Como o Cabo Coaxial de Alta Frequência Apoia Sinais Mais Limpos em Sondas de Imagem Avançadas

A transmissão desses sinais altamente complexos — incluindo os utilizados em imagens por ultrassonografia intravascular (IVUS), imagens intracardíacas (ICE) e sistemas de endoscopia de alta definição (HD) — exige uma transmissão analógica extremamente sensível do transdutor da sonda ao processador de imagens. A maioria desses sinais opera acima de 5 MHz, com alguns ultrapassando 50 MHz, permitindo a aquisição de imagens de alta resolução necessária para identificar possíveis anormalidades e apoiar diagnósticos e intervenções precisos. Contudo, a transmissão de sinais de alta frequência é suscetível à atenuação, desajuste de impedância, distorção de fase e interferência eletromagnética, todos os quais podem reduzir a clareza da imagem. Na Hotten, fabricamos cabos de alta frequência conjuntos de cabos coaxiais para sondas avançadas de imagem. As quatro tecnologias principais a seguir garantem uma transmissão confiável de sinais e apoiam imagens diagnósticas de alta qualidade.

Dielétricos ultra-baixa perda para atenuação mínima em faixas de frequência

Atenuação do sinal de cabos Coaxiais depende da frequência devido ao efeito pelicular e à perda de sinal no dielétrico do cabo. Sinais de retorno de baixo nível provenientes de tecidos profundos podem sofrer mais de 1,5 dB/m de perda de sinal ao serem transmitidos através de cabos convencionais a 20 MHz. A Hotten utiliza materiais dielétricos avançados de baixa perda, como PTFE expandido (e-PTFE) e polietileno microporoso com fator de dissipação inferior a 0,0005 a 10 MHz. Esses materiais ajudam a manter sinais fracos refletidos acima do nível de ruído nos cabos de sondas IVUS e ultrassom, ao mesmo tempo que alcançam uma perda de inserção inferior a 0,3 dB/m a 30 MHz. A permissividade é muito estável, mesmo na microestrutura porosa do e-PTFE, evitando assim deriva de atenuação durante o decorrer de uma sessão de varredura prolongada. Isso contribui diretamente para uma melhoria na resolução de imagem e uma penetração tecidual aprimorada.

Correspondência precisa de impedância para eliminar reflexões de sinal

Descontinuidades na impedância característica em emendas de cabo, interfaces de conectores ou devidas a variações na fabricação podem introduzir artefatos de imagem, incluindo fantasmas e lóbulos laterais de alcance. Cada componente é verificado utilizando os sistemas patenteados de Hotten de extrusão em laço fechado e refletometria no domínio do tempo (TDR), que alcançarão uma tolerância de impedância inferior a 2% (quando utilizado em imagens médicas, considera-se um cabo nominal de 50 ohms). Nossa atenção também se concentra na interface entre o cabo e o circuito flexível interno da sonda para cabos de cateter ICE e arneses de imagem para endoscópio — pois projetamos personalizadamente as placas de transição para corresponder à impedância do cabo, em vez de uma transição abrupta. A continuidade na impedância elimina artefatos de amortecimento que poderiam ser confundidos com doenças. Todas as medições mostram uma relação de onda estacionária de tensão (VSWR) inferior a 1,2:1 em toda a faixa.

Construção Estável de Fase para Características de Atraso Consistentes

O alinhamento de fase relativa de múltiplos caminhos de sinal em sondas de imagem por matriz de fases ou com múltiplos elementos é fundamental para uma formação precisa do feixe. Com uma geometria variável e/ou material do cabo entre canais, a imagem reconstruída apresentará desregisto e/ou desfoque devido às diferenças no tempo de chegada do sinal. A Hotten garante estabilidade de fase mediante três abordagens-chave: (1) uniformidade elevada da constante dielétrica em cada lote de produção; (2) correspondência de comprimento de caminho de sinal com alta precisão (por exemplo, tolerâncias dentro de ±1 mm) em feixes multicabo coaxiais; (3) uma blindagem em trança densa fornece capacitância uniforme, mesmo quando flexionada. Além disso, realizamos equalização térmica nos nossos harnesses robóticos de cabos para sistemas automatizados de imagem, a fim de eliminar tensões internas que possam causar deriva de fase. Isso assegura uma formação coerente do feixe, com erros de fase inferiores a 2° a 10 MHz.

Blindagem abrangente para rejeição de ruído externo e interno

Em alguns casos, sondas de imagem são utilizadas em conjunto com outras tecnologias radiativas, incluindo sistemas eletrocirúrgicos e o bem-conhecido dispositivo que gera ruído em cabos coaxiais mal blindados: os fluoroscópios. Outras fontes de ruído podem ser geradas internamente, como, por exemplo, os efeitos produzidos nos cabos devido a movimentos que são captados. Ao empregar um projeto de blindagem de três camadas, a Hotten protege seu dispositivo com uma combinação de: uma camada semicondutora interna (que retém cargas triboelétricas), uma blindagem altamente trançada de cobre prateado (eficácia de blindagem de 95 %, reduzindo interferências magnéticas provenientes de fontes externas) e uma folha blindada externa (blindagem de 100 % contra acoplamento de campo elétrico). Para reduzir correntes em modo comum, é fornecido um condutor de retorno terra entranhado para o cabo IVUS e ICE de cateteres intravasculares. O resultado global é uma impedância de transferência inferior a 3 mΩ/m a 30 MHz, garantindo sinais limpos que produzirão imagens de alto contraste, livres de artefatos.

Conclusão

Não só as sondas de imagem avançadas produzem sinais mais limpos, como também resultam da seleção cuidadosa do material dielétrico, do controle de impedância aplicado e do projeto das fases e blindagens das sondas. Conjuntos de cabos coaxiais de alta frequência são utilizados em sondas de ultrassom, cateteres ICE, sistemas IVUS e endoscópios para preservar a integridade dos sinais acústicos e ópticos na ponta da sonda. Desenvolvemos mais de 400 variantes de cabos e operamos mais de 40 linhas de produção de cabos anualmente, com uma capacidade de fabricação superior a 10.000 metros dedicada ao suporte de sistemas de imagem que permitem diagnósticos clínicos precisos e alcançam excelentes resultados para os pacientes.