基于电阻抗成像的肺部呼吸监测系统

针对现有的电阻抗成像(EIT)系统结构复杂、成本高等问题,以STM32为核心,设计一种低成本、结构简单的EIT数据采集系统,并基于Matlab开发了配套的上位机控制系统,使用一步高斯牛顿法进行图像重建,将其应用于肺部呼吸监测;同时提出了最大值等效幅值法,即将一组ADC转换值的最大值等效为所需信号的幅值,显著提升了数据解调的速度,提高了成像的实时性。所设计系统具备波形图实时显示、数据存储和图像重建等功能,且支持5~100 kHz的信号输出及数据采集。数据解调实验结果表明:与快速傅里叶变换(FFT)相比,最大值等效幅值法解调1帧数据耗费的时间减少约1.5 s,且数据的相对误差小于0.331%。成像实验结果表明,重建的图像能够有效反映呼吸过程中肺内空气量的变化,验证了所设计系统的准确性和应用于肺部呼吸监测的可行性。

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本文档关键词:阻抗,成像,呼吸,肺部,监测系统