[发明专利]可调恒流源、电阻抗成像系统及其图像重建方法

说明书

本发明涉及电阻抗成像技术领域，公开了一种可调恒流源、电阻抗成像系统及其图像重建方法。该可调恒流源包括直接数字合成电路、有源低通滤波电路、程控幅值调整电路以及电压控制电流源电路，其中，直接数字合成电路，用于生成频率可调的正弦波，并将正弦波输出至有源低通滤波电路；有源低通滤波电路，用于滤除正弦波的高频杂波，生成低频正弦波输出至程控幅值调整电路；程控幅值调整电路，用于调整低频正弦波的电压幅值，输出调整电压至电压控制电流源电路；电压控制电流源电路，用于将调整电压转化为相应的电流值。本发明中提供自适应调整可调恒流源，校正恒流源不稳定性给电阻抗成像系统测量带来的影响，从而提高电阻抗成像系统的采集精度。

技术领域

本发明涉及电阻抗成像技术领域，尤其涉及一种可调恒流源、电阻抗成像系统及其图像重建方法。

背景技术

电阻抗成像技术是利用微弱电流注入电极阵列，通过测量电极阵列间的电压信号，再通过图像重构算法从而重构出电极阵列区域内生物组织电阻率分布图像的一种无损伤、测试方法简单，可实现快速检测、检测成本低的成像技术。然而图像重构存在严重的病态性，数据微小的扰动会对图像的重构结果带来很大影响，因而提高数据的采集精度是至关重要的。

电阻抗成像系统的硬件单元一般组成为恒流源，模拟多路开关以及相应的电极阵列，电压采集电路，以及相应的电压信号采集检测电路，通信电路等。用于产生微弱电流的恒流源可以产生特定幅值及频率的交流电流，为适应具体的检测场景，恒流源要求频率及幅值可调。然而恒流源(如主流的Howland电流源)一般由分立的电阻、运算放大器等搭建而成，而电阻、运算放大器等器件难免存在温漂等问题，会对恒流源的稳定性产生影响，最终影响到整个系统的采集精度。另一方面，恒流源产生的特定微弱电流经过模拟多路开关后，由于模拟多路开关的非理想性，通道之间存在漏电流，产生电流分流作用，使得最终作用于电极上的电流产生偏差，而后端进行数据处理时如果认为电流是前端恒流源设定值的话，就会很大影响最后的数据计算结果。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种可调恒流源、电阻抗成像系统及其图像重建方法，旨在解决现有恒流源存在不稳定性，进而影响电阻抗成像系统采集精度的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于电阻抗成像的可调恒流源，所述用于电阻抗成像的可调恒流源包括依次连接的直接数字合成电路、有源低通滤波电路、程控幅值调整电路以及电压控制电流源电路；其中，

所述直接数字合成电路，用于生成频率可调的正弦波，并将所述正弦波输出至所述有源低通滤波电路；

所述有源低通滤波电路，用于滤除所述正弦波的高频杂波，生成低频正弦波，并将所述低频正弦波输出至所述程控幅值调整电路；

所述程控幅值调整电路，用于调整所述低频正弦波的电压幅值，输出调整电压至所述电压控制电流源电路；

所述电压控制电流源电路，用于将所述调整电压转化为相应的电流值。

优选地，所述程控幅值调整电路包括程控放大器、高通滤波电路以及电压跟随器；其中，

所述程控放大器的输入端与所述有源低通滤波电路的输出端连接，所述程控放大器的输出端与所述高通滤波电路的输入端连接，所述高通滤波电路的输出端与所述电压跟随器的输入端连接，所述电压跟随器的输出端与所述电压控制电流源电路的输入端连接。

优选地，所述程控放大器包括第一电阻、第一电容、第二电容、数字电位器及第一运算放大器；其中，