颅内深层生物阻抗磁感应信号多维检测关键技术研究

来源 :沈阳工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liupengo0308
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磁感应断层成像技术是一种非接触式、无创的电阻抗检测技术,在脑部病变检测方面具有良好的应用前景。针对磁感应检测系统对深层颅脑组织的检测问题,开展面向颅内深层生物阻抗磁感应信号多维检测关键技术的研究,以提高测量系统对被测组织的激励-检测深度和信号准确度。首先,研究了磁感应检测技术的涡流检测原理及其国内外发展的状况。为提高磁感应检测技术对深层颅脑内部组织进检测精度,提出了采用具有聚焦特性线圈作为磁感应系统激励线圈的方案,并根据此设计了一套双8字线圈磁感应检测系统的仿真与实验系统,并给出验证系统工作性能的多维检测评估手段。其次,建立了颅脑模型与双8字线圈的磁感应仿真系统模型,同时建立圆形线圈仿真系统作为对比方案。对两种检测系统模型进行了仿真计算研究,通过对比两种系统仿真计算了系统在颅脑水平面产生的驱动电场、磁场的强度与分布情况,颅脑数值面的能量激励深度,颅脑内部不同位置处病变体组织的检测效果,不同电导率病变体在仿真系统实验后的相位差幅值大小,结果表明双8字线圈磁感应系统对颅脑内部组织的深层激励-检测性能更佳。再次,设计了磁感应检测的硬件系统,包括激励-检测线圈,以AD815为核心的功率放大电路,为实验系统的激励端提供更大的驱动信号;以LT6600-20和AD8130为主要芯片的滤波放大电路,对检测线圈感应到的电压信号进行滤波和放大处理;基于AD8302鉴相芯片的鉴相电路,为后续的图像重建提供有效相位差数据,结合以上设计建立磁感应检测系统的硬件实验平台。最后,根据实验平台对设计的系统进行实验测试。首先进行系统稳定性实验测试,以及一定电导率的NaCl溶液进行硬件系统的多维检测实验。系统的多点、多时、多频实验测量结果表明,本文设计的双8字线圈磁感应检测系统,相比于圆形线圈磁感应检测系统,实验测量得到相位差数据与目标检测物的电导率的变化趋势呈正相关性,且线性度良好,测量到的相位数据与处理后的相位差数据的幅值更大。
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