Як імпеданс мікрокоаксіального кабелю впливає на ультразвукову візуалізацію високої чіткості

Медична візуалізація — це дуже чутлива галузь, у якій цілісність сигналу відіграє важливу роль у точності діагностики. Цілісність сигналу: якість сигналу між зондом перетворювача та самим блоком обробки безпосередньо впливає на якість зображення на виході системи високоякісного ультразвуку. Інший, менш помітний, але не менш важливий компонент у ланцюзі передачі сигналу — це мініатюрний коаксіальний кабель у зонді. Високий та стабільний контроль імпедансу є основою самої діагностичної надійності.

Імпеданс — одна з причин збереження вірності сигналу.

Імпеданс буде виражений у одиницях Ом (Ω) і представлятиме опір, який кабель чинитиме змінному струму високої частоти. Під час ультразвукового дослідження перетворювач посилає короткий імпульс акустичної енергії в тіло й реєструє відбиті ехосигнали. Це радіочастотні сигнали. Характеристичний імпеданс мікрокоаксіального кабелю має відповідати джерелу (елементам перетворювача) та навантаженню (входу системи візуалізації), що зазвичай становить 50 Ом або 75 Ом, забезпечуючи оптимальну передачу потужності та мінімальне повернення сигналу.

Розбіжність імпедансу призводить до відбиття сигналів. Ці електричні реверберації зменшують відбитий сигнал, спотворюють сигнал у кабелі та ехо на ультразвуковому зображенні, що погіршує контрастну роздільну здатність, робить краї розмитими та призводить до артефактів, таких як ефекти-привиди або затінення, які приховують деталі.

Недійсний контроль імпедансу негативно впливає на якість зображення.

Неконтрольовані зміни імпедансу в мікрокоаксіальних кабелях можуть серйозно завадити роботі ультразвукових систем візуалізації. Основний вплив полягає в наступному:

Зниження осьового розділення: це властивість системи, яка дозволяє їй розрізняти два об'єкти, розташовані близько один до одного по ходу ультразвукового променя. Викривлені сигнали призведуть до ехо-сигналу у перевернутому вигляді, і дві тонкі шари тканини або дрібні ураження, що відрізняються, важко буде чітко виявити.

Втрата деталей і контрасту: високоякісна візуалізація вимагає точного врахування сили сигналу для визначення щільності тканин. Висока чіткість базується на точності амплітуди та часу надходження сигналу. Різниця в імпедансі може сплощувати ехосигнали, що призводить до зниження контрасту та втрати важливої діагностичної інформації.

Посилення шуму та артефактів: відбиття можуть посилювати випадковий шум або створювати упорядковані артефакти на зображенні, що може бути сприйнято як патологія або реальна аномалія.

Баланс електричних характеристик та технологічності виробництва.

Це складний процес виготовлення кабелю ультразвукового датчика такого рівня. Іншою технічно важливою та ключовою необхідністю, яка є надзвичайно важливою, є стабільність імпедансу, що включає:

Прецезійна діелектрична екструзія: діаметр ізоляції та концентричність центрального провідника та екрану повинні залишатися незмінними. Зміни призведуть до зміни ємності кабелю, а отже, до зміни ємності та, відповідно, імпедансу.

Формування стабільного екрану: коли екран є зовнішнім, він має бути максимально концентричним. Вплив екрану, зміщеного від центру, на відбиття сигналу та варіації імпедансу є досить сильним.

Якісне виготовлення кабельної збірки: хороший кабель може складатися з якісних наконечників, і продукт є хорошим кабелем, який не марнується. Для збирання пробникових кабелів потрібна велика уважність під час опресування та паяння, щоб забезпечити, що з’єднувач не створюватиме розриву в місці з'єднання між кабелем та з’єднувачем.

Між специфікацією та надійною діагностикою.

Нарешті, архітектура мікро-коаксіальних кабелів та клінічна впевненість у цій архітектурі пов’язані з точністю. Продуктивність: кабель із стабільною та надійною продуктивністю забезпечить:

Чіткі зображення: саме тому, що потрібно буде детальніше бачити менші структури, наприклад, анатомію плода чи внутрішню будову судин.

Висока діагностична впевненість: Це пригнічує неоднозначні артефакти, що може сприяти лікареві у встановленні правильного діагнозу шляхом використання високоякісних зображень.

Термін служби системи та стабільність: Це не призведе до небажаної роботи ультразвукової системи через непередбачені коливання електроживлення, і при цьому капітальні інвестиції залишаться збереженими.

Кабелі зондів із жорстким допуском імпедансу є найкращим рішенням, оскільки виробники обладнання знаходяться в процесі створення наступного покоління ультразвукових систем високої чіткості з високою частотою роботи. Тому мікро-коаксіальні кабелі більше не виготовляються пасивно для майбутніх поколінь ультразвукових систем, які працюють на вищих робочих частотах. Якість зображення, достовірність діагностики та довготривала надійність системи безпосередньо залежать від точності контролю імпедансу.