便攜式電阻抗層析成像系統(tǒng)設計及應用
發(fā)布時間:2021-12-28 15:36
電阻抗層析成像(EIT)是用于生物組織功能性成像的新興技術,具有設備成本低、檢測費用低、無創(chuàng)無害、非侵入、動態(tài)成像等優(yōu)點。針對現(xiàn)有的電阻抗層析成像系統(tǒng)結構復雜、難以攜帶且不適合在家庭中普及的問題,本文開發(fā)了一種便攜式、低成本的電阻抗層析成像系統(tǒng)。首先,介紹了電阻抗層析成像原理,對電阻抗層析成像模型做出假設和簡化,建立了圖像重構的數(shù)學模型,并利用該數(shù)學模型將成像問題從求解對象上分成正問題和逆問題,提出正問題和逆問題的求解方法。其次,設計了電阻抗層析成像硬件系統(tǒng),該系統(tǒng)包括Red Pitaya STEMlab開發(fā)板模塊、電壓控制電流源模塊和模擬多路復用器模塊。針對不同的檢測對象設計了兩類電極傳感器:水槽電極傳感器和手環(huán)電極傳感器,其中手環(huán)傳感器的設計上著重考慮了接觸阻抗的影響。為了提高系統(tǒng)的便攜性,設計了一款實驗箱。并且通過電阻抗層析成像系統(tǒng)和高精度阻抗分析儀的對比,驗證了開發(fā)的電阻抗層析成像硬件系統(tǒng)的便攜性。接下來,提出了電阻抗層析成像的數(shù)值分析方法。采用基于敏感矩陣的Tikhonov正則化算法和廣義矢量模式匹配法(GVSPM)求解電阻抗層析成像的逆問題。不僅分析了兩種圖像重構算法的特點...
【文章來源】:南京航空航天大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
乳腺的重構圖像
微流控芯片測量系統(tǒng)
KYAristovich 等[10]針對小鼠頭顱建模,驗證了 EIT 技術的分辨率在腦皮層和皮下結構的功能連接。PrestonManwaring 等[11]設計兩種用,該方案基于乳腺 EIT 系統(tǒng)可以精確生成邊界條件,如圖 1.1 所示術應用在細胞流動狀態(tài)成像上,可以觀察出微流控芯片中細胞的分布部細胞分布觀察提供了新方案。微流路測量系統(tǒng)如圖 1.2 所示。兩ulmoVista 500 和 SwisstomBB2最近進入了醫(yī)療技術市場。這兩種設監(jiān)測病人的呼吸狀況。Silvera-Tawil 等人[15]設計出基于 EIT 技術的量輕、成本低且具有均勻導電性的材料,其導電性不受彎曲、拉伸和 1.1 乳腺的重構圖像 圖 1.2 微流控芯片測量系統(tǒng)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]2014年中國分地區(qū)惡性腫瘤發(fā)病和死亡分析[J]. 陳萬青,孫可欣,鄭榮壽,張思維,曾紅梅,鄒小農,赫捷. 中國腫瘤. 2018(01)
[2]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的表面肌電信號手勢識別[J]. 楊亞慧,謝宏. 微型機與應用. 2017(15)
[3]人體肺部組織復阻抗特性研究[J]. 龐珊,王化祥,徐曉. 生物醫(yī)學工程學雜志. 2014(03)
[4]一種基于FPGA的數(shù)字EIT系統(tǒng)的實驗研究[J]. 孫曉彤,郝會玲,沙洪. 中國生物醫(yī)學工程學報. 2013(03)
[5]Theoretical analysis method for Howland current source design[J]. 卞鴻巍. Journal of Measurement Science and Instrumentation. 2012(03)
[6]PSO算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡的EIT圖像重建算法[J]. 謝莉莉,汪鵬,陳麗. 制造業(yè)自動化. 2011(02)
[7]人體通信中發(fā)送端接觸阻抗的實驗研究[J]. 陳藝東,曹玉婷,高躍明,潘少恒,麥炳源,韋孟宇,李玉榕,杜民. 生物醫(yī)學工程研究. 2010(01)
[8]PET/CT成像原理、優(yōu)勢及臨床應用[J]. 孫濤,韓善清,汪家旺. 中國醫(yī)學物理學雜志. 2010(01)
[9]肺部電阻抗成像系統(tǒng)[J]. 王化祥,王春艷. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2006(04)
[10]高頻醫(yī)學斷層成像系統(tǒng)的硬件設計[J]. 王超,劉俊霞,王化祥. 計量學報. 2004(02)
本文編號:3554311
【文章來源】:南京航空航天大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
乳腺的重構圖像
微流控芯片測量系統(tǒng)
KYAristovich 等[10]針對小鼠頭顱建模,驗證了 EIT 技術的分辨率在腦皮層和皮下結構的功能連接。PrestonManwaring 等[11]設計兩種用,該方案基于乳腺 EIT 系統(tǒng)可以精確生成邊界條件,如圖 1.1 所示術應用在細胞流動狀態(tài)成像上,可以觀察出微流控芯片中細胞的分布部細胞分布觀察提供了新方案。微流路測量系統(tǒng)如圖 1.2 所示。兩ulmoVista 500 和 SwisstomBB2最近進入了醫(yī)療技術市場。這兩種設監(jiān)測病人的呼吸狀況。Silvera-Tawil 等人[15]設計出基于 EIT 技術的量輕、成本低且具有均勻導電性的材料,其導電性不受彎曲、拉伸和 1.1 乳腺的重構圖像 圖 1.2 微流控芯片測量系統(tǒng)
【參考文獻】:
期刊論文
[1]2014年中國分地區(qū)惡性腫瘤發(fā)病和死亡分析[J]. 陳萬青,孫可欣,鄭榮壽,張思維,曾紅梅,鄒小農,赫捷. 中國腫瘤. 2018(01)
[2]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的表面肌電信號手勢識別[J]. 楊亞慧,謝宏. 微型機與應用. 2017(15)
[3]人體肺部組織復阻抗特性研究[J]. 龐珊,王化祥,徐曉. 生物醫(yī)學工程學雜志. 2014(03)
[4]一種基于FPGA的數(shù)字EIT系統(tǒng)的實驗研究[J]. 孫曉彤,郝會玲,沙洪. 中國生物醫(yī)學工程學報. 2013(03)
[5]Theoretical analysis method for Howland current source design[J]. 卞鴻巍. Journal of Measurement Science and Instrumentation. 2012(03)
[6]PSO算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡的EIT圖像重建算法[J]. 謝莉莉,汪鵬,陳麗. 制造業(yè)自動化. 2011(02)
[7]人體通信中發(fā)送端接觸阻抗的實驗研究[J]. 陳藝東,曹玉婷,高躍明,潘少恒,麥炳源,韋孟宇,李玉榕,杜民. 生物醫(yī)學工程研究. 2010(01)
[8]PET/CT成像原理、優(yōu)勢及臨床應用[J]. 孫濤,韓善清,汪家旺. 中國醫(yī)學物理學雜志. 2010(01)
[9]肺部電阻抗成像系統(tǒng)[J]. 王化祥,王春艷. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2006(04)
[10]高頻醫(yī)學斷層成像系統(tǒng)的硬件設計[J]. 王超,劉俊霞,王化祥. 計量學報. 2004(02)
本文編號:3554311
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