Hvordan impedansen i mikrokoaksialkabler påvirker højopløselig ultralydsskanning

Medicinsk billeddannelse er en yderst følsom disciplin, hvor signalkvalitet spiller en vigtig rolle for nøjagtigheden af diagnosen. Signalkvalitet: Kvaliteten af signalet mellem proben på transducerelementet og selve behandlingsenheden påvirker direkte billedkvaliteten i den højopløselige ultralydssystem. En anden mindre, men lige så betydningsfuld komponent i denne signalkæde er mikrokoaksiale signalledninger, som findes i proben. Høj og konstant impedanskontrol er kernen i den diagnostiske pålidelighed.

Impedans er en af årsagerne til at bevare signalfideliteten.

Impedans angives i enheden ohm (Ω), og det er den modstand, kablet udviser over for vekselstrøm med høj frekvens. Ved anvendelse af ultralydbilleddannelse sender en transducer et kort pulser af akustisk energi ind i kroppen og optager de reflekterede ekkoer. Dette er radiosignaler. Den karakteristiske impedans for mikro-koaksialkablet skal matche kilden (transducerelementer) og belastningen (indgangen til billeddannelsessystemet), som typisk er 50 Ω eller 75 Ω, for at sikre optimal effektoverførsel og minimal signalrefleksion.

En impedansomtning forårsager signalrefleksioner. Disse elektriske efterklinger reducerer det reflekterede signal, forårsager signaldistortion i kablet og ekko på ultralydbilledet, hvilket påvirker kontrastopløsningen, giver uskarpe kanter og artefakter såsom ghosting-effekter eller skyggevirkninger, der skjuler detaljer.

Dårlig Impedanskontrol Påvirker Billedkvaliteten Negativt.

De uudforskede ændringer i impendansen i mikrokoaksiale kabler kan være et alvorligt hinder for arbejdet med ultralydssystemer. De væsentligste konsekvenser omfatter:

Nedsat axial opløsning: Dette er en egenskab ved systemet, som gør det i stand til at skelne mellem to objekter, der ligger tæt på hinanden i strålens retning. Bøjede signaler vil give et ekko af signalet i omvendt form, og to tynde vævslag eller fine læsioner, der ikke er ens, er næsten umulige at skelne.

Tab af detaljer og kontrast: Højopløselig billeddannelse kræver, at signalets styrke nøjagtigt tages i betragtning for at afgøre vævsdensiteter. Høj opløsning bygger på præcision i signalamplitude og timing. Forskelle i impedans kan fladgøre ekko-signalerne, hvilket resulterer i lav kontrast og tab af fin diagnostisk information.

Forøget støj og artefakter: Refleksioner kan forstærke tilfældig støj eller mønstrede artefakter på billedet og kan antages at være enten patologi eller den faktiske abnormitet.

Afvejning af elektrisk ydeevne mod producibilitet.

Det er en kompliceret proces at fremstille kablet til en ultralydsonde af denne kaliber. Et andet teknisk vigtigt og centralt krav, som er yderst væsentligt, er impedansstabilitet, hvilket omfatter:

Præcisionsdielektrisk ekstrudering: Diameteren på isoleringen og koncentriciteten mellem centerlederen og skærmen skal forblive den samme. Enhver ændring vil resultere i en ændring af kablernes kapacitet og derved en ændring i kapacitansen og følgelig impedansen.

Dannelse af en stabil skærm: Når skærmen er ydre, skal den være meget koncentrisk. Effekten af en eksentrisk skærm på signalrefleksion og impedansvariation er ganske markant.

God kabelkonstruktion: Et godt kabel kan bestå af gode tilslutninger, og produktet er et godt kabel, der går til spilde. Meget omhyggeligt krimsning og lodning kræves ved samling af probekabler for at sikre, at stikket ikke skaber en diskontinuitet i dets forbindelsespunkt mellem stik og stik.

Mellem specifikation og pålidelig diagnose.

Endelig er arkitekturen i mikrokoaksialkablerne og den kliniske tillid til arkitekturen forbundet med præcision. Ydelse: Kabel med en konsekvent og stærk ydelse vil garantere:

Klare billeder: Det skyldes, at finere strukturer, f.eks. fostrets anatomi eller indersiden af kar, skal ses i større detalje.

Høj diagnostisk tillid: Det undertrykker tvetydige artefakter, hvilket kan gøre det lettere for lægen at foretage den rigtige diagnose ved anvendelse af billeddata med høj trofasthed.

Systemlevetid og stabilitet: Det ville ikke blive udsat for den uønskede drift af ultralyssystemet på grund af den uforudsete variation af strømforsyningen, og alligevel ville kapitalinvesteringen blive bevaret.

Tætte impedanstolerante probeledninger er det bedste produkt, da OEM'erne er i gang med at udvikle næste generation af højopløselige ultralyssystemer, hvor driftsfrekvensen er høj. Derfor er mikrokoaksiale ledninger ikke passivt bygget længere i den kommende generation af ultralyssystemer, der fungerer ved højere driftsfrekvenser. Billedkvalitet, diagnostisk sikkerhed samt langvarig systempålidelighed afhænger direkte af nøjagtigheden af impedansstyring.