基于LabVIEW的微电阻抗成像系统的研究与设计

发布时间：2024-06-23 08:10

　　电阻抗成像是通过电阻率的分布实现目标成像的一种新型成像技术,由于不同类型的生物组织具有不同的阻抗,或生物组织的电阻抗在一些特殊情况下发生变化,利用激励电极向生物组织注入激励电流,采集感应电极上的电压差信号,以相应的算法重建组织内部阻抗的分布,最终得到该组织的特性信息,实现无损伤检测。论文设计了一种针对微型物体进行电阻抗图像重建的成像系统,简称微电阻抗成像系统(Micro-Electrical Impedance Tomography,MEIT),初步搭建并实现了该系统所需要的多个功能模块。主要工作内容如下:(1)硬件部分设计了16路微型电极物理模型、三运放电流源、配有光耦隔离的多路开关、前置隔离电路、高精度仪表放大器、二级放大电路等。其中16路微型电极物理模型由PCB板通孔制成的微型电极结合3D打印的容器制成,以板内电路走线取代常用的杜邦线,减少了信号干扰。采用三运放电压转电流电路,使得激励电流源的稳定性得到了提高,同时降低了电路成本。利用光耦隔离电路将多路开关和数据采集卡分离,避免互相间电流串扰影响微弱电压数据的采集。(2)软件部分由Lab VIEW程序编写,设计了采集与控制模块、成...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 电阻抗成像技术的研究意义与背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 微电阻抗成像技术现状分析
    1.4 主要研究工作与章节安排
第二章 EIT技术的理论基础
    2.1 电阻抗成像原理
    2.2 电阻抗成像数学模型描述
    2.3 正问题
    2.4 逆问题
        2.4.1 静态成像与动态成像
    2.5 本章小结
第三章 MEIT系统整体设计
    3.1 系统整体设计
    3.2 MEIT系统设计要求
        3.2.1 硬件设计要求
        3.2.2 软件设计要求
    3.3 本章小结
第四章 MEIT系统硬件设计
    4.1 EIT硬件系统架构概述
    4.2 微型电极物理模型
        4.2.1 物理模型容器
        4.2.2 微型电极
    4.3 激励电流源设计
        4.3.1 信号源
        4.3.2 电压转电流电路
    4.4 多路开关模块
        4.4.1 电极驱动模式
        4.4.2 多路开关电路
        4.4.3 光耦隔离电路
    4.5 信号调理模块
        4.5.1 电压隔离电路
        4.5.2 仪表放大器电路
        4.5.3 二级放大电路
    4.6 数据采集卡
    4.7 供电模块
    4.8 本章小结
第五章 MEIT系统软件设计
    5.1 程序设计和总体流程
    5.2 采集与控制模块设计
        5.2.1 激励信号产生
        5.2.2 电压信号采集
        5.2.3 多路开关控制
        5.2.4 信号处理模块
    5.3 成像算法设计
        5.3.1 基于谱图小波的正则化算法
    5.4 本章小结
第六章 系统测试与结果分析
    6.1 系统硬件模块测试
        6.1.1 激励电流源性能评估
        6.1.2 信号调理电路性能测试
        6.1.3 通道一致性测试
    6.2 图像重建和结果分析
        6.2.1 仿真数据测试
        6.2.2 实测数据测试
    6.3 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 本文工作总结
    7.2 工作展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
附录2 攻读硕士学位期间申请的专利
致谢



本文编号：3995227