电阻抗参数成像数据采集系统中三种电流-电压转换器的比较

目的 寻找一种能在2-380kHz间提供2MΩ以上的等效输出阻抗和０.1％以上精度的电压－电流转换电路（ＶＩＣ）。为电阻抗参数成像数据采集系统的建立打下基础。方法 在分别对单运放ＶＩＣ＝三运放ＶＩＣ和由仪表放大器的成的ＶＩＣ的工作原理进行了分析的基础上，根据各自的要求建立了这３个ＶＩＣ，并在不同频率点进行了测量。结果 在低频端，基于仪表放大器的ＶＩＣ具有极高的输出阻抗和很低的噪声水平，在高频时只有三运放ＶＩＣ性能能接近要求。结论 在电阻抗参数成像数据采集系统中应采用三运放ＶＩＣ。     

非接触磁感应脑阻抗断层成像系统设计

针对脑组织电阻抗的研究，本文设计了工作频率在10MHz的单通道硬件电路和试验台，可以分辨电导率介于0．001s/m到6s/m的四种不同浓度的NaCl盐溶液，并对模拟正常人脑组织（0．375s/m）的0．195％NaCl盐溶液目标，给出了初步成像结果。     

动物组织复电阻抗谱随离体时间的变化

建立基于四电极法的测量系统，测量了犬和兔部分离体组织的复阻抗谱，观察了部分动物组织复电阻抗谱随离体时间而发生的变化，结果发现，随着动物组织离体时婚的延长，其复阻抗谱发生显著变化：1、低频段电阻显著增加；2、复阻抗谱的虚部增加(容性成份增加)；3、特征频率降低。结合动物组织离体后发生的组织、细胞水平的变化，我们认为：动物组织复电阻抗谱随离体时间的变化应该与组织细胞内液、细胞外液的离子成份变化相关，同时应该与细胞膜活性相关。     

双激励线圈磁感应断层成像的可行性研究

研究磁感应断层成像中两个激励线圈相对于单个激励线圈时增强被测对象内部磁感应强度的可行性。利用电磁场数值计算软件Comsol Multiphysics,在三维球形头模型外周设置单个激励线圈或呈不同夹角的两个激励线圈(夹角分别设置为30°、60°、90°、120°、150°、180°),分别计算中心有病变组织和无病变组织时中心位置的磁感应强度,并加以比较。中心无病变组织时,除夹角为180°外,中心位置的磁感应强度约为单激励线圈的2倍;中心有病变组织时,除夹角为180°外,随夹角增大中心位置的磁感应强度从单激励线圈的2倍开始逐渐增大;除夹角为180°外,有病变和无病变时中心位置的磁感应强度的变化量随夹角的增大而逐渐减小,但是夹角小于90°时该变化量大于单激励线圈的变化量。两激励线圈夹角为180°时,无论中心有无病变组织,中心位置的磁感应强度均减小。结果表明:双激励线圈较单激励线圈有可能增大被测对象内的磁感应强度;通过合理选择双激励线圈的夹角,有可能放大被测对象内部病变组织导致的磁感应强度的变化;两者均可改善磁感应断层成像。     

兔离体新鲜肝组织的电阻抗温度特性研究

目的：获得肝组织的电导率与温度的关系,为采用电阻抗成像法监测在肝肿瘤热疗时的体内温度奠定基础。方法：采用新鲜离体兔肝,通过模拟肝肿瘤热疗过程,四电极法阻抗盒测量兔肝在受热和冷却的2个阶段的多频电阻抗,研究兔肝组织的电阻抗与温度间的相应关系。结果：在58℃以下、f=1 kHz时,温度-电阻抗变化系数基本上在-1.0%～-2.2%波动。在58～69℃区间,温度-电阻抗变化系数从-2%快速变化至-14.7%。69、70、71℃等3个温度点的温度—电阻抗变化系数均保持在-14.7%附近。在71～76℃区间,温度-电阻抗变化系数从-14.7%快速变化至-1.0%。76℃以上,温度-电阻抗变化系数基本上为-1.0%。结论：兔肝细胞受热变性时电阻抗特性发生显著改变。在临床热疗中,有可能通过监测生物阻抗的改变来监测热疗时的温度。     

用于电磁感应阻抗测量的高精度鉴相器

根据反馈原理,采用乘法器设计和实现了一个用于电磁感应阻抗测量的高精度鉴相器。当激励频率为 50KHz时,鉴相器的相位灵敏度△Vq/△φ=11．46V/rad;输出端噪声的标准差 STD(△φ[rad])=1．42×10-4rad;输出端的信噪比 SNR＝41．842dB;系统响应时间为 3s。     

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。     

单兵生命状态监测系统研究

以MSP430系列的单片机为核心,提出了单兵生命状态监测系统方案。该系统能采集个人的心电、呼吸、血氧饱和度和体温等生命信息,并通过GSM无线网络将数据传输给远方主机,主机接收后对数据进行处理,以便实时监护士兵的生命状态。     

基于电阻抗成像的均质头模型研究

目的 评估低电导率的颅骨对人脑阻抗成像的影响.方法 基于适用于头部的优化的硬件系统和反投影算法,在建立的一个圆筒形和一个半球形的包含"颅骨"的均质头模型上,对多种扰动目标进行成像研究.结果 现有系统对含均质"颇骨"的头部物理模型内电导率、位置和尺寸不同的简单扰动目标成功地进行了图像重建.结论 "颅骨"的存在对重构图像产生了显著的影响,揭示了脑电阻抗图像监护的可行性,为动物实验提供了依据.     

磁感应断层成像技术中涡流问题的有限元法仿真研究

目的 为了求解磁感应断层成像(magnetic induction tomography, MIT)技术中的涡流问题,以获得MIT正问题的有效解法.方法 推导了对应于MIT技术的涡流场的微分方程及其边界条件,采用有限元方法计算了场域内一些不同电导率或位置的扰动目标下的位函数.结果 仿真计算结果与单线圈MIT系统的测量结果相吻合.结论 本文提出的有限元计算方法适用于生物组织磁感应断层成像技术,是解决MIT正问题的一个有效方法,更完善的仿真计算模型有望进一步提高计算精度.