高精度电阻抗断层成像硬件检测系统研究

发布时间：2022-08-02 19:53

　　电阻抗断层成像（Electrical Impedance Tomography, EIT）是继形态、结构成像之后的新一代医学成像技术,具有功能成像、无损伤和医学图像监护三大突出优势。人体的生理和病理状况,通过组织电特性的表达,与发生在分子与细胞层次的生物学变化相联系。依据人体组织的电阻抗特性,给出发生在细胞层次的早期或前瞻性结果,是EIT技术的重要任务。本论文在分析研究国内外EIT发展动态和EIT检测数理模型的基础上,以医学EIT检测实用化为目标,完成了一套高精度EIT硬件检测系统的设计,编写了系统的固件程序,进行了多模式检测的仿真实验,并在盐水槽实验中得到了初步的成像结果。主要工作如下：1.设计了一套16电极、高精度的EIT硬件检测系统,主要包括：恒流激励源模块、激励测量选通模块、盐水槽电极阵列模块、检测电压信号调理模块、上位机通讯模块,以及控制电路的固件程序设计,其中A/D采样的分辨率达到24位。2.对整个系统各个模块的功能和性能及通道一致性进行了测试,结果显示,硬件系统运行正常,满足预期设计要求。3.应用Tikhonov-Noser组合正则化算法,分别在相邻模式、相间模式（三、六... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
    1.1 电阻抗成像研究的意义
    1.2 国内外EIT研究进展
    1.3 电阻抗断层成像技术的研究方向
    1.4 本论文的研究内容与论文组织
第二章 医学EIT的数学物理基础
    2.1 EIT检测数理模型
    2.2 生物组织的电阻抗特性
        2.2.1 三元件模型
        2.2.2 Cole-Cole模型
        2.2.3 频散理论
    2.3 医学EIT图像重建
        2.3.1 EIT正问题
        2.3.2 EIT逆问题
第三章 高精度EIT硬件检测系统
    3.1 系统的总体结构设计
    3.2 高精度EIT检测系统的模块设计
        3.2.1 控制电路模块
        3.2.2 恒流源设计与优化
        3.2.3 激励测量选通设计
        3.2.4 电极阵列
        3.2.5 信号调理与高精度的A/D采样
        3.2.6 数据通讯模块
    3.3 系统的核心电路与固件设计
        3.3.1 EIT系统的核心电路
        3.3.2 系统固件设计
    3.4 本章小结
第四章 系统性能评价与实验研究
    4.1 通道一致性测试
    4.2 多模式测量的仿真成像
        4.2.1 Tikhonov-Noser组合正则化算法
        4.2.2 系统成像的仿真实验
        4.2.3 成像质量的统计学评价
        4.2.4 仿真结果讨论
    4.3 盐水槽实验成像
        4.3.1 单个目标的成像实验
        4.3.2 多个目标的成像实验
        4.3.3 成像结果讨论
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
综述
    参考文献



本文编号：3669145