MRT-Fortschritte konzentrieren sich auf die Erhöhung der Auflösung von MRT-Scans und die Erhöhung der Magnetfeldstärke von MRT-Geräten. Beide dieser Verbesserungen hängen von der Qualität der nicht magnetischen HF-Steckverbinder ab, die zur Übertragung von HF-Impulsen und zur Erfassung der außerordentlich schwachen Signale verwendet werden, die bei der magnetischen Neuausrichtung von Protonen zurückgesendet werden. MRT mit höherer Auflösung und höherer Leistung erfordern mehr und dichter angeordnete HF-Verbindungen als frühere MRT-Technologien, was neue Entwicklungsherausforderungen bei der Entwicklung, Herstellung und Wartung von MRT-Geräten schafft.
Warum MRT-Geräte von nicht magnetischen HF-Steckverbindern abhängig sind
Die Gesamtvorteile der Magnetresonanztomographie (MRT) gegenüber anderen Bildgebungsverfahren haben den Wettbewerb und die Weiterentwicklung von MRT-Technologien sowie neue medizinische Geräte hervorgebracht, die so entwickelt sind, dass sie mit der Verwendung der MRT kompatibel sind. Während es etablierte Anwendungen für die MRT in Bereichen wie die Neurologie gibt, gibt es eine zunehmende Verwendung von MRT innerhalb der medizinischen Gemeinschaft für neue Anwendungen, wie Magnetresonanz-Angiographie (MRA) und Herz-MRT (CMRT). Daher liegt ein wachsender Fokus auf der Entwicklung einer fortschrittlicheren MRT-Technologie, um bestehende Anwendungen zu bedienen und neue Anwendungsfälle zu ermöglichen.
MRT-Fortschritte konzentrieren sich auf die Erhöhung der Auflösung von MRT-Scans und die Erhöhung der Magnetfeldstärke von MRT-Geräten. Derzeit werden Forschungen und Studien durchgeführt, um MRT-Geräte mit viel höheren Magnetfeldstärken zu entwickeln, die zu einem Übergang von der heutigen 1,5- bis 3-Tesla-MRT zu 7-Tesla oder sogar über 10-Tesla-MRT führen könnten. Beide dieser Verbesserungen hängen von der Qualität der nicht magnetischen HF-Steckverbinder ab, die zur Übertragung von HF-Impulsen und zur Erfassung der außerordentlich schwachen Signale verwendet werden, die bei der magnetischen Neuausrichtung von Protonen zurückgesendet werden. MRT mit höherer Auflösung und höherer Leistung erfordern mehr und dichter angeordnete HF-Verbindungen als frühere MRT-Technologien, was neue Entwicklungsherausforderungen bei der Entwicklung, Herstellung und Wartung von MRT-Geräten schafft.
Dieser Artikel möchte MRT-Hersteller und Branchenexperten über die relevanten Trends bei der MRT-Technologie aufklären und darüber, wie sich diese Trends auf die Verwendung von HF-Verbindungen in MRT-Geräten auswirken. Dieser Artikel wird auch die Verwendung von nicht-traditionellen MRT-Anwendungen und die wachsende Nachfrage nach nicht magnetischen HF-Verbindungen für implantierbare medizinische Geräte ansprechen.
MRT/MRA-Verbindungshindernisse?
Gegenwärtige MRT-Geräte verwenden viele HF-Steckverbinder, Kontakte und Kabel, um die gepulsten HF-Signale zu senden und zu empfangen, die zum Abbilden von Patienten verwendet werden. Wenn diese Steckverbinder, Kontakte oder Spulen ferromagnetisches Material aufgrund von Verunreinigungen oder Konstruktion enthalten, kann die Magnetfeldantwort des Patienten verändert werden. Jede Änderung des Signals verringert die MRT-Genauigkeit. Daher werden MRT-Geräte heute typischerweise mit nicht magnetischen HF-Verbindungen und Kontakten hergestellt, die geprüft werden, um sicherzustellen, dass sie keine magnetische Reaktion hervorrufen.
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Obwohl die Verwendung nicht magnetischer HF-Steckverbinder und -Kontakte MRT mit höherer Auflösung ermöglicht, führen neue MRT-Fortschritte zu zusätzlichen Herausforderungen bei der HF-Verbindung, die über die Notwendigkeit hinausgehen, lediglich nicht magnetische Steckverbinder zu benötigen. Um die Auflösung und das Signal/Rausch-Verhältnis (SNR – Signal-to-Noise Ratio) eines MRT-Scanners weiter zu verbessern, werden viel höhere Magnetfeldstärken verwendet. Selbst bei MRT-Geräten mit höherer Tesla-Leistung müssen der HF-Empfänger und der HF-Pfad so geringe Verluste und Verzerrungen wie möglich aufweisen, um die Vorteile der Technologie mit höherer räumlicher Auflösung zu nutzen. Darüber hinaus sind neue Studien und Forschungen zu verschiedenen MRT-Sondentypologien vorhanden, die anstelle herkömmlicher Oberflächenspulen ein Array von Magnetfeldsonden verwenden. Diese neuen Typen von Magnetsonden-MRT könnten zu MRT mit viel höherer Auflösung führen, würden aber auch eine größere Anzahl von HF-Verbindungs- und Signalverarbeitungsschaltkreisen erfordern.
Dichter angeordnete HF-Verbindungen bedeuten, dass es wahrscheinlich einen größeren Bedarf an Platineneinführungs-, Endeinführungs- und aneinandergereihten Platine-zu-Platine-HF-Steckverbindern geben wird, zusätzlich zu den üblicherweise verwendeten nicht magnetischen HF-Kabelkonfektionen. Angesichts der Tatsache, dass die meisten Anbieter von HF-Verbindungen eine relativ begrenzte Auswahl an nicht magnetischen HF-Lösungen im Vergleich zu Standard-HF-Verbindungen haben, sind MRT-Hersteller oft in ihren Optionen zur Reduzierung der Größe und Komplexität ihres MRT-Designs eingeschränkt. Es kann auch nebulöse Suchergebnisse geben, wenn ein MRT-Hersteller eine qualitativ hochwertige und zuverlässige nicht magnetische HF-Verbindung wünscht. Dies ist nicht der Fall bei Johnson™ HF-Steckverbindern von Cinch, die das branchenweit breiteste Portfolio an nicht magnetischen HF-Steckverbindern bieten.
Verwendung nicht magnetischer HF-Verbindungen für medizinische Anwendungen
Es gibt einen Kompromiss bei der HF-Verbindung in Bezug auf Größe, Frequenz, Belastbarkeit und Einfügungsdämpfung. Typischerweise sind kleinere HF-Steckverbinder in der Lage, höhere Frequenzen zu kanalisieren, jedoch auf Kosten einer geringeren maximalen Belastbarkeit und einer erhöhten Einfügungsdämpfung. Spezielle Konstruktionstechniken und Materialien können verwendet werden, um die Einfügungsdämpfung bei der Verwendung kleinerer HF-Verbindungen zu mindern und somit viel kleinere HF-Verbindungen zu ermöglichen. Obwohl nicht von jedem Anbieter universell erhältlich, gibt es eine Reihe von nicht magnetischen HF-Steckverbindertypen, die bei MRT verwendet werden, hauptsächlich N-Typ, SMA (Subminiatur Version A), BNC, SMB, SMC, MCX (Mikrokoaxial), MMXC (Miniatur-Mikrokoaxial), SMP, SMPM und 2,92 mm. Der verwendete Steckverbindertyp hängt von der Frequenz, der Signalleistung, der Geometrie am Verbindungspunkt, Überlegungen zur Einfügungsdämpfung und der Installationsdynamik ab.
Diese Typen von Steckverbindern sind auch in einer Reihe von Konfigurationen erhältlich, darunter Endeinführungs-, rechtwinklige, gerade, Schott- und Oberflächenmontagebuchsen. Die in einer bestimmten Steckverbinder-Konfiguration verwendete Steckverbinderkonfiguration hängt von den geometrischen Anforderungen dieser Verbindung ab und davon, wie das Kabel oder der Platinensteckverbinder installiert werden soll. Bei einer größeren Anzahl von HF-Sonden oder Magnetspulen in einem MRT-Gerät dürften mehr platinenmontierte HF-Steckverbinder die potenzielle Zunahme der Grundfläche abschwächen, die zusätzliche HF-Sensoren zum MRT-Gerät beitragen würden. Es gibt relativ begrenzte physische Abmessungen des Patientenuntersuchungsbereichs und der Gesamtgröße eines MRT-Geräts, wobei der supraleitende Magnet und die MRT-Sonden so nah wie möglich am Patienten sein müssen. Die Verwendung viel kleinerer und intelligent konfigurierter nicht magnetischer HF-Steckverbinder zur Platinenmontage könnte die Entwicklung viel kompakterer MRT-Geräte ermöglichen.
Typische HF-Steckverbinder sind Gewindekörper, die genaue Drehmomentwerte und daher Drehmomentschlüssel erfordern, um richtig installiert zu werden. Es gibt auch Aufsteck-, Einsteck- oder Blindsteck-Steckverbinder. Diese Typen von Steckverbindern sind so entwickelt, dass diese eine sichere mechanische und elektrische Verbindung herstellen, indem sie lediglich mit angemessener Kraft zusammengedrückt werden. Blindsteck-Steckverbinder sind auch widerstandsfähig gegen Fluchtungsfehler während des Steckens und können je nach Steckverbinderdesign ausgeklügelte Selbstausrichtungsfunktionen enthalten. Dies ist während der Montage, Installation und Wartung von entscheidender Bedeutung.
Es besteht auch ein wachsendes Interesse an dem Einsatz von MRT für weitere Anwendungen, einschließlich Herzbildgebung und Magnetresonanzangiographie (MRA – Magnetic-Resonance Angiography). Obwohl ältere Implantate mit ferromagnetischen Materialien wie Stents oder Herzschrittmacher die Verwendung eines MRT-Geräts bei diesen Patienten unmöglich machen würden, gibt es eine wachsende Zahl implantierbarer medizinischer Geräte, die absichtlich nicht magnetische Komponenten verwenden, um stattdessen MRT-Scans mit höherer Auflösung anstelle von typischen CT- oder SPECT-Scans zu ermöglichen. Es gibt ebenfalls einen Trend, drahtlose Konnektivität anstelle kabelgebundenen Konnektivität zu verwenden, um auf Funktionen implantierter medizinischer Elektronik zuzugreifen, diese zu steuern und zu überwachen. Damit implantierte medizinische Geräte, die drahtlose Technologien verwenden, MRT-kompatibel sind, benötigen sie nicht magnetische HF-Verbindungen. Da diese Bereiche und Anwendungen wachsen, kann es zu einer verstärkten Verwendung nicht magnetischer HF-Verbindungen mit implantierbarer medizinischer Elektronik kommen.
Schließlich kann die Verwendung eines vertrauenswürdigen Anbieters mit einer breiten Palette an nicht magnetischen HF-Steckverbindern auch während der Entwicklung, der Produktion und während der gesamten Nutzungsdauer eines MRT-Geräts von Vorteil sein. Hochwertige HF-Steckverbinder könnten leistungsfähigere MRT-Geräte mit größerer Zuverlässigkeit und niedrigeren Produktionskosten ergeben, verglichen mit minderwertigen Steckverbindern, die möglicherweise magnetische Verunreinigungen aufweisen, unter Zuverlässigkeitsproblemen leiden oder schwer zu beschaffen sind.
Um sicherzustellen, dass die Kunden von Cinch die hochwertigsten und niedrigstmöglichen Mμ-Steckverbinder erhalten, werden die nicht magnetischen HF-Verbindungen der Marke Johnson™ einer strengen Prüfung auf Komponenten und Baugruppen unterzogen. Dies ist ein erheblicher Mehrwert, da Johnson™ die größte Auswahl an derzeit erhältlichen nicht magnetischen MRT-Verbindungslösungen bietet.