一种基于FPGA控制的多路并行数据采集设计方法

目的：为生物电阻抗成像设备设计出一个高精度、高速率，并能进行同步采集的多路信号采集模块。方法：通过在FPGA上定制一个NiosII软核来作为系统的微控制器，然后通过对FPGA编程实现对多路A／D并行采集的时序控制，最后通过UART总线实现采集板与上位机之间的数据传输。结果：该系统成功地实现了对4路A／D转换器的并行控制，并实现了在100Hz～100kHz激励下对64路信号进行同步采集及初步的处理。结论：该设计方案达到了研究目的，能够满足EIS成像系统的数据采集需求。     

静、动态电阻抗扫描乳腺成像结果的对比分析

目的:对比分析静、动态电阻抗扫描乳腺成像系统测量结果,为电阻抗扫描乳腺成像系统进一步的临床应用提供参考依据。方法:利用静、动态电阻抗扫描乳腺成像系统对志愿者的右乳上方同一部位进行多次测量,利用统计学方法,分析相同操作者条件下静、动态电阻抗扫描成像系统测量结果的差异性,比较静、动态系统时不同熟练程度操作者的依赖性。结果:在相同被测部位及相同操作者备件下,动态电阻抗扫描成像系统多次测量结果离散性更小。在不同熟练程度操作者及相同被测部位条件下,动态电阻抗扫描成像系统多次测量结果对操作者的依赖性更低,测量结果可靠性更高。结论:与静态系统测量结果相比,实时动态成像技术加强了成像结果的预判性,从而提高了电阻抗扫描成像系统测量结果的稳定性,降低了测量结果对操作者熟练程度的依赖性     

基于FPGA实现的用于生物电阻抗成像的多频信号源

目的:为满足电阻抗多频成像的要求,鉴于现有信号源的不足,研制集成度高、信噪比高的多频信号源。方法:根据数字频率合成理论,基于FPGA实现了多频信号源的核心部分。结果:所实现的信号源具有4种频率输出模式,最多可同时输出4种频率,输出频率范围为1.9～341.8kH z,信噪比一般在-90dB左右。结论:基于FPGA实现的多频信号源可灵活控制输出频率,指标满足电阻抗多频成像的要求。     

生物医学工程专业本科阶段电磁场理论与数值计算课程设计与实施方法

目的:探索解决生物医学工程专业本科阶段电磁场理论与数值计算课程知识跨度大、数值计算编程入门困难等问题的教学新思路。方法:根据近5 a的教学经验,精简电磁场数值计算知识体系、丰富编程内容,精心设计规则圆域的网格剖分、电磁场正问题——有限元方法数值计算、电磁场逆问题——电阻抗断层成像3个编程实践环节,同时创造性地在课程实施中加入较短的激励反馈环节。结果:考核成绩证明了学员的编程实践环节成绩较好且兴趣较浓厚的学生理论考核成绩往往较高,呈现正相关的趋势。结论:提出的理论—实践—反馈教学模式有助于学员克服畏难情绪并建立信心,为本科阶段开设电磁场理论与数值计算课程提供了参考。     

电阻抗乳腺扫描成像临床数据管理系统的设计与实现

针对电阻抗乳腺扫描(ElectricalImpendenceScanning,EIS)的大量临床检查数据利用计算机应用技术进行现代化的快捷管理和数据统计。采用Borland公司的Delphi6.0编程工具并结合SQL语言,开发了EIS临床数据管理系统,高效、方便地对大量病历进行管理和检索。既可提高工作效率,又可减少错误和大量的人力劳作,是电阻抗乳腺扫描成像临床数据的良好辅助管理系统。     

基于DDS芯片的多频阻抗激励源的设计

目的：设计一个采用直接数字合成技术的电流模式多频阻抗激励源。方法：作者设计了基于DDS芯片AD9850的波形发生单元和基于AD844的电压电流转换单元的阻抗激励源系统。并对其各项性能进行了测试。结果：激励源的频率分辨率高，频率设置方便，VI电压电流转换性能较好，信号质量较高。结论：基于AD9850芯片的激励源适用于阻抗测量的实验系统和扫频模式的多频阻抗系统。     

EIS检测电极屏蔽地环宽度对成像结果的影响

目的:评估电阻抗乳腺扫描(EIS)技术中检测电极阵列周围屏蔽地环大小对系统检测性能的影响,并针对64电极阵列提出合适的地环宽度.方法: 在64电极的物理模型中模拟人体乳腺组织分布,采用相同电极阵列、不同屏蔽地环宽度的检测电极,分别检测均匀背景溶液、同一体积和深度的琼脂目标体,对比测量结果.人为使用绝缘材料遮盖检测电极屏蔽地环,测量30例女性志愿者,观察地环屏蔽前后的数值变化.结果: 屏蔽地环宽度越小,电场边缘效应越明显,测量数据的离散性呈以下趋势:0 mm>2 mm>3 mm>5 mm>7mm.在临床检查中,屏蔽地环的不良接触同样影响EIS成像质量.结论: 电极屏蔽地环宽度大小对于EIS成像中检测性能的影响至关重要,介于5～7 mm之间的屏蔽地环宽度对于64电极阵列较为合适.     

医工创新 任重道远——乳腺电阻抗扫描成像研究获“省一等奖”后的自考

我们课题组经过十余年的系统研究，率先研制出了国内首台能用于早期乳腺癌检查的电阻抗扫捕成像乳腺诊断仪，是目前在该研究领域内全世界惟一获得完全市场准人的设备。该成果获得了2009年度陕西省科学技术一等奖。但是，回顾整个研究历程片展望未来的研究方向，还有许多问题亟待解决，仍需我们继续刻苦攻关，向着更高水平的研究迈进。     

电阻抗扫描成像物理模型仿真实验研究

目的在电阻抗扫描(electrical impedance scanning，EIS)乳腺成像的初期实验阶段，验证EIS成像的可行性，初步明确影响EIS成像的因素。方法基于EIS实验平台建立一个能有效模拟乳房组织分布的物理模型，并用电导率有差异的NaCl溶液、琼脂块模拟了3种不同情况下的电场分布。结果不同电导率分布引起的电场扰动会造成不同的成像结果。结论基于EIS原理的成像是可行的，初步明确了影响EIS成像的因素。