用于生物电阻抗成像系统的镜像反馈电流源的研究

目的 :针对生物电阻抗成像系统电流源需具备阻抗高、相移小等特点的要求,设计并实现一种高精度激励信号源。方法:基于二代电流传输器原理设计电压控制电流源,增加前级缓冲和直流反馈环节,负载端电路采用镜像反馈电路。结果:实现了激励信号的非接地安全释放,与改良Howland电流源相比,该电流源在1 MHz时输出阻抗可达250 kΩ以上,并具有更好的频率响应。结论:所设计的电流源可以更好地满足生物医学电阻抗成像系统信号源的要求。     

基于AD5933阻抗测量芯片的人体经穴阻抗动态监测系统研制

目的：设计人体经穴阻抗动态经络监测系统,明确人体经穴阻抗在低中频范围内响应规律。方法：系统采用STM32系列单片机STM32F103RBT6作为控制器,对阻抗测量芯片AD5933内部寄存器读写从而控制阻抗测量,外接ADG711模拟开关以实现不同量程范围,选用SGM4782双路模拟开关选通A、B两个通道,并在AD5933芯片的Vout脚和Vin脚间加入基于AD844的恒流源,采样数据通过SD卡读入上位机并分析。结果：系统能够实时反映经穴阻抗在1～128 kHz扫频激励下阻抗曲线及数值。结论：基于AD5933阻抗测量芯片的人体经穴阻抗动态经络监测系统可以准确反映经穴阻抗信息,可作为进一步明确针灸经穴阻抗特性研究工具。     

生物电阻抗扫描成像系统前置级检测电路的扩频优化设计

目的 ：针对生物电阻抗扫描成像（electrical impedance scanning,EIS）宽频谱测量的需求，对使用手持式检测探头的EIS系统的前置级检测电路进行扩频优化设计。方法：首先，基于电流/电压转换电路、二选一模拟开关实现EIS系统前置级64通道检测电路的拓扑结构设计。其次，对实现电流/电压转换电路的集成运算放大器芯片和二选一模拟开关芯片进行选型优化，并完成印制电路板制作。最后，对优化后的电路的频率响应、输出信号的通道干扰、信噪比等关键指标进行测试。结果：在100 Hz～500 kHz的工作频率内，优化后的电路的增益稳定度在0.015以内，最大相移小于1.8°，通道串扰低于-62 dB，输出信号信噪比高于65 dB。结论：优化后的前置级检测电路在100 Hz～500 kHz工作频率范围内能够满足EIS检测的精度需求，为开展宽频谱EIS研究提供了硬件基础。     

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。     

开放式电阻抗断层成像测量系统设计与成像试验研究

目的：研制一种基于开放式电阻成像的高精度测量系统，用于物理模型试验研究，为临床试验奠定基础。方法：开放式电阻抗成像（OEIT）采用固定电极阵列，克服了封闭式电阻抗成像（CETT）在应用上电极间隔不等、放置不方便等问题：测量系统采用直接数字频率合成（DDS）产生激励信号，采用FPGA与ADC实现数字相敏检波，检测出电极间的正弦电压幅值与相位．经成像算法得到试验图像。结果：该测量系统的信噪比达104dB，在300mS／m背景电导率情况下．可区分电导率分别为400mS／m和200mS／m的双目标。结论：该测量系统满足开放式电阻抗成像对测量信噪比的要求．水槽和琼脂物理模型的双目标成像试验结果表明，OEIT具有较好的分辨率和定位准确度，可以应用于区分低电导率差异的组织。     

兔脑缺氧对脑阻抗影响的实验研究

目的：研究家兔脑缺氧时脑阻抗的定性变化,并优选最佳的电阻抗测量频率特性。方法：采用第四军医大学医学电子工程教研室研制的阻抗监护仪,将激励电流的幅度设为1．25mA,频率分别设为1、5、10、50、100和150kHZ,对兔短时缺氧和恢复供氧过程的脑部电阻抗变化过程进行监测。结果：兔脑短时缺氧过程中,脑阻抗明显升高,恢复供氧后．阻抗恢复初始状态。相同实验条件、不同激励频率的测量结果表明：在5kHz频率点,这一过程的阻抗值变化率最大（1．7％）,具有显著性差异（P〈0．001）,有统计学意义。结论：采用电阻抗成像技术对脑缺氧进行监测是可行的,同时采用不同的测量频率会得到不同的脑部电阻抗变化量,在所选测量频率点中．5kHZ时可以获得最高的脑缺氧灵敏度。     

一种基于多频电阻抗断层成像系统的校准方法研究

目的：研究一种简便、有效的多频电阻抗断层成像数据采集系统的幅频和相频校准方法,以提高成像数据的质量．方法：基于系统的正交数字解调方法的特点,提出相频和幅频校正方法;通过电阻网络模型和单通道测量实验给出校正因子的获取方法：开展物理模型实验,对比校准前后的数据质量以及成像结果。结果：物理模型实验表明,校准后的数据质量明显得到改善,成像结果能够清晰地反映成像目标。结论：该校准方法是一种简便、有效的多频电阻抗断层成像系统的幅频和相频校准方法,为未来将多频电阻抗成像技术应用于临床奠定了良好的基础。     

无创脉搏波测量应用中的芯片电压管理系统

目的：提出一种基于星形拓扑结构的芯片电压转换系统,以解决脉搏波测量电路板电源难于管理的问题。方法：通过采用对芯片电压管理系统设置中间电压的方式,即设置电压转换节点,并由该节点完成一系列的输入、输出电压转换。结果：该系统可以实现多种日常供电电压向脉搏波测量中常用的芯片电压的转换,并在一定程度上简化了相关电源管理电路的设计。结论：转换电压涉及常用的生活用电电压以及芯片工作电压,该系统具有较好的移植性。     

电阻抗测量技术对兔脑急性缺血监测初步实验研究

目的：研究家兔脑急性缺血时脑阻抗的定性变化及频率特性。方法：采用第四军医大学医学电子工程教研室研制的阻抗监护系统（激励电流1 mA,激励频率：100、200、400、600、800 Hz和1、2、4、6、8、10、20、40、60、80、100、180 kHz,采用四电极法）,用双侧颈总动脉阻断法建立兔脑缺血模型后对9只家兔进行脑阻抗监测。结果：兔脑缺血后,脑阻抗实部、虚部绝对值均明显升高。对兔脑阻抗缺血前后数据进行配对t检验,具有显著性差异（P〈0.001）。缺血150 s时,在8 Hz频率点,阻抗变化率最大,实部1.36%,模1.38%;900 s时,在6 kHz频率点,阻抗变化率最大,实部15.5%,模15.4%。结论：采用电阻抗技术对脑缺血进行监测是可行的。采用不同的测量频率会得到不同的脑部电阻抗变化量。阻抗最大变化率频率点随时间从8 kHz向6 kHz转移。脑急性缺血后阻抗实部、虚部和模变化率的频谱特性随着时间变化而变化,以往单一频率的监测并不能全面反映脑急性缺血后的阻抗变化信息。     

用于超声生物学效应研究的脉冲超声源原理与研制

超声的生物学效应一直是个悬而未决的问题,长期以来一直缺乏实验用脉冲超声源。阐述了DDS的一般原理和AD9850的工作原理,介绍了一种基于双AD9850构成的脉冲超声扫描波形发生电路设计。该波形发生电路不仅能模拟临床使用的各种脉冲超声扫描波形,还能产生任意频率的超声扫描波形。以此为核心研制的脉冲超声源,为研究超声生物学效应提供了一个有利的工具。     

人体复阻抗断层成像系统

设计了一种基于DSP的主从式人体复阻抗断层成像系统。系统采用PC机作为主控机,DSP控制电极选通、数据采集并与上位机通讯;采用直接数字合成(DDS)技术构建正弦波发生器,幅值、频率、相位等连续可调;加入反馈环节,有效提高了压控电流源的线性度和稳定性;采用欠采样和数字解调技术,获取人体复阻抗虚实部信息;利用反投影算法进行图像重建。试验测试与成像结果表明,该系统改进了数据采集速度和图像分辨率。     

多频生物电阻抗高精度模拟解调技术的研究

在多频生物电阻抗模拟解调技术中,针对正交解调中需要预先测量或定标参考信号的幅值,从而引入额外测量误差的问题,提出了基于3路模拟乘法器和低通滤波器的幅值和相位独立解调法。该方法采用2路正交输出求取相位,用1路单独求取幅值。其优点是不需要对参考信号的幅值进行精确测量或定标,只要满足正交解调中的参考信号在相同频率下幅值相等即可,在高精度、多频生物电阻抗测量中具有较好的应用前景。     

基于单片机的脉搏信号采集电路设计

目的：依据中医脉诊理论,运用一套基于PVDF材料制作的脉搏传感器,并结合前置放大电路单元,设计基于单片机的脉搏信号采集电路,用于对脉搏信息的准确检测。方法：以电子技术原理为基础设计出用于脉搏信号调理的多级放大和滤波电路,并设计基于AT89C51单片机和A/D转换芯片AD0809的数据采集电路。结果：利用信号采集和数据放大电路对脉搏波进行有效的采集处理与放大,可以使传统中医理论与现代科学理论有机结合,极大降低误诊率,有效的实现了脉诊客观化。结论：基于AT89C51单片机和A/D转换芯片AD0809的数据采集电路可以基本完成对脉搏信号的采集处理,信号放大比较明显,对脉诊客观化有一定的促进作用。     

生物电放大器实验系统的构建与分析

目的:设计一种小型的生物电隔离放大器实验系统。方法:应用AD8132、AD620、TLP512-1等构成放大电路的核心部分。结果:输入阻抗大于10 GΩ;共模抑制比>80 dB;50 Hz陷波电路的上限截止频率为55.3 Hz,下限截止频率为44.5 Hz。结论:实验系统具有高输入阻抗、高共模抑制比等特点,便于测量,有助于学生对生物电放大器的学习。     

基于数字相敏检波的恒流源输出阻抗检测及补偿技术实现

目的：为了提高电阻抗成像系统（EIT）的图像重构精度,研究并实现了恒流源输出阻抗值的检测以及补偿技术。方法：在EIT系统上设计了恒流源输出阻抗检测电路,用高速AD采回检测电路的输出电压值,并在数字信号处理器（DSP）实现数字相敏检波（DPSD）后得到恒流源输出阻抗。之后在恒流源输出端并联负电容补偿恒流源输出电容,以增大恒流源输出阻抗,提高EIT系统图像重构精度。结果：由实验结果发现,负电容补偿技术虽然无法使恒流源输出阻抗值趋于无穷,但是可使其阻抗值明显增大。结论：该阻抗检测方法及补偿电路独立于恒流源设计,是恒流源设计之外的测量和进一步提高其输出阻抗的方法,不仅可以很好地应用于EIT系统,也可以应用于其他对恒流源输出阻抗有较高要求的系统。     

用于肺功能监测的电阻抗成像系统

介绍了一套完整的用于肺功能监测的电阻抗成像系统。该系统以PC作为主控机，进行可视控制、图像重建等操作：DSP实现电极选通、数据采集并与PC进行数据通信。采用直接数字合成（DDS）技术产生高精度激励信号源，用相敏解调方法实现数据获取。同时进行了在体实验，测量了体位发生变化时，重力作用对肺部气体分布的影响，证明了电阻抗成像系统监测肺部呼吸过程、检查肺部组织病变的可行性。     

Food variety and dietary diversity scores to understand the food-intake pattern among selected Malaysian households

Food variety scores (FVS) and dietary diversity scores (DDS) were estimated based on foods consumed weekly by 285 Malaysian households using a food frequency questionnaire. The scoring system of FVS and DDS was based on a scale of 0-7 and 0-6 respectively. The mean household FVS and DDS was 164.1 ± 93 and 6 ± 0.4. The age of respondents (husbands or wives; p < .01), sex (p < .05), and household food expenditure (p < .01) had a significant influence on both FVS and DDS. The food-intake pattern of Malaysian households showed that their typical diets had high protein and energy-based foods.