基于物理模型的醫(yī)學電阻抗成像關鍵技術研究.pdf

1、電阻抗成像技術（Electrical Impedance Tomography，EIT）融合了計算機技術、電子信息技術和圖形圖像處理技術。EIT最大的優(yōu)點，同樣也是大多數醫(yī)學影像設備難以匹及的便是無輻射、無損傷，因此，EIT逐漸得到了國內外各研究小組的高度關注。
　　論文基于模塊化的思想進行EIT系統的設計，包括多頻恒流源模塊、激勵與測量通道控制模塊、信號處理模塊、數據傳輸模塊等。多頻恒流源具有交互性，具有頻率值輸入控制與實時顯示

2、功能。對多頻恒流源模塊進行了電壓控制電流源（Voltage Controlled Current Source，VCCS）輸出阻抗測試、5階巴特沃斯低通濾波器幅頻特性測試、頻率誤差測試等。信號處理模塊包括前置程控差動放大、信號解調電路以及程控濾波等。在前置差動放大電路的設計中，采用技術更為先進、性能更加優(yōu)良的的PGA281放大器，通過撥碼開關進行增益調節(jié)控制。數據傳輸模塊主要包括電源、A/D保護及校正、串口傳輸等。選用CJ431芯片來產

3、生兩路基準電壓，用于A/D的增益及偏移誤差校正。利用TMS320F2812型號DSP完成A/D轉換、數據傳輸等功能。數據處理與傳輸軟件包括上位機與下位機兩部分。上位機部分能夠完成數據的接收與保存，以提供給后期圖像重建。下位機部分主要包括A/D轉換及校正、數據傳輸、激勵與測量通道控制、濾波控制等。A/D轉換經過軟、硬件校正之后，轉換精度得到了明顯的提升，轉換精度誤差在1.3％以下。改進的牛頓-拉弗森（Newton– Raphson，NR）

4、算法用于圖像重建工作，降低了計算量，提高了圖像重建速度。對EIT系統進行了通道一致性測量，然后對阻抗隨擾動的變化情況進行了數據提取與分析，進行了基于物理模型的斷層圖像重建實驗，并通過位置誤差、分辨率、形狀變形等參數，對重建圖像質量進行了評價。
　　通過對EIT系統硬件的測試、通道一致性測量、電阻抗隨擾動的變化率提取與分析、圖像重建實驗以及對重建獲得的圖像進行性能評價表明，設計的EIT系統工作穩(wěn)定且性能良好，采用模塊化的思想設計EI