便攜式電阻抗層析成像系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2021-12-28 15:36
電阻抗層析成像(EIT)是用于生物組織功能性成像的新興技術(shù),具有設(shè)備成本低、檢測(cè)費(fèi)用低、無(wú)創(chuàng)無(wú)害、非侵入、動(dòng)態(tài)成像等優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)現(xiàn)有的電阻抗層析成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以攜帶且不適合在家庭中普及的問(wèn)題,本文開發(fā)了一種便攜式、低成本的電阻抗層析成像系統(tǒng)。首先,介紹了電阻抗層析成像原理,對(duì)電阻抗層析成像模型做出假設(shè)和簡(jiǎn)化,建立了圖像重構(gòu)的數(shù)學(xué)模型,并利用該數(shù)學(xué)模型將成像問(wèn)題從求解對(duì)象上分成正問(wèn)題和逆問(wèn)題,提出正問(wèn)題和逆問(wèn)題的求解方法。其次,設(shè)計(jì)了電阻抗層析成像硬件系統(tǒng),該系統(tǒng)包括Red Pitaya STEMlab開發(fā)板模塊、電壓控制電流源模塊和模擬多路復(fù)用器模塊。針對(duì)不同的檢測(cè)對(duì)象設(shè)計(jì)了兩類電極傳感器:水槽電極傳感器和手環(huán)電極傳感器,其中手環(huán)傳感器的設(shè)計(jì)上著重考慮了接觸阻抗的影響。為了提高系統(tǒng)的便攜性,設(shè)計(jì)了一款實(shí)驗(yàn)箱。并且通過(guò)電阻抗層析成像系統(tǒng)和高精度阻抗分析儀的對(duì)比,驗(yàn)證了開發(fā)的電阻抗層析成像硬件系統(tǒng)的便攜性。接下來(lái),提出了電阻抗層析成像的數(shù)值分析方法。采用基于敏感矩陣的Tikhonov正則化算法和廣義矢量模式匹配法(GVSPM)求解電阻抗層析成像的逆問(wèn)題。不僅分析了兩種圖像重構(gòu)算法的特點(diǎn)...
【文章來(lái)源】:南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
乳腺的重構(gòu)圖像
微流控芯片測(cè)量系統(tǒng)
KYAristovich 等[10]針對(duì)小鼠頭顱建模,驗(yàn)證了 EIT 技術(shù)的分辨率在腦皮層和皮下結(jié)構(gòu)的功能連接。PrestonManwaring 等[11]設(shè)計(jì)兩種用,該方案基于乳腺 EIT 系統(tǒng)可以精確生成邊界條件,如圖 1.1 所示術(shù)應(yīng)用在細(xì)胞流動(dòng)狀態(tài)成像上,可以觀察出微流控芯片中細(xì)胞的分布部細(xì)胞分布觀察提供了新方案。微流路測(cè)量系統(tǒng)如圖 1.2 所示。兩ulmoVista 500 和 SwisstomBB2最近進(jìn)入了醫(yī)療技術(shù)市場(chǎng)。這兩種設(shè)監(jiān)測(cè)病人的呼吸狀況。Silvera-Tawil 等人[15]設(shè)計(jì)出基于 EIT 技術(shù)的量輕、成本低且具有均勻?qū)щ娦缘牟牧,其?dǎo)電性不受彎曲、拉伸和 1.1 乳腺的重構(gòu)圖像 圖 1.2 微流控芯片測(cè)量系統(tǒng)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]2014年中國(guó)分地區(qū)惡性腫瘤發(fā)病和死亡分析[J]. 陳萬(wàn)青,孫可欣,鄭榮壽,張思維,曾紅梅,鄒小農(nóng),赫捷. 中國(guó)腫瘤. 2018(01)
[2]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的表面肌電信號(hào)手勢(shì)識(shí)別[J]. 楊亞慧,謝宏. 微型機(jī)與應(yīng)用. 2017(15)
[3]人體肺部組織復(fù)阻抗特性研究[J]. 龐珊,王化祥,徐曉. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2014(03)
[4]一種基于FPGA的數(shù)字EIT系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 孫曉彤,郝會(huì)玲,沙洪. 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2013(03)
[5]Theoretical analysis method for Howland current source design[J]. 卞鴻巍. Journal of Measurement Science and Instrumentation. 2012(03)
[6]PSO算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的EIT圖像重建算法[J]. 謝莉莉,汪鵬,陳麗. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2011(02)
[7]人體通信中發(fā)送端接觸阻抗的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 陳藝東,曹玉婷,高躍明,潘少恒,麥炳源,韋孟宇,李玉榕,杜民. 生物醫(yī)學(xué)工程研究. 2010(01)
[8]PET/CT成像原理、優(yōu)勢(shì)及臨床應(yīng)用[J]. 孫濤,韓善清,汪家旺. 中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2010(01)
[9]肺部電阻抗成像系統(tǒng)[J]. 王化祥,王春艷. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2006(04)
[10]高頻醫(yī)學(xué)斷層成像系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)[J]. 王超,劉俊霞,王化祥. 計(jì)量學(xué)報(bào). 2004(02)
本文編號(hào):3554311
【文章來(lái)源】:南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
乳腺的重構(gòu)圖像
微流控芯片測(cè)量系統(tǒng)
KYAristovich 等[10]針對(duì)小鼠頭顱建模,驗(yàn)證了 EIT 技術(shù)的分辨率在腦皮層和皮下結(jié)構(gòu)的功能連接。PrestonManwaring 等[11]設(shè)計(jì)兩種用,該方案基于乳腺 EIT 系統(tǒng)可以精確生成邊界條件,如圖 1.1 所示術(shù)應(yīng)用在細(xì)胞流動(dòng)狀態(tài)成像上,可以觀察出微流控芯片中細(xì)胞的分布部細(xì)胞分布觀察提供了新方案。微流路測(cè)量系統(tǒng)如圖 1.2 所示。兩ulmoVista 500 和 SwisstomBB2最近進(jìn)入了醫(yī)療技術(shù)市場(chǎng)。這兩種設(shè)監(jiān)測(cè)病人的呼吸狀況。Silvera-Tawil 等人[15]設(shè)計(jì)出基于 EIT 技術(shù)的量輕、成本低且具有均勻?qū)щ娦缘牟牧,其?dǎo)電性不受彎曲、拉伸和 1.1 乳腺的重構(gòu)圖像 圖 1.2 微流控芯片測(cè)量系統(tǒng)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]2014年中國(guó)分地區(qū)惡性腫瘤發(fā)病和死亡分析[J]. 陳萬(wàn)青,孫可欣,鄭榮壽,張思維,曾紅梅,鄒小農(nóng),赫捷. 中國(guó)腫瘤. 2018(01)
[2]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的表面肌電信號(hào)手勢(shì)識(shí)別[J]. 楊亞慧,謝宏. 微型機(jī)與應(yīng)用. 2017(15)
[3]人體肺部組織復(fù)阻抗特性研究[J]. 龐珊,王化祥,徐曉. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2014(03)
[4]一種基于FPGA的數(shù)字EIT系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 孫曉彤,郝會(huì)玲,沙洪. 中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2013(03)
[5]Theoretical analysis method for Howland current source design[J]. 卞鴻巍. Journal of Measurement Science and Instrumentation. 2012(03)
[6]PSO算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的EIT圖像重建算法[J]. 謝莉莉,汪鵬,陳麗. 制造業(yè)自動(dòng)化. 2011(02)
[7]人體通信中發(fā)送端接觸阻抗的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 陳藝東,曹玉婷,高躍明,潘少恒,麥炳源,韋孟宇,李玉榕,杜民. 生物醫(yī)學(xué)工程研究. 2010(01)
[8]PET/CT成像原理、優(yōu)勢(shì)及臨床應(yīng)用[J]. 孫濤,韓善清,汪家旺. 中國(guó)醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志. 2010(01)
[9]肺部電阻抗成像系統(tǒng)[J]. 王化祥,王春艷. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2006(04)
[10]高頻醫(yī)學(xué)斷層成像系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)[J]. 王超,劉俊霞,王化祥. 計(jì)量學(xué)報(bào). 2004(02)
本文編號(hào):3554311
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