无线MEIT系统及图像改善方法研究

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电阻抗断层成像技术(electrical impedance tomography,EIT)是一种诱人的成像技术。它通过配置体表电极阵列、利用物场内介质的阻抗(电阻或电导)特性,通过施加驱动电流(电压),测量响应电压(电流),利用图像重建算法重建物场内部的电阻率分布及其变化的图像。与传统的成像技术如X-射线计算机断层成像(X-ray computerized tomography, CT)和核磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)相比,EIT具有低成本,无损伤,便携等优点,适合应用于临床监测。本文采用高斯牛顿算法和等位线滤波反投影算法对三种不同情况的图像分布分别进行成像,提出阈值修正法并阐述其原理。对场域中不同目标数、不同分布及不同电导率设置等情况进行成像,成像结果表明,修正后图像质量明显改善,经过图像相对误差和图像相关系数两项性能指标对比,对修正前后图像质量进行了定量评价。该方法通过在盐水槽实验平台上实际数据验证,效果良好。同时,本文设计开发一套基于无线传输技术的MEIT(Medical EIT)系统。主要包括:以ATmegal6+AD5933为核心的MEIT数据采集模块,模拟开关阵列切换模块,无线通信模块等。完成了系统的程序编写,对整个系统的通道一致性,系统信噪比等进行了一系列的测试。最后在盐水槽实验平台完成了成像,利用本文提出的图像修正算法进行修正,成像效果良好。本文的创新点主要体现在以下三点:提出了一种简捷有效的图像质量改善方法;构建了紧凑型高集成度的新型MEIT阻抗成像系统;避免了有线传输对测量精度的影响,为EIT系统应用到医护领域奠定了基础。
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