電阻抗成像是通過電阻率的分布實現(xiàn)目標成像的一種新型成像技術,由于不同類型的生物組織具有不同的阻抗,或生物組織的電阻抗在一些特殊情況下發(fā)生變化,利用激勵電極向生物組織注入激勵電流,采集感應電極上的電壓差信號,以相應的算法重建組織內部阻抗的分布,最終得到該組織的特性信息,實現(xiàn)無損傷檢測。論文設計了一種針對微型物體進行電阻抗圖像重建的成像系統(tǒng),簡稱微電阻抗成像系統(tǒng)(Micro-Electrical Impedance Tomography,MEIT),初步搭建并實現(xiàn)了該系統(tǒng)所需要的多個功能模塊。主要工作內容如下:(1)硬件部分設計了16路微型電極物理模型、三運放電流源、配有光耦隔離的多路開關、前置隔離電路、高精度儀表放大器、二級放大電路等。其中16路微型電極物理模型由PCB板通孔制成的微型電極結合3D打印的容器制成,以板內電路走線取代常用的杜邦線,減少了信號干擾。采用三運放電壓轉電流電路,使得激勵電流源的穩(wěn)定性得到了提高,同時降低了電路成本。利用光耦隔離電路將多路開關和數(shù)據(jù)采集卡分離,避免互相間電流串擾影響微弱電壓數(shù)據(jù)的采集。(2)軟件部分由Lab VIEW程序編寫,設計了采集與控制模塊、成...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 電阻抗成像技術的研究意義與背景
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 微電阻抗成像技術現(xiàn)狀分析
    1.4 主要研究工作與章節(jié)安排
第二章 EIT技術的理論基礎
    2.1 電阻抗成像原理
    2.2 電阻抗成像數(shù)學模型描述
    2.3 正問題
    2.4 逆問題
        2.4.1 靜態(tài)成像與動態(tài)成像
    2.5 本章小結
第三章 MEIT系統(tǒng)整體設計
    3.1 系統(tǒng)整體設計
    3.2 MEIT系統(tǒng)設計要求
        3.2.1 硬件設計要求
        3.2.2 軟件設計要求
    3.3 本章小結
第四章 MEIT系統(tǒng)硬件設計
    4.1 EIT硬件系統(tǒng)架構概述
    4.2 微型電極物理模型
        4.2.1 物理模型容器
        4.2.2 微型電極
    4.3 激勵電流源設計
        4.3.1 信號源
        4.3.2 電壓轉電流電路
    4.4 多路開關模塊
        4.4.1 電極驅動模式
        4.4.2 多路開關電路
        4.4.3 光耦隔離電路
    4.5 信號調理模塊
        4.5.1 電壓隔離電路
        4.5.2 儀表放大器電路
        4.5.3 二級放大電路
    4.6 數(shù)據(jù)采集卡
    4.7 供電模塊
    4.8 本章小結
第五章 MEIT系統(tǒng)軟件設計
    5.1 程序設計和總體流程
    5.2 采集與控制模塊設計
        5.2.1 激勵信號產生
        5.2.2 電壓信號采集
        5.2.3 多路開關控制
        5.2.4 信號處理模塊
    5.3 成像算法設計
        5.3.1 基于譜圖小波的正則化算法
    5.4 本章小結
第六章 系統(tǒng)測試與結果分析
    6.1 系統(tǒng)硬件模塊測試
        6.1.1 激勵電流源性能評估
        6.1.2 信號調理電路性能測試
        6.1.3 通道一致性測試
    6.2 圖像重建和結果分析
        6.2.1 仿真數(shù)據(jù)測試
        6.2.2 實測數(shù)據(jù)測試
    6.3 本章小結
第七章 總結與展望
    7.1 本文工作總結
    7.2 工作展望
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學位期間撰寫的論文
附錄2 攻讀碩士學位期間申請的專利
致謝



本文編號：3995227