Hoe de impedantie van microcoaxiale kabels invloed heeft op ultrasone beeldvorming in hoge resolutie

Medische beeldvorming is een zeer gevoelige sector waarin signaalintraciteit een belangrijke rol speelt bij de precisie van de diagnose. Signaalintraciteit: De kwaliteit van een signaal tussen de sonde op de omzetter en de verwerkingseenheid zelf, beïnvloedt rechtstreeks de beeldkwaliteit aan het beelduiteinde van het high-definition echografiesysteem. Een andere kleine maar even belangrijke component in deze signaalketen is de microcoax-signaalkabel die zich in de sonde bevindt. Hoge en constante impedantiebeheersing is het fundament van de diagnostische betrouwbaarheid.

Impedantie is één van de redenen voor het behoud van signaalfideliteit.

Impedantie wordt uitgedrukt in de eenheid ohm (Ω) en is de weerstand die de kabel zal bieden aan wisselstroom van hoge frequentie. Bij toepassing van ultrasone beeldvorming zendt een omzetter een korte puls van akoestische energie naar het lichaam en registreert hij de teruggekaatste echo's. Dit zijn radiosignalen. De karakteristieke impedantie van de micro-coaxkabel moet overeenkomen met de bron (omzettelementen) en de belasting (ingang van het beeldvormingssysteem), wat meestal 50Ω of 75Ω is, om optimale vermogensoverdracht te bieden en de signaalreflectie zo laag mogelijk te houden.

Een impedantieonafstemming veroorzaakt reflecties van signalen. Deze elektrische weerklanken verzwakken het gereflecteerde signaal, veroorzaken signaalvervorming in de kabel en echo's op de echografische afbeelding, met gevolgen voor de contrastresolutie, onscherpe randen en artefacten zoals ghosting of verduistering die details verbergen.

Onvoldoende impedantiebeheersing heeft een negatief effect op de beeldkwaliteit.

De ongecontroleerde veranderingen in impedantie in micro-coaxiale kabels kunnen een ernstige belemmering vormen voor het functioneren van ultrasone beeldvormingssystemen. De belangrijkste gevolgen zijn:

Verminderde axiale resolutie: Dit is de eigenschap van het systeem om een verschil te detecteren tussen twee objecten die dicht bij elkaar liggen op het pad van de ultrasone bundel. Verbuigingen in signalen zorgen voor een echo die in omgekeerde vorm wordt weergegeven, waardoor het bijna onmogelijk wordt om twee dunne weefsellagen of fijne letsels die niet identiek zijn, van elkaar te onderscheiden.

Verlies aan detail en contrast: Hoge-resolutie beeldvorming vereist nauwkeurige meting van de signaalsterkte om de weefsel dichtheden te bepalen. Hoge definitie is afhankelijk van precisie in signaalamplitude en -timing. Een verschil in impedantie kan de ecokarakters afvlakken, wat resulteert in laag contrast en verlies van fijne diagnostische informatie.

Verhoogd ruis- en artefactenniveau: Reflecties kunnen versterkte willekeurige ruis of patroongerichte artefacten in het beeld zijn, en kunnen ten onrechte worden beschouwd als een pathologie of daadwerkelijke afwijking.

Balans tussen elektrische prestaties en fabricagebaarheid.

Het is een gecompliceerd proces om de kabel van een ultrasone probe van dit kaliber te maken. Een andere technische, vitale en kernvereiste die zeer essentieel is, is de stabiliteit van impedantie, wat het volgende inhoudt:

Precisiedielektrische extrusie: De diameter van de isolatie en de concentriciteit van de binnenste geleider en afscherming moeten gelijk blijven. Elke verandering leidt tot een veranderde capaciteit van de kabel, en daardoor tot een verandering in capacitantie en bijgevolg impedantie.

Vorming van een stabiele afscherming: wanneer de afscherming aan de buitenzijde zit, moet deze zeer concentrisch zijn. De invloed van een excentrische (niet-centrale) afscherming op signaalreflectie en impedantievariatie is zeer groot.

Goede kabelconstructie: De goede kabel kan bestaan uit goed afgewerkte uiteinden en het product is een goede kabel die verspild wordt. Tijdens de assemblage van probekabels is veel zorgvuldig crimpen en solderen vereist om ervoor te zorgen dat de connector op het verbindingspunt tussen connector en connector geen discontinuïteit veroorzaakt.

Tussen specificatie en betrouwbare diagnose.

Tot slot staat de architectuur van de microcoaxiale kabels in verband met precisie en klinisch vertrouwen. Prestaties: Een kabel met consistente en sterke prestaties garandeert:

Kristalheldere beelden: Dit is zo omdat fijnere structuren, zoals de anatomie van de foetus of het binnenste van bloedvaten, in groter detail moeten worden weergegeven.

Hoge diagnostische zekerheid: Het onderdrukt dubbelzinnige artefacten, waardoor de arts middels hoogwaardige beeldgegevens tot de juiste diagnose kan komen.

Levensduur en stabiliteit van het systeem: Het zou niet blootgesteld worden aan de ongewenste werking van het ultrasoundsysteem als gevolg van de onvoorziene schommeling van elektriciteit, terwijl het kapitaalinvestering nog steeds behouden zou blijven.

Nauwe impedantietolerantie sonde-kabels zijn het beste product aangezien OEM's bezig zijn met de ontwikkeling van de volgende generatie hoogwaardige ultrasoundsystemen waarbij de bedrijfsfrequentie hoog is. Daarom worden micro-coaxkabels niet langer passief gebouwd in de komende generatie ultrasoundsystemen die werken bij hogere bedrijfsfrequenties. Beeldkwaliteit en diagnosezekerheid, evenals de betrouwbaarheid van het systeem op lange termijn, zijn direct afhankelijk van de nauwkeurigheid van impedantiebeheersing.