摘要：为及时监测树木内部结构状态,提出一种基于电阻抗成像理论的活立木无损检测方法,设计一种16电极的数据采集系统。该系统以LabVIEW程序控制数据采集卡为核心,使用NI公司的USB-6361数据采集卡产生正弦交流电压信号,再将其输入压控电流源电路转换为电流激励信号。激励信号循环注入到立木表面的16个电极中,按照相邻激励-相邻测量的方式采集立木边界电压。然后,利用仪器仪表放大电路、可编程增益二级放大电路、高通滤波电路对采集的信号进行处理,以达到放大和滤波的目的。最后,通过数据采集卡模数转换后将数据上传到计算机端,采用敏感矩阵算法实现图像重建。实验结果表明,所设计系统在激励频率为1~20 kHz时,可以有效地识别立木中空洞的位置,并反映出空洞的相对尺寸和大致轮廓,能够实现基于电阻抗成像的立木无损检测。

摘要：电阻抗成像技术(EIT)是一种非侵入的成像技术,通过测量介质的边界参数,从而获得介质的分布状态.为研究EIT的测量模式对其数据测量和图像重建的影响,借助仿真软件COMSOL建立了具有双层电极结构的EIT系统.设计和采用了4种典型的激励模式和2种测量模式,并通过评价指标进行比较.结果显示,在理想条件下,几种模式的组合表现均可.考虑到既易于测量且成像质量高,推荐双层24电极EIT系统使用同层准对向驱动模式.

摘要：为优化电阻抗成像（EIT）系统中所使用的电压控制电流源,设计一个单电源差分电流源以简化其中电流源电路的供电方式并提高其输出阻抗。基于差分电流源设计一个能够单电源供电的电流源,并针对该电路采用连入负电容补偿电路的方法进行外部电路补偿。在NI Multisim 10环境下,对单电源差分电流源以及补偿后的单电源差分电流源进行仿真,根据输出阻抗公式计算出仿真环境下单电源差分电流源补偿前后的输出阻抗。通过7280锁相放大器对电路中负载电压幅值的采集,可获得负电容补偿电路中部分参数调整前后对输出电流的影响,并将测试数据根据输出阻抗公式计算出实际电路的输出阻抗。通过NI USB-6281数据采集卡测得补偿后电流源的功率谱,并以一定浓度NaCl溶液作为负载测试其在EIT硬件系统中的稳定性。实验结果表明,负电容补偿电路中部分参数调整后,负载为1和10 kΩ,在1 000 k Hz时,其电压幅值变化率仅为0.32%、0.35%,在不同频率下,负载电压幅值的稳定性有显著提高。单电源差分电流源经过外部电路补偿之后,其输出阻抗在1~100 k Hz范围内均为1 MΩ以上,约为补偿前的5倍,与未补偿时相比有较大提高。在测得的功率谱中,有用信号高出噪声信号70 d B以上,体现该设计较好的抑制噪声能力。计算所得的负载电压幅值相对误差均小于0.0180%,表明该设计具有良好的稳定性。可见,经过外部电路补偿的单电源差分电流源能够适用于一般的EIT系统。

摘要：电压控制电流源的性能对电阻抗成像的效果影响很大,分析了由3个ICL7650S运算放大器构成的电压控制电流源电路,通过设置电路中匹配电阻的数值,使该压控电流源满足电阻抗成像系统的设计要求。仿真结果表明,该电压电流源的频率和幅值可调,在频率为10 k Hz^1 MHz范围内输出波形失真小,在信号频率为50 k Hz时输出阻抗可高达1.3 MΩ,信号频率小于150 k Hz时输出阻抗不小于100 kΩ,满足电阻抗成像系统要求。

摘要：电阻抗成像是一种新的无损伤的功能成像技术．采用模块化设计,建立一种基于物理模型的医学电阻抗成像硬件系统．该系统主要有恒流源模块、驱动模块、测量模块、信号处理模块、控制和成像模块组成．该系统通过测量被测目标表面电信号并进行分析和处理,再通过逆问题求解,重构出电阻抗分布图像．实验表明,该系统设计合理,工作稳定,具有实时检测、使用方便及扩展性强等特点．

摘要：为解决现有肺部监测系统基本依赖于PC平台而造成的使用场合受限问题,开发一种面向肺功能检测的便携式电阻抗成像系统。进行系统硬件和软件设计,并介绍成像算法。通过标定板进行性能分析,结果表明:通道一致性和重复性较好,整体的信噪比在60 dB左右。进行单目标和双目标的水槽实验,计算得到其图像误差最小分别为1.10和1.00,图像相关系数最大分别为0.86和0.84。进行人体肺呼吸成像实验,清晰地反映出人体呼吸过程中肺部的面积变化,实现了动态成像的功能。

摘要：将感应电流磁共振电阻抗成像(IC-MREIT)应用于人体头部组织电导率重构,并在三层球头模型上进行仿真研究。首先建立二次磁场Z方向磁感应强度摄动对有限元头模型中单元电导率摄动的灵敏度矩阵;然后分析系统中激励线圈个数、激励线圈与三层球头模型相对位置及激励线圈半径等因素对灵敏度矩阵性态的影响,为IC-MREIT系统激励线圈优化设计提供指导;最后采用灵敏度矩阵法对三层球头模型非均匀电导率分布进行重构,仿真结果证明IC-MREIT技术用于重构头部组织电导率分布是可行的,在无创头部组织电导率检测领域具有潜在的应用价值。

摘要：电阻抗成像(electrical impedance tomography,EIT)作为一种非侵入式的医学成像技术,其重建过程是一个难以计算的病态逆问题。为了保证EIT成像精度并提高运算速度,设计了基于多层神经网络(multilayer artificial neural network,MANN)的电阻抗成像逆问题求解方法。该方法分为两个步骤,首先利用EIT正问题得到MANN的训练数据,随后设计MANN网络,经过调参和训练后,该方法能迅速得到精度高的结果。该方法与牛顿法和分裂Bregman方法比较,对仿真数据和实测数据均得到良好的效果。

摘要：介绍了一种用于胸腔监测的电阻抗成像系统。利用直接数字合成器构建了多频激励信号源,采用DSP作为系统的控制与处理的核心器件,完成了系统各功能模块。设计了人体胸腔测量实验,并利用动态成像算法,进行了图像重建。成像结果表明系统设计合理、工作稳定;具有监测胸腔肺部通气状况和检测肺部组织病变的潜在能力。

摘要：设计了基于DSP的主从式数据采集系统。PC机作为主控机 ,进行可视控制、图像重建、实时显示等操作 ;DSP实现电极选通、数据采集并与PC机进行数据通讯。采用直接数字合成 (DDS)技术构建双路正弦波及同步方波发生器 ,实现幅值、频率、相位等连续调节 ;调制信号经同相与正交解调 ,获取实部与虚部信息。测试结果表明 ,该系统 (16电极 )数据采集速度高达 14 9帧 /秒 ,误差为 1% 。