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数字电极式电阻抗成像技术研究

更新时间：2020-03-25 05:53:12 大小：6M 上传用户：zhiyao6查看TA发布的资源 标签：电阻抗成像技术 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

电阻抗断层成像(electrical impedance tomography，EIT)技术是近三十年发展起来的新型检测成像技术，与传统的成像技术如如X-射线计算机断层成像(X-raycomputerized tomography，CT)和核磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)相比，具有低成本、便于携带、无损伤、功能成像、医学图像监护等优点，是当今生物医学工程学的重要研究课题之一。其基本原理是利用不同组织、器官或同一组织、器官在不同生理、病理期的阻抗特性（电阻或电导）不同，通过对其表面施加安全驱动电压（电流），测得响应电位信息，利用算法重建内部电导率分布或其变化的图像。

  本文构建了以ATmega16单片机为控制核心，八个AD5933为数字电极，nRF24L01为无线通信模块的数字式电阻抗测量系统。本系统采用了将DDS、LPF、ADC、可增益放大器、DSP微处理器内核等单元高度集成为一体的阻抗谱测量芯片AD5933，通过I2C接口直接输出各频点下被测阻抗的实部与虚部信息，并对其外围电路进行了扩展，克服了其激励电压为1.98V时，激励与测量端存在的直流分量对未知阻抗的影响，克服了以往电阻抗测量系统由于包含了多个模块使得测量系统结构复杂、集成度低、抗干扰能力差等缺点，简化数据采集系统，提高了成像质量。

  通常电极与测量系统间、测量系统与计算机间均采用有线电缆传输，使得测量精度受到影响、传输距离受到限制。为了消除该不良影响，本文设计了数字式电极，即将AD5933集成在电极上，缩短了交流弱信号的传输距离，消除了外界干扰，避免了波反射现象;输出的数字信号采用无线通信，传输至计算机，不仅可以实现对未知阻抗进行阻抗测量还可利用高斯牛顿算法实现图像重建。该系统具有集成度高、准确度高、功耗低、成本低、无线传输、便于携带等优点，具有广泛的应用前景。

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