Ako koaxiálne káble vysokého kmitočtu podporujú čistejšie signály v pokročilých zobrazovacích sondách

Prenos týchto veľmi zložitých signálov – vrátane signálov používaných pri ultrazvukovom obrazovaní IVUS, intrakardiálnom obrazovaní ICE a systémoch endoskopie vysokého rozlíšenia (HD) – vyžaduje veľmi citlivý analógový prenos signálov od snímacieho transdúsera k procesoru obrazu. Väčšina týchto signálov pracuje nad 5 MHz, niektoré dokonca presahujú 50 MHz, čo umožňuje obrazovanie vysokého rozlíšenia potrebné na identifikáciu potenciálnych abnormalít a podporu presnej diagnózy a zásahu. Vysokofrekvenčný prenos signálov je však náchylný na útlm, nesúlad impedancií, fázovú skreslenosť a elektromagnetické rušenie, čo všetko môže znížiť jasnosť obrazu. Spoločnosť Hotten vyrába vysokofrekvenčné koaxiálne káble pre pokročilé zobrazovacie sondy. Nasledujúce štyri základné technológie zabezpečujú spoľahlivý prenos signálov a podporujú diagnostické obrazovanie vysokého kvality.

Ultra-nízkopotní dielektriká na minimalizáciu útlmu v celom frekvenčnom pásme

Útlm signálu koaxiálny kábel závisí od frekvencie kvôli kožnému efektu a strate signálu v dielektriku kábla. Signály nízkej úrovne odrazené od hlbokých tkanív môžu pri prenose cez konvenčné káble pri frekvencii 20 MHz utrpieť straty signálu vyššie ako 1,5 dB/m. Spoločnosť Hotten používa pokročilé materiály s nízkou stratou v dielektriku, napríklad rozšírený PTFE (e-PTFE) a mikropórový polyetylén s faktorom straty nižším ako 0,0005 pri frekvencii 10 MHz. Tieto materiály pomáhajú udržať slabé odrazené signály nad úrovňou šumu v kábloch pre IVUS a ultrazvukové sondy a zároveň dosiahnuť vložnú stratu nižšiu ako 0,3 dB/m pri frekvencii 30 MHz. Permittivita je veľmi stabilná, aj keď má e-PTFE pórovitú mikroštruktúru, čo zabraňuje driftu útlmu počas dlhodobého skenovacieho procesu. To priamo prispieva k zlepšeniu rozlíšenia obrazu a zvýšenej prienikovej schopnosti do tkanív.

Presné prispôsobenie impedancie na elimináciu odrazov signálu

Nespojitosti charakteristickej impedancie na spojoch káblov, rozhraniach konektorov alebo spôsobené výrobnými odchýlkami môžu spôsobiť artefakty obrazu, vrátane „ghosting“ efektu a bočných lalokov v rozsahu. Každá súčiastka sa overuje pomocou patentovaného uzavretého systému extrúzie Hotten a časovo-doménových reflektometrických (TDR) systémov, ktoré dosahujú toleranciu impedancie nižšiu ako 2 % (v medicínskom zobrazovaní sa považuje za kábel s nominálnou impedanciou 50 ohmov). Naša pozornosť sa tiež sústreďuje na rozhranie kábla a vnútorného flexibilného obvodu sondy pre naše káble ICE katétrov a zariadenia na zobrazovanie cez endoskopy – pretože prechodové dosky navrhujeme špeciálne tak, aby zodpovedali impedancii kábla, namiesto ostrého prechodu. Spojitosť impedancie eliminuje artefakty typu „ring down“, ktoré by mohli byť zamenené za príznaky ochorenia. Všetky merania ukazujú hodnotu VSWR < 1,2:1 pre celý frekvenčný rozsah.

Konštrukcia s stabilnou fázou pre konzistentné charakteristiky oneskorenia

Relatívna fázová synchronizácia viacerých signálnych ciest vo fázovo riadených alebo viacprvkových zobrazovacích sondách je kritická pre presné tvorenie lúča. Pri rôznej geometrii a/alebo materiále kábla medzi kanálmi sa rekonštruovaný obraz posunie a/alebo rozmazne kvôli rozdielom v čase príchodu signálu. Spoločnosť Hotten dosahuje fázovú stabilitu prostredníctvom troch kľúčových prístupov: (1) vysoká jednotnosť permitivity v rámci každej výrobnej dávky; (2) vysoká presnosť zhody dĺžky signálnej cesty (napr. tolerancie v rozmedzí ±1 mm) pre viacnásobné koaxiálne zväzky; (3) hustá pletená ochrana zabezpečuje rovnakú kapacitu, aj keď je kábel ohnutý. Okrem toho vykonávame tepelné vyrovnanie na robotických káblových súpravách pre automatizované zobrazovacie systémy, aby sme odstránili vnútorné napätia, ktoré by mohli spôsobiť fázový posun. To umožňuje koherentné tvorenie lúča s chybami fázy menšími ako 2° pri frekvencii 10 MHz.

Komplexná ochrana proti vonkajšiemu aj vnútornému šumu

V niektorých prípadoch sa zobrazovacie sondy používajú spoločne s inými rádiologickými technológiami, vrátane elektrochirurgických systémov a známej zariadenia spôsobujúceho šum v zle stínovaných koaxiálnych kábloch – fluoroskopov. Iné príčiny šumu môžu vzniknúť vnútorne, napríklad účinky pohybov na kábloch, ktoré sa zachytia. Použitím trojvrstvového návrhu stínovania chráni Hotten vaše zariadenie kombináciou vnútornej polovodivej vrstvy (zachováva triboelektrické náboje), vysokej hustoty striekaného striebrom pokrytého medieneho stínovania (účinnosť stínovania 95 %, zníženie magnetickej interferencie zo vonkajších zdrojov) a vonkajšej fóliovej stínovej vrstvy (100 % stínovanie elektrického poľa). Za účelom zníženia prúdov spoločného módu je poskytnutý viacvláknový uzemňovací vodič pre IVUS a ICE káble intravaskulárnych katétrov. Výsledkom je celková prenosová impedancia nižšia ako 3 mΩ/m pri frekvencii 30 MHz, čo zabezpečuje čisté signály, ktoré umožnia získať obrazy s vysokým kontrastom a bez artefaktov.

Záver

Pokročilé zobrazovacie sondy nielen poskytujú čistejšie signály, ale sú tiež výsledkom starostlivého výberu dielektrického materiálu, aplikovanej kontroly impedancie a návrhu fáz a ochranných plášťov sond. Koaxiálne káble pre vysoké frekvencie sa používajú v ultrazvukových sondách, katéteroch ICE, zariadeniach IVUS a endoskopických systémoch na zachovanie integrity akustických a optických signálov na špičke sondy. Vyvinuli sme viac ako 400 káblových variantov a každoročne prevádzkujeme viac ako 40 výrobných línií pre káble s výrobnou kapacitou presahujúcou 10 000 metrov, čo umožňuje podporovať zobrazovacie systémy, ktoré umožňujú presné klinické diagnózy a dosahujú vynikajúce výsledky liečby pacientov.