一种基于FPGA的数字EIT系统的实验研究

以FPGA芯片为核心的数字化生物电阻抗测量实验平台,主要完成直接数字频率合成(DDS)的电流源模块、V/I变换和数字解调模块的研究.采用DDS技术生成正弦信号发生器,由THS4021改进的Howland电路设计压控电流源,在不同负载条件下测量其输出电流幅值的频率响应,并在不同频率下测量电流源的输出阻抗,对恒流源性能的稳定性和精度进行测定.解调方法采用数字化解调,测试不同激励频率下的数字正交解调输出误差变化情况.最后采用盐水槽实验系统进行成像实验.结果表明,电流源可在6.1～390.6 kHz范围输出多频激励信号,在600 kHz前保持在190 kΩ的输出阻抗.当信号频率从200 kHz逐渐增加到1.6 MHz时,解调电路输出的I和Q路误差逐渐增加,对应的幅度误差从1.13％增加到7.19％,相位误差从1.03％增大到5.34％.采用相邻激励-相邻测量模式对环氧树脂棒进行盐水槽成像实验,成像结果表明系统能够对单个目标物体实现较准确的定位,验证了本研究平台的可行性.     

一种新型智能电刺激治疗仪的研究

目的:针对目前电刺激治疗设备可调参数少、易产生组织极化和刺激电流不稳定等问题,研发一种基于单片机控制的新型智能电刺激治疗仪。方法:硬件系统以ADμC831为核心,电路包括按键控制、液晶显示、输出电路和反馈回路等。设计了正负对称的刺激脉冲模式,采用C语言进行模块化编程。结果:实现了电刺激波形的智能化组合及参数变化与调节,输出脉冲正负对称,提供恒流刺激模式。结论:电刺激器的设计新颖,具有固定和可编程两种刺激脉冲设置模式,脉冲波形和相关参数定量可调,可适用于不同医学基础研究及临床电刺激与治疗应用。     

一种基于FPGA的EIT电流源和数字解调方法

目的 依据数字化电阻抗断层成像(EIT)硬件系统的要求,构建了基于现场可编程门阵列(FPGA)的通用型EIT硬件实验平台,完成了直接数字频率合成(DDS)的电流源和数字解调方法研究.方法 实验平台以FPGA芯片为核心,集成了DDS模块、D/A及A/D接口模块、数字解调模块和RS-232数据通信等模块.结果 电流源可在6.1～390.6 kHz范围输出多频激励信号,输出阻抗大于190 kΩ,电流峰峰值为2 mA.数字解调模块可同时提取被测阻抗的实部和虚部信息.结论 采用生物组织等效模型进行的模拟测试验证了本研究系统工作的有效性,为实用化EIT系统的建立奠定了基础.