【摘 要】
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磁感应断层成像(Magnetic Induction Tomography, MIT)是一种新兴的医学成像技术,因其具有非接触性和图像检测连续性的优势,能够实现病情的“早发现,早治疗”,所以在脑部病变
【出 处】
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中国人民解放军信息工程大学 解放军信息工程大学
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磁感应断层成像(Magnetic Induction Tomography, MIT)是一种新兴的医学成像技术,因其具有非接触性和图像检测连续性的优势,能够实现病情的“早发现,早治疗”,所以在脑部病变检测等领域具有良好的应用前景。当前MIT技术仍处于研究阶段,MIT系统成像质量还不能满足实用的需求,而影响成像质量的主要因素是系统的相位测量精度。本课题源于国家自然科学基金项目,主要针对MIT的高精度相位测量方法进行研究与实现,主要工作如下:(1)针对IQ (In-phase Quadrature)正交相位解调算法受信号频谱泄漏影响的问题,采用了一种基于全相位的IQ正交相位解调算法。该算法首先通过对采样数据进行全相位处理,解决信号非整周期引起的频谱泄漏的问题,然后再进行正交变换,得到相位差。仿真结果表明,相对IQ正交算法,该算法能够降低信号频谱泄漏对相位解调精度的影响,且计算复杂度低,能对相位差进行更为实时精确的测量。(2)推导了信号源频率稳定度与系统相位漂移的关系,为合理选择信号源提供依据;分别设计实现了基于直接数字合成(Direct Digital Synthesis, DDS)和锁相环波形合成(Phase-Locked Loop, PLL)的信号源,并对他们的频率稳定度进行了测量和对比。结果表明,虽DDS、PLL输出信号均具有较低的杂散和谐波,但DDS产生的信号频率稳定度较高,且系统采用DDS做信号源时相位漂移也较小,因此基于DDS的信号源更适合MIT系统。(3)实现了一种基于电路优化的同步相位测量方法。该方法针对同步相位测量方法中信号非整周期采样、接收端对微弱信号直接降频、滤波器截止频率处相频特性陡峭等对相位测量精度的影响,通过综合采用整周期采样DDS信号源、有源反馈仪表放大器、滤波优化设计、全相位IQ正交算法等,优化电路性能,提高了相位测量精度。实验结果表明,本文的相位测量方法能够实现较高精度的测量。在上述相位测量方法研究的基础上,设计实现了多通道的MIT数据采集系统,且进行了相关实验;初步实验结果表明了方案的可行性。
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