Ako ovplyvňuje impedancia mikrokoaxiálneho kábla vysoce kvalitné ultrazvukové zobrazovanie

Zobrazovanie v medicíne je veľmi citlivým odvetvím, kde integrita signálu zohráva dôležitú úlohu pri presnosti diagnostiky. Integrita signálu: Kvalita signálu medzi sondou snímača a samotnou spracovateľskou jednotkou priamo ovplyvňuje kvalitu obrazu na výstupnej strane systému ultrazvuku vysokého rozlíšenia. Ďalšou malou, no rovnako významnou súčasťou tohto reťazca signálu v sonde je mikrokoaxiálny signálny kábel. Vysoká a konštantná kontrola impedancie je základom samotnej diagnostické spoľahlivosti.

Impedancia je jedným z dôvodov zachovania vernosti signálu.

Impedancia bude vyjadrená v jednotkách ohmov (Ω) a bude predstavovať odpor, ktorý kábel prezentuje voči striedavému prúdu vysokého kmitočtu. Pri použití ultrazvukového zobrazenia vysiela snímač krátke impulzy akustickej energie do tela a zaznamenáva odrazené ozveny. Ide o rádiové frekvenčné signály. Vlastná impedancia mikrokoaxiálneho kábla musí byť zhodná so zdrojom (prvky snímača) a záťažou (vstupom zobrazovacieho systému), čo je zvyčajne 50 Ω alebo 75 Ω, aby sa dosiahlo optimálne prenosové výkonu a najnižší návrat signálu.

Nesúlad impedancie spôsobuje odrazy signálov. Tieto elektrické ozveny znížia odrazený signál, spôsobia skreslenie signálu v kábli a ozvenu na ultrazvukovom obraze, čo má vplyv na kontrastnú rozlíšitosť, rozmazané okraje a artefakty, ako sú efekty duchov alebo tieňovanie, ktoré skrývajú podrobnosti.

Neúčinná kontrola impedancie negatívne ovplyvňuje kvalitu obrazu.

Nezistené zmeny impedancie v mikrokoaxiálnych kábloch môžu predstavovať vážnu prekážku pri práci ultrazvukových zobrazovacích systémov. Hlavné dopady zahŕňajú:

Znížené axiálne rozlíšenie: Toto je vlastnosť systému, ktorá mu umožňuje rozoznať rozdiel medzi dvoma objektmi, ktoré sú blízko seba v smere ultrazvukového lúča. Ohnuté signály spôsobia odraz signálu v inverznej forme a dve tenké vrstvy tkaniva alebo jemné lézie, ktoré nie sú podobné, je ťažké rozlíšiť.

Strata detailov a kontrastu: Vysokorozlišovacie zobrazenie vyžaduje zohľadnenie presnosti sily signálu na určenie hustoty tkanív. Vysoké rozlíšenie je založené na presnosti amplitúdy a časovania signálu. Rozdiel v impedancii môže sploštiť alebo vyrovnávať odrazové signály, čo vedie k nízkemu kontrastu a strate jemných diagnostických informácií.

Zvýšený šum a artefakty: Odrazy môžu byť zosilnené náhodné šumy alebo štruktúrované artefakty na obrázku, ktoré môžu byť považované buď za patológiu, alebo za skutočnú abnormalitu.

Vyváženie elektrického výkonu a výrobnej vhodnosti.

Je to komplikovaný proces výroby kábla ultrazvukového snímača tejto triedy. Ďalšou technicky dôležitou a zásadnou potrebou, ktorá je veľmi podstatná, je stabilita impedancie, čo zahŕňa:

Presná dielektrická extrúzia: Priemer izolácie a sústrednosť vnútorného vodiča a clony by mali zostať rovnaké. Zmena, ktorá nastane, spôsobí zmenu kapacity kábla a následne aj zmenu kapacity a teda impedancie.

Tvorenie stabilnej clony: keď je clona vonkajšia, mala by byť čo najviac sústredná. Vplyv nesústredenej clony na odraz signálu a zmenu impedancie je veľmi významný.

Kvalitná montáž kábla: Dobrý kábel môže pozostávať z kvalitných koncoviek a výrobok je dobrým káblom, ktorý je využitý. Pri montáži sondových káblov je potrebné množstvo starostlivého tlačenia a spájkovania, aby sa zabezpečilo, že konektor nevytvorí diskontinuitu v mieste spojenia medzi konektorom a konektorom.

Medzi špecifikáciou a spoľahlivou diagnostikou.

Nakoniec architektúra mikrokoaxiálnych káblov a klinická istota tejto architektúry sú spojené s presnosťou. Výkon: Kábel s konzistentným a silným výkonom zaručí:

Kryštálové obrazy: Je to preto, lebo budú musieť byť viditeľné jemnejšie štruktúry, napríklad anatómia plodu alebo vnútro ciev, v jemnejších podrobnostiach.

Vysoká diagnostická istota: Potláča nejednoznačné artefakty, čo môže pomôcť lekárovi urobiť správnu diagnózu prostredníctvom použitia obrazových dát s vysokou vernosťou.

Životnosť a stabilita systému: Nebylo by vystaveno nežádoucí činnosti ultrazvukového systému kvůli neočekávaným kolísáním elektrické energie, přesto by investice do kapitálu byly zachovány.

Kabely sond s vysokou tolerancí impedance jsou nejlepším produktem, protože výrobci zařízení jsou ve fázi vývoje další generace vysoce kvalitních ultrazvukových systémů, u nichž je provozní frekvence vysoká. Proto již mikrokoaxiální kabely nejsou pasivně vyráběny u nadcházející generace ultrazvukových systémů, které pracují na vyšších provozních frekvencích. Kvalita obrazu, spolehlivost diagnostiky i dlouhodobá spolehlivost systému přímo závisí na přesnosti řízení impedance.