基于APT的生物醫(yī)學(xué)電阻抗成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、作為一種基于電磁場(chǎng)理論的新型測(cè)量技術(shù)，生物醫(yī)學(xué)電阻抗成像技術(shù)(ElectricalImpedance Tomography，簡(jiǎn)稱EIT)是通過對(duì)置于體表的電極施加微小的交變電信號(hào)，并測(cè)量電極上的電壓信號(hào)，經(jīng)重建算法再現(xiàn)被測(cè)區(qū)域阻抗分布的檢測(cè)技術(shù)，根據(jù)生物組織或器官的阻抗特性，從測(cè)量數(shù)據(jù)和重構(gòu)圖像中提取與人體組織或器官相關(guān)的生理、病理信息。該技術(shù)不但反映了解剖學(xué)結(jié)構(gòu)，而且能提供豐富的功能信息，是繼形態(tài)、結(jié)構(gòu)成像之后，于近30年出現(xiàn)的新一代

2、功能成像技術(shù)。該技術(shù)具有非侵入、無輻射、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)備成本低廉及可視化等特點(diǎn)，在臨床醫(yī)學(xué)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文在EIT技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r、技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用前景和研究難點(diǎn)等基礎(chǔ)上，圍繞電阻抗成像技術(shù)的正問題數(shù)學(xué)模型和逆問題求解展開深入研究，對(duì)多種圖像重建算法進(jìn)行了理論分析，并采用等位線反投影算法重建了圓形場(chǎng)域中一個(gè)異于背景電導(dǎo)率的物體的圖像，獲得較好的成像效果。此外，針對(duì)生物醫(yī)學(xué)電阻抗成像系統(tǒng)中數(shù)據(jù)測(cè)量的技術(shù)要求，本文

3、提出了基于APT(Applied Potential Tomography)工作原理的數(shù)據(jù)采集方案，設(shè)計(jì)了以ATmega16為控制核心的16電極生物醫(yī)學(xué)電阻抗數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用直接數(shù)字頻率合成(DDS)技術(shù)和三運(yùn)放電路構(gòu)成頻率、幅值、相位可調(diào)的電壓控制電流源(VCCS)，在70MHz以下具有較高的穩(wěn)定度和輸出阻抗，采集的信號(hào)經(jīng)乘法解調(diào)、放大、濾波、轉(zhuǎn)換傳至成像計(jì)算機(jī)。本文對(duì)系統(tǒng)各功能模塊進(jìn)行了詳細(xì)的論述與分析，經(jīng)測(cè)試，該系統(tǒng)轉(zhuǎn)換精