基于生物电阻抗方法的颅内压无创检测仪器系统的原理与实现

作     者：程星星 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：季忠

授予年度：2010年

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 1004[医学-公共卫生与预防医学(可授医学、理学学位)] 08[工学] 10[医学] 

主      题：生物电阻抗 颅内压 无创 仪器 

摘      要：生物电阻抗是反映生物组织电学性质的物理量,生物电阻抗技术是一种无损伤检测技术,其基本原理是利用生物组织的电特性及其变化提取与人体生理、病理状况相关的生物医学信息,对疾病进行诊断或提供辅助参考指标,其在医学领域的应用非常广泛。从1981年Lanner对患有脑血管代偿失调的病人进行脑阻抗与颅内压之间的相关性研究,并证实颅内压和脑阻抗变化之间存在着相关性之后,生物电阻抗法在颅内压无创检测中的研究方兴未艾。 本文基于生物电阻抗法,研制颅内压无创监测仪器系统,对仪器系统实现过程中的原理和方法进行了深入研究。在理论上,进一步分析了生物电阻抗方法应用于颅内压无创检测的可行性;在实践上,对基于生物电阻抗的颅内压无创检测仪器的软硬件系统的实现进行了系统研制。硬件系统上详述了整个电路的设计过程,包括系统总体结构设计和各模块的设计。在激励源部分,利用直接数字频率合成技术对硬件系统的恒流源模块进行了设计。采用FET(场效应管)输入型高精度运算放大器OPA602实现典型的电压-电流转换电路。对恒流源的性能进行模拟,得出恒流源的输出阻抗为900k?左右,恒流源的输出误差在0.6%以内。检测电路采用高性能的差分放大器及滤波和陷波电路组成,最后采用开关解调器对阻抗的幅值进行解调。软件系统在获得与颅内压变化相关的生物电阻抗变化信息后,利用软件技术和虚拟仪器技术实现其显示、分析和存储功能,并进一步实现颅内压的无创检测功能。