Ứng dụng của cáp đồng trục trong lĩnh vực y tế

Các cáp đồng trục trong lĩnh vực y tế chủ yếu đảm nhiệm ba chức năng cốt lõi: truyền tín hiệu tần số cao, cung cấp năng lượng tần số vô tuyến và kết nối miniaturized. Với khả năng chống nhiễu xuất sắc và tính thích ứng không gian cao, chúng được sử dụng rộng rãi trong chẩn đoán hình ảnh, phẫu thuật ít xâm lấn và thiết bị cấy ghép.

Các Tình Huống Ứng Dụng Cốt Lõi
・ Truyền tín hiệu trong thiết bị chẩn đoán hình ảnh
・ Siêu âm và nội soi: Các cáp đồng trục siêu mảnh (thường có đường kính nhỏ hơn 0,5 mm) được sử dụng trong đầu dò siêu âm và nội soi điện tử. Chúng thực hiện việc truyền tải video độ phân giải cao và tín hiệu phản hồi tần số cao với tổn hao thấp và độ trễ thấp trong các kênh hẹp, đảm bảo hình ảnh rõ nét và ổn định.
・ MRI (Chụp cộng hưởng từ): Các cáp đồng trục siêu mảnh không nhiễm từ (ví dụ như dây dẫn bằng đồng berili và cách điện bằng PTFE) được sử dụng trong các đầu dò mảng thu để tránh tạo ra các hình ảnh giả dưới tác động của từ trường mạnh, đảm bảo độ chính xác trong chụp ảnh cũng như tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu ở cường độ từ trường cao (3T/7T).
・ CT và màn hình hiển thị: Chúng được sử dụng để truyền luồng dữ liệu tốc độ cao và tín hiệu dấu hiệu sinh lý. Lớp chắn hiệu quả ức chế nhiễu điện từ và ngăn ngừa biến dạng dữ liệu.
・ Thiết bị điều trị tần số vô tuyến và vi sóng
・ Hệ thống tiêu hủy bằng vi sóng: Các cáp đồng trục đặc biệt chịu công suất cao (ví dụ như cáp hoạt động ở dải tần 2,45 GHz) truyền chính xác năng lượng tần số vô tuyến/vi sóng đến mô khối u nhằm thực hiện tiêu hủy nhiệt. Các cáp này cần có các đặc tính như chịu nhiệt tốt, tổn hao thấp và độ linh hoạt vượt trội.
・ Thiết bị phẫu thuật tần số cao: Chúng kết nối bộ phát điện phẫu thuật với tay cầm phẫu thuật, truyền ổn định dòng điện tần số cao để cắt hoặc đông máu. Lớp cách điện yêu cầu phải chịu được hồ quang và có độ bền cơ học cao.
・ Thiết bị y tế cấy ghép và đeo trên người
o Kích thích thần kinh và máy tạo nhịp tim: Cáp đồng trục vi mô (đường kính ngoài có thể nhỏ hơn 0,3 mm) đóng vai trò như "trung tâm thần kinh", kết nối điện cực và bộ tạo xung bên trong máy tạo nhịp tim và thiết bị kích thích não sâu. Các cáp này cần đáp ứng yêu cầu về tính tương thích sinh học (tiêu chuẩn ISO 10993) và thử nghiệm mỏi uốn dài hạn.
o Giám sát từ xa: Hỗ trợ việc tải lên ổn định dữ liệu cảm biến từ các thiết bị đeo, đồng thời đảm bảo cả tính toàn vẹn của tín hiệu lẫn sự thoải mái khi đeo.

Yêu cầu kỹ thuật chính
・ Thu nhỏ kích thước và độ linh hoạt cao: Phù hợp với các giới hạn của các khoang trong cơ thể người hoặc không gian cấy ghép, chịu được hàng chục nghìn lần uốn cong mà không đứt, và đường kính ngoài thường được kiểm soát ở mức milimét hoặc thậm chí dưới milimét.
・ Khả năng chống nhiễu mạnh: Lớp chắn kim loại hiệu quả cách ly nhiễu điện từ bên ngoài và đảm bảo chất lượng truyền tín hiệu sinh điện yếu hoặc tín hiệu tần số vô tuyến cao.
・ Sử dụng vật liệu đặc biệt đáp ứng yêu cầu: Lớp cách điện chủ yếu sử dụng các vật liệu chịu nhiệt cao và chống ăn mòn như PTFE, FEP hoặc PEEK. Cáp dùng cho cấy ghép phải vượt qua quy trình xác minh tiệt trùng và chứng nhận an toàn sinh học.
・ Phù hợp trở kháng: Thường duy trì trở kháng tiêu chuẩn là 50Ω hoặc 75Ω nhằm giảm phản xạ tín hiệu và đảm bảo hiệu suất truyền năng lượng.

Với sự phát triển của robot phẫu thuật ít xâm lấn và y học từ xa, cáp đồng trục y tế đang tiến hóa theo hướng đường kính nhỏ hơn, tích hợp chức năng cảm biến và cấu trúc tổ hợp đa lõi.