生物電阻抗成像同時(shí)多頻激勵(lì)下測(cè)量信號(hào)提取方法研究.pdf

1、同時(shí)多頻生物電阻抗成像技術(shù)(Multi-frequency-one-time Bioelcetrical Impedance Tomography，簡(jiǎn)稱MFOT-BEIT)依據(jù)生物各組織、器官具有不同阻抗且對(duì)不同激勵(lì)頻率敏感性不同的原理，通過體表激勵(lì)電極注入微小的安全混頻激勵(lì)電流，同時(shí)檢測(cè)組織表面的電壓，利用所測(cè)得信號(hào)計(jì)算出組織或器官在同時(shí)多頻激勵(lì)下的復(fù)阻抗信息并進(jìn)行圖像重建，通過計(jì)算重建圖像特征參數(shù)來區(qū)分不同組織（器官）或同一組織（器

2、官）所處不同生理、病理狀態(tài)。
　　 MFOT-BEIT是目前國內(nèi)外生物信息檢測(cè)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，提取同時(shí)多頻激勵(lì)下的復(fù)阻抗信息是MFOT-BEIT的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)其研究具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。本文對(duì)同時(shí)多頻激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生方法和同時(shí)多頻信號(hào)激勵(lì)下阻抗信息提取方法進(jìn)行了初步探討。
　　 在前人工作的基礎(chǔ)上，主要完成了以下工作:
　　 1.對(duì)多頻生物電阻抗測(cè)量系統(tǒng)中的激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生方法及阻抗提取方法的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀作

3、了較全面的介紹，并介紹了生物電阻抗測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量原理。
　　 2、對(duì)基于Walsh函數(shù)的同時(shí)多頻激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生的原理、頻譜特性進(jìn)行了分析，提出了一種基于Hadamard序的離散Walsh函數(shù)產(chǎn)生同時(shí)多頻激勵(lì)信號(hào)的方法，該方法在理論上可以產(chǎn)生具有m個(gè)（m為奇數(shù)）主諧波分量的多頻信號(hào)。本文根據(jù)實(shí)際測(cè)量要求，在FPGA上實(shí)現(xiàn)了具有七個(gè)主諧波分量的同時(shí)多頻混合信號(hào)。
　　 3.對(duì)同時(shí)多頻激勵(lì)模式下的生物電阻抗信息提取方法進(jìn)行了初步

4、研究。根據(jù)同時(shí)多頻信號(hào)能量主要集中在不同頻點(diǎn)主諧波上的特點(diǎn)，提出了一種基于不同頻點(diǎn)主諧波的阻抗信息提取方法。該算法的思路是先對(duì)多頻測(cè)量信號(hào)進(jìn)行FFT變換，根據(jù)多頻信號(hào)構(gòu)成的階數(shù)，只提取相同階數(shù)對(duì)應(yīng)頻點(diǎn)主諧波的阻抗幅值和相位信息。仿真結(jié)果表明，所提算法是可行的。
　　 4.針對(duì)FFT算法應(yīng)用在同時(shí)多頻復(fù)阻抗信息提取中因?qū)?shù)據(jù)的非整周期采樣所帶來的測(cè)量誤差的不足，采用FFT結(jié)合全相位FFT(APFFT)的方法來提取測(cè)量信號(hào)的復(fù)阻抗信