论文摘要
电阻抗断层成像技术（EIT:Electrical Impedance Tomography）是当今生物医学工程学重大研究课题之一。它是继形态、结构成像之后,于近30年才出现的新一代医学成像技术。由于电阻抗断层成像技术不使用核素或射线,对人体无伤害、且可以多次测量,重复使用,成像速度快,具有功能成像等特点,加之成本低廉,不要求特殊的工作环境等,其作为一种理想的并且有着诱人应用前景的无损伤医学成像技术,迅速成为研究热点。本文研究工作主要包括两部分：基于FPGA的数字化EIT硬件系统设计与改进以及EIT/CT图像融合技术研究。一、基于FPGA的EIT硬件系统设计包括：1.以Spartan3E系列XC3S500E-4PQ208型号的FPGA为核心,嵌入8位微处理器PicoBlaze实现恒流激励源、模拟开关通道切换、无线通信等逻辑控制功能。为了提高系统抗干扰性,采用Altium Designer软件重新绘制、调试了4层PCB板。2.采用VHDL语言完成了FPGA的硬件开发,采用Delphi软件开发了上位PC机界面,实现数据的实时存储并绘制曲线。3.在标定板以及直径为20cm的物理实验水槽上进行了实验,对整个系统进行性能测试,取得了较好的结果,实验结果表明该系统能够实现电阻抗数据采集功能。4.针对系统存在的问题,从电极、制板、调试方法等角度,提出了一些后续的改进方案。二、 EIT/CT图像融合技术的研究内容包括：1.用不同算子对CT图像进行轮廓提取,通过比较,’canny’算子的提取效果最好。2.用提取的CT图像轮廓在COMOL软件下进行正问题求解得到灵敏度矩阵,然后通过共轭梯度算法重建出EIT图像。3.最后将CT轮廓图像与EIT重建图像通过小波算法进行了图像融合。
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摘要ABSTRACT1 绪论1.1 医学成像技术简介1.2 EIT技术的基本原理与特点1.3 EIT技术的发展历史与研究现状1.4 EIT技术面临的挑战与机遇1.5 本论文的组织形式2 EIT的数学模型及重建算法2.1 EIT的数学模型2.2 EIT的正问题2.3 Err的逆问题3 基于FPGA的EIT无线数据采集系统设计3.1 EIT无线数据采集系统的结构3.2 系统硬件电路设计3.2.1 FPGA3.2.2 D/A转换器件3.2.3 巴特沃斯二阶低通滤波器3.2.4 VCCS电路3.2.5 激励、测量选通开关3.2.6 AD8130差分放大电路3.2.7 可编程增益放大电路3.2.8 A/D转换器件3.2.9 无线通讯模块3.3 基于FPGA的系统软件设计3.3.1 FPGA的开发工具3.3.2 FPGA的开发流程3.3.3 VHDL硬件描述语言3.3.4 PicoBlaze 8位微控制器3.3.5 PicoBlaze开发工具3.3.6 EIT数据采集系统的软件设计流程3.3.7 上位PC机界面4 系统性能测试4.1 EIT系统电路板测试4.2 用电阻网络标定板进行测试4.3 用实验圆桶进行测试4.4 对无线模块进行测试5 EIT图像与CT图像的融合5.1 图轮廓提取技术5.1.1 图像轮廓提取的基本概念5.1.2 图像轮廓提取算子5.1.3 CT图像的轮廓提取5.2 EIT图像重建5.2.1 COMSOL软件简介5.2.2 建立EIT正问题模型5.2.3 EIT图像重建5.3 图像配准技术5.3.1 图像配准的定义5.3.2 医学图像配准类型5.3.3 医学图像的配准过程5.4 图像融合技术5.4.1 图像融合基础知识5.4.2 基于小波变换的图像融合6 总结与展望7 参考文献8 论文发表情况9 致谢
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标签：图像融合论文; 小波算法论文; 无线通讯论文;
