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Die Übertragung dieser hochkomplexen Signale – darunter solche für die IVUS-Ultraschallbildgebung, die ICE-Intrakardialbildgebung und hochauflösende (HD) Endoskopiesysteme – erfordert eine äußerst empfindliche analoge Signalübertragung vom Sondentransducer zum Bildverarbeitungsprozessor. Die meisten dieser Signale arbeiten oberhalb von 5 MHz, einige sogar über 50 MHz, was die hochauflösende Bildgebung ermöglicht, die zur Identifizierung potenzieller Anomalien sowie zur Unterstützung einer genauen Diagnose und Intervention erforderlich ist. Hochfrequente Signalübertragung ist jedoch anfällig für Dämpfung, Impedanzfehlanpassung, Phasenverzerrung und elektromagnetische Störungen – all dies kann die Bildschärfe beeinträchtigen. Bei Hotten fertigen wir Hochfrequenz koaxialkabel-Steckverbinder für fortschrittliche Bildgebungs-Sonden. Die folgenden vier Kerntechnologien gewährleisten eine zuverlässige Signalübertragung und unterstützen hochwertige diagnostische Bildgebung.
Signal-Dämpfung von koaxialkabel hängt von der Frequenz ab, bedingt durch den Skineffekt und Signalverluste im Dielektrikum des Kabels. Niedrigpegelige Rücksignale aus tiefem Gewebe können bei einer Übertragung durch herkömmliche Kabel bei 20 MHz mehr als 1,5 dB/m Signalverlust aufweisen. Hotten verwendet fortschrittliche niederverlustige Dielektrika wie expandiertes PTFE (e-PTFE) und mikroporöses Polyethylen mit einem Verlustfaktor unter 0,0005 bei 10 MHz. Diese Materialien helfen dabei, schwache reflektierte Signale über der Rauschschwelle in IVUS- und Ultraschallsondenkabeln zu halten und gleichzeitig eine Einfügedämpfung unter 0,3 dB/m bei 30 MHz zu erreichen. Die Permittivität bleibt selbst bei der porösen Mikrostruktur des e-PTFE sehr stabil, wodurch eine Dämpfungsdrift während einer längeren Scansitzung vermieden wird. Dies trägt direkt zu einer verbesserten Bildauflösung und einer erhöhten Gewebedurchdringung bei.
Unstetigkeiten der charakteristischen Impedanz an Kabelverbindungen, Steckerverbindungen oder aufgrund von Fertigungsvariationen können Bildartefakte wie Geisterbilder und Seitenspeisen im Entfernungsbereich verursachen. Jede Komponente wird mittels der patentierten geschlossenen Extrusionsregelung und Zeitbereichsreflektometrie (TDR) von Hotten überprüft, wodurch eine Impedanztoleranz von weniger als 2 % erreicht wird (im medizinischen Bildgebungsanwendungen gilt ein Nennwert von 50 Ohm für das Kabel). Unser Augenmerk richtet sich zudem auf die Schnittstelle zwischen Kabel und interner Flex-Leiterplatte bei unseren ICE-Katheterkabeln und Endoskop-Bildgebungs-Harnesses – hier entwickeln wir Übergangsleiterplatten individuell, um die Impedanz des Kabels anzupassen, statt einen abrupten Übergang zu verwenden. Die kontinuierliche Impedanz beseitigt Ringdown-Artefakte, die sonst mit Krankheitserscheinungen verwechselt werden könnten. Alle Messungen zeigen einen Stehwellenverhältniswert (VSWR) von < 1,2:1 über den gesamten Frequenzbereich.
Die relative Phasenausrichtung mehrerer Signalpfade innerhalb von Phased-Array- oder Multi-Element-Bildgebungsproben ist entscheidend für eine präzise Strahlformung. Bei variierender Geometrie und/oder Material des Kabels zwischen den Kanälen wird das rekonstruierte Bild aufgrund der Unterschiede in der Ankunftszeit des Signals falsch registriert und/oder unscharf. Hotten erreicht Phasenstabilität durch drei zentrale Ansätze: (1) Hohe Gleichmäßigkeit der Dielektrizitätskonstante innerhalb jeder Produktionscharge; (2) Hochpräzises Abgleichen der Signalpfadlängen (z. B. Toleranzen innerhalb von ±1 mm) bei Multikoaxialbündeln; (3) Eine dichte Geflechtsabschirmung sorgt selbst bei Biegung für eine gleichmäßige Kapazität. Außerdem führen wir bei unseren Robotik-Kabelbaum-Systemen für automatisierte Bildgebungssysteme eine thermische Angleichung durch, um innere Spannungen zu beseitigen, die zu einer Phasendrift führen könnten. Dadurch wird eine kohärente Strahlformung ermöglicht, wobei die Phasenfehler bei 10 MHz weniger als 2° betragen.
In einigen Fällen werden Bildgebungsproben zusammen mit anderen strahlenden Technologien eingesetzt, darunter elektrochirurgische Systeme und das bekannte Gerät, das in schlecht abgeschirmten Koaxialkabeln Störgeräusche verursacht: die Durchleuchtungsgeräte (Fluoroskope). Weitere Störgeräuschquellen können intern entstehen, beispielsweise durch Bewegungseffekte in Kabeln, die als Störungen erfasst werden. Durch ein Dreischicht-Abschirmkonzept schützt Hotten Ihr Gerät mit einer Kombination aus einer inneren halbleitenden Schicht (zur Rückhaltung triboelektrischer Ladungen), einer hochgeflochtenen, versilberten Kupferabschirmung (95 % Abschirmdämpfung, zur Reduzierung magnetischer Störungen durch externe Quellen) sowie einer äußeren Abschirmfolie (100 % Abschirmung der elektrischen Feldkopplung). Um Gleichtaktströme zu reduzieren, ist ein mehradriges Masse-Rückführungsleiter für das IVUS- und ICE-Kabel intravaskulärer Katheter vorgesehen. Das Gesamtergebnis ist eine Übertragungsimpedanz von weniger als 3 mΩ/m bei 30 MHz, was saubere Signale gewährleistet, die hochkontrastreiche, artefaktfreie Bilder liefern.
Nicht nur liefern die fortschrittlichen Bildgebungsproben sauberere Signale; sie sind auch das Ergebnis einer sorgfältigen Auswahl des dielektrischen Materials, der angewendeten Impedanzsteuerung sowie des Designs der Phasen und Abschirmungen der Proben. Hochfrequente Koaxialkabelbaugruppen werden in Ultraschallproben, ICE-Kathetern, IVUS-Harnesses und Endoskopsystemen eingesetzt, um die Integrität akustischer und optischer Signale an der Probenspitze zu bewahren. Wir haben mehr als 400 Kabelvarianten entwickelt und betreiben jährlich über 40 Kabelfertigungslinien mit einer Produktionskapazität von mehr als 10.000 Metern, die speziell zur Unterstützung von Bildgebungssystemen dient, die präzise klinische Diagnosen ermöglichen und hervorragende Patientenergebnisse erzielen.
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