生物電阻抗技術(shù)是利用生物組織與器官的電特性及其變化規(guī)律提取與人體生理、病理狀況的生物醫(yī)學(xué)信息的檢測技術(shù)。生物電阻抗技術(shù)具備安全、非侵入性、廉價和可持續(xù)在線監(jiān)測的特點(diǎn),是一種優(yōu)良的檢測技術(shù)。肺部生理活動引發(fā)胸部生物電阻抗變化明顯,將生物電阻抗技術(shù)應(yīng)用于肺部生理活動檢查一直是研究熱點(diǎn)。本文基于生物電阻抗技術(shù),對肺功能檢測方法與系統(tǒng)進(jìn)行了研究,主要工作內(nèi)容如下:（1）通過對生物電阻抗技術(shù)理論基礎(chǔ)的介紹,對生物電阻抗的特點(diǎn)進(jìn)行了分析。通過對肺功能測量的基礎(chǔ)知識的介紹與分析,確定了胸部生物電阻抗變化值與肺部空氣變化量之間存在關(guān)系,且該關(guān)系是實(shí)現(xiàn)基于生物電阻抗技術(shù)的肺功能參數(shù)測量與計算的關(guān)鍵。（2）對生物電阻抗技術(shù)的數(shù)學(xué)物理模型進(jìn)行了簡要分析,利用有限元分析軟件MAXWELL建立了胸部生物電阻抗仿真模型。通過修改代表肺部空氣量的參數(shù),從仿真角度確認(rèn)了肺部空氣變化量與胸部生物電阻抗變化值之間存在正相關(guān)關(guān)系。（3）根據(jù)生物電阻抗測量的特點(diǎn)與要求,完成了系統(tǒng)硬件設(shè)計。通過對恒流源模塊、開關(guān)陣列模塊、電壓與電流采集模塊和通信模塊這幾個關(guān)鍵模塊的分析對硬件設(shè)計進(jìn)行了介紹。硬件電路設(shè)計完成之后,根據(jù)系統(tǒng)硬件特... 

【文章來源】：重慶大學(xué)重慶市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

仿真區(qū)域電流密度分布圖

3 呼吸過程中的生物電阻抗變化仿真研究其中 Uc為測量電壓值，Iz為注入電流值。在仿真模型獲得求解之后，因?yàn)橥ㄟ^激勵電極加入的是電壓激勵，因此 Iz的大小無法直接獲取。此時需要對仿真模型中任一電流通路截線的電流密度進(jìn)行積分從而獲得注入電流 Iz的仿真。以初始仿真模型為例子，此時仿真區(qū)域的電流分布如圖 3.3 所示。由圖 3.3 分析可知仿真模型中大部分肺部組織、心臟組織和部分皮下組織由于電導(dǎo)率相對較高通過的電流密度最大，上述組織特性對生物電阻抗特性的影響也最大。如圖 3.4(a)所示為該模型下注入電流曲線，如圖 3.4(b)所示為該模型下測量電極所測得的電壓曲線。

仿真模型中肺部空氣量越大，胸部生物電阻抗也越大。如圖3.5 所示為胸部生物電阻抗的仿真變化值曲線圖：圖 3.5 胸部電阻抗變化曲線Fig.3.5 The curve of chest electrical impedance由上圖可知從仿真的角度分析：當(dāng)肺部空氣體積增大時，胸部生物電阻抗隨著肺部空氣體積的增大而增大，且胸部生物電阻抗變化率較大，胸部生物電阻抗可用于肺部空氣體積的求解。3.4 本章小結(jié)本章首先對生物電阻抗的數(shù)學(xué)物理模型進(jìn)行了分析，提出了計算該物理模型

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]肺組織阻抗頻譜測量方法及特性基礎(chǔ)研究[D]. 王潔然.天津大學(xué) 2014
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本文編號：3621096