基于FPGA的數(shù)字化EIT硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、電阻抗斷層成像技術(shù)（EIT:ElectricalImpedanceTomography）是當(dāng)今生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)重大研究課題之一。它是繼形態(tài)、結(jié)構(gòu)成像之后，于近30年才出現(xiàn)的新一代醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。由于電阻抗斷層成像技術(shù)不使用核素或射線，對人體無傷害、且可以多次測量，重復(fù)使用，成像速度快，具有功能成像等特點(diǎn)，加之成本低廉，不要求特殊的工作環(huán)境等，其作為一種理想的并且有著誘人應(yīng)用前景的無損傷醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，迅速成為研究熱點(diǎn)。本論文的研究是在天津市科

2、委自然科學(xué)基金項(xiàng)目“無創(chuàng)監(jiān)護(hù)肺呼吸的電阻抗斷層成像關(guān)鍵技術(shù)研究”(08JCYBJC03500)的資助下完成的。
　　本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套基于FPGA的數(shù)字化EIT硬件系統(tǒng)，主要工作如下:
　　1.通過方案論證，確定了基于FPGA的主從式數(shù)字化生物電阻抗斷層成像數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。
　　2.以Spartan3E系列XC3S500E-5FG320型號的FPGA為核心，嵌入8位微處理器PicoBlaze實(shí)現(xiàn)恒流激勵(lì)源、模

3、擬開關(guān)通道切換、正交序列解調(diào)、數(shù)據(jù)緩存及串口通信等邏輯控制功能。
　　3.采用VHDL語言完成了FPGA的硬件開發(fā)，采用Delphi軟件開發(fā)了上位PC機(jī)界面，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲并繪制曲線。
　　4.在直徑為30cm的物理實(shí)驗(yàn)水槽上進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn)，對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行性能測試，取得了較好的結(jié)果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)電阻抗數(shù)據(jù)采集功能。
　　5.針對系統(tǒng)存在的問題，從電極、制板、調(diào)試方法等角度，提出了一些后續(xù)的改進(jìn)方案。<