电阻抗断层成像控制系统的设计与评价

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1、重庆邮电大学硕士论文摘要摘要电阻抗断层成像技术(ElectricalImpedanceTomography，EIT)是一种新型的医学成像和图像监护技术，是对现今医疗检测手段的重要补充，EIT以其无损检测，功能成像以及适用于长期医疗监护的三大特点已受到广泛关注。本论文在前期单通道和多通道生物阻抗法无创检测胃动力信息的技术储备上，研究EIT检测系统控制部分关键技术设计和系统评估。EIT系统非常复杂，一个完整的EIT系统可以分为硬件系统和软件算法系统，而硬件系统又由电极系统、压控电流源、开关阵列、数据采集与处理、数据

2、传输等几个部分组成。其中压控电流源是EIT系统算法成立的基础，对EIT系统的成像质量起着重要作用，这也是EIT系统研究的重点。本文研究主要针对EIT系统硬件部分完成以下工作：(1)基于FPGA技术设计了幅度(0～5mA)、相位(64档)、频率(O～1．17MHz)、波形(四种波形)可方便调整的多功能信号发生器；(2)通过对比分析与仿真，选定了改进型豪兰德电路作为该控制系统电流源的方案，并在实际电路中对其输出进行测量与计算；(3)将电流源与开关阵列结合，设计针对EIT系统的特殊控制模块，以确保在不同激励．测量模式

3、下该控制模块的通用性和适用性；(4．)对设计的电流源的各参数进行测试和评价，其中电流源的输出阻抗是测试的重点，并结合电流源在EIT系统中的应用进行讨论；(5)上面几部分的电路总称为EIT控制系统，搭建EIT控制系统控制平台，并优化控制系统的各个部分，为后期采集数据的预处理、存储和传输以及与相应算法结合做准备。研究表明：所设计的电流源以及控制系统初步满足了胃动力检测的EIT系统的要求。后期将进一步提高电流源的性能以及控制系统的稳定性和可靠性，完善数据采集与处理模块，开发高效快速的数据传输模块，并使硬件系统逐步模块

4、化，进而与软件算法模块结合组成有效实用的完整EIT系统。关键词：EIT，电流源，胃动力，图像监护技术，控制系统重庆邮电大学硕士论文AbstractElectricalImpedanceTomographyisanewtechnologyofmedicalimagingandimagemonitoring，Itisasupplementarymethodofmodernmedicaltestingmethods，EIThasbeenwildlyconcernedbecauseofitsthreeadvantage

5、s，noninvasivedetectingmethod，functionalimagingandfitforlong—termmedicalcare．AnewmethodoftheapplicationofEITintheinformationdetectionandevaluationofgastricmotilityisproposedwhichisbasedontheformerresearchonsingleandmulti·-channelnon··invasivebio·-impedancedet

6、ectionofgastricmotilityinformation,asanewgenerationofmedicalimagingtechnologyithasimportantclinicalapplications．EITisacomplexsystem，allwholeEITsystemconsistofhardwaresystemandalgorithmsystem，hardwaresystemtailbealsodividedintoseveralpartslikeElectrodesystem,

7、VoltageControlCurrentSource，SwitchArray，DataAcquisitionandProcessingcircuit,CommunicationcircuitandSOon．VoltageControlCurrentSourceisthebasisofthealgorithm,itisveryimportanttothequalityofthefmalreconstructionresult．T11ispaperfocusesontheresearchesofseveralpa

8、rtsofEIThardwaresystemwhichareshowedasfollow：(1)AversatileandeasilycontrolledsignalgeneratorbasedonFPGAwhichcontains0～5mAoutput,64variablephaseoutput,o~1．17MHzoutputfrequencyandfourwaveformsoutp