适用于穿戴式EIT系统的3种Howland电流源电路性能对比研究

作     者：伏丹晨 付峰 史学涛 刘本源 杨滨 马航 李蔚琛 夏军营 FU Dan-chen;FU Feng;SHI Xue-tao;LIU Ben-yuan;YANG Bin;MA Hang;LI Wei-chen;XIA Jun-ying

作者机构：空军军医大学军事生物医学工程学系 

基　　金：国家自然科学基金重点项目(51837011) 军队重大项目(AWS14C006) 空军军医大学医学提升计划(2018HKTS10) 

出 版 物：《医疗卫生装备》 (Chinese Medical Equipment Journal)

年 卷 期：2020年第41卷第1期

页      码：1-6,20页

摘      要：目的:对比标准Howland电流源电路、带缓冲反馈的Howland电流源电路和桥式Howland电流源电路在穿戴式电阻抗测量要求下的性能差异,为选择出一种更加适合于穿戴式电阻抗成像(electrical impedance tomography,EIT)系统的电流源电路提供参考。方法:在对3种电流源电路结构进行分析对比的基础上,利用Multisim仿真软件对3种电流源电路的输出阻抗、恒流特性以及动态输出范围进行仿真分析,结合课题组设计的穿戴式EIT系统进行实测分析并与仿真结果进行对比。结果:仿真实验中,桥式Howland电流源电路在输出阻抗、恒流特性以及动态输出范围3个方面都明显优于标准Howland电流源电路和带缓冲反馈的Howland电流源电路,当施加50 kHz的激励信号时,桥式Howland电流源电路的输出阻抗可以达到6 MΩ以上;带缓冲反馈的Howland电流源电路的动态输出范围大于标准Howland电流源电路,而输出阻抗和恒流特性不如标准Howland电流源电路,这与电路分析的结果一致。实际电路测量中,桥式Howland电流源电路的恒流特性优于标准Howland电流源电路和带缓冲反馈的Howland电流源电路,输出阻抗大于标准Howland电流源电路和带缓冲反馈的Howland电流源电路,50 kHz输出阻抗实测能达到800 kΩ。结论:相对于其他2种电流源电路,桥式Howland电流源电路更加适合应用于穿戴式EIT系统。

主 题 词：电阻抗断层成像 穿戴式 Howland电流源 输出阻抗 恒流特性 动态输出范围 

学科分类：0831[工学-公安技术类] 08[工学] 0836[0836] 

D　O　I：10.19745/j.1003-8868.2020001

馆 藏 号：203871530...