoaxiálních kabelů a klinická důvěra v architekturu souvisí s přesností. Výkon: Kabel s konzistentním a silným výkonem zaručí:

Krystalicky ostré obrazy: Je to proto, že jemné struktury, např. anatomie plodu nebo vnitřek cév, musí být viditelné v jemném detailu.

Vysoká diagnostická jistota: Potlačuje nejednoznačné artefakty, které mohou lékaři pomoci udělat správnou diagnózu prostřednictvím využití vysoce věrných obrazových dat.

Životnost systému a stabilita: Nebylo by vystaveno nežádoucí činnosti ultrazvukového systému kvůli nepředvídaným výkyvům elektrické energie, přesto by investice do kapitálu byly zachovány.

Kabely sond s těsnou odolností proti interference jsou nejlepším produktem, protože výrobci originálních zařízení jsou ve fázi vývoje další generace vysoce kvalitních ultrazvukových systémů, u nichž je provozní frekvence vysoká. Proto již mikrokoaxiální kabely nejsou pasivně konstruovány u nadcházející generace ultrazvukových systémů, které pracují na vyšších provozních frekvencích. Kvalita obrazu a spolehlivost diagnostiky, stejně jako dlouhodobá spolehlivost systému, přímo závisí na přesnosti řízení impedance.