数字化EIT系统多频激励源及正交解调方法研究

来源 :北京协和医学院 中国医学科学院 清华大学医学部 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sadddddd
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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。依据人体组织的复阻抗性质,有效地提取组织阻抗的虚部或相位信息,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。本论文在研究、分析国内外EIT发展动态,技术现状和关键技术进展的基础上,以数字化多频复阻抗EIT系统为应用目标,重点研究了多频激励源和数字化正交解调方法。完成了基于FPGA平台的多频恒流激励源和数字化正交序列解调模块的设计、构建与实验验证。主要研究成果包括:1、依据多频EIT测量的需要,研究了基于DDS和FPGA的正弦激励信号发生方案;完成了电路设计;获得了满意的多频正弦信号。2、基于改进的Howland电路方案,设计了压控电流源模块;构建了高输出阻抗恒流源。恒流源的输出阻抗在1 MHz范围内不低于190 kΩ,1MHz至1.6 MHz间不低于75 kΩ。3、在分析、研究模拟、数字解调方法特点的基础上,提出了基于FPGA的正交序列数字解调方案;研究了解调过程;测试了本研究解调模块的性能,并给出了降低误差的可行办法。本论文工作的完成为数字化EIT系统的构建奠定了技术基础,也为下一步针对某些应用目标的EIT应用研究创造了条件。
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