电阻抗层析成像(EIT)是用于生物组织功能性成像的新兴技术,具有设备成本低、检测费用低、无创无害、非侵入、动态成像等优点。针对现有的电阻抗层析成像系统结构复杂、难以携带且不适合在家庭中普及的问题,本文开发了一种便携式、低成本的电阻抗层析成像系统。首先,介绍了电阻抗层析成像原理,对电阻抗层析成像模型做出假设和简化,建立了图像重构的数学模型,并利用该数学模型将成像问题从求解对象上分成正问题和逆问题,提出正问题和逆问题的求解方法。其次,设计了电阻抗层析成像硬件系统,该系统包括Red Pitaya STEMlab开发板模块、电压控制电流源模块和模拟多路复用器模块。针对不同的检测对象设计了两类电极传感器:水槽电极传感器和手环电极传感器,其中手环传感器的设计上着重考虑了接触阻抗的影响。为了提高系统的便携性,设计了一款实验箱。并且通过电阻抗层析成像系统和高精度阻抗分析仪的对比,验证了开发的电阻抗层析成像硬件系统的便携性。接下来,提出了电阻抗层析成像的数值分析方法。采用基于敏感矩阵的Tikhonov正则化算法和广义矢量模式匹配法(GVSPM)求解电阻抗层析成像的逆问题。不仅分析了两种图像重构算法的特点,而且根据算法的特点确定了两种算法各自的应用场合。为了评价重构图像的质量,引入了两种评价指标:图像相关性和电压误差。根据评价指标研究了GVSPM算法的最优迭代次数,提高了重构图像的分辨率。最后,搭建了电阻抗层析成像的实验平台,对已开发的系统进行了实验验证与应用。利用验证后的系统对骨骼和肌肉以及结构性变化程度不同的鸡蛋进行图像重构实验,并充分利用该系统的便携性,面向人体手势识别的应用展开了实验,实验结果表明,本文开发的便携式电阻抗层析成像系统可以广泛用于生物组织检测。