[發明專利]應用于多頻電阻抗斷層成像的電流源應用系統及其實現方法

無效

• 申請號: 201210188955.5
• 申請日: 2012-06-08
• 公開（公告）號: CN102697500A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 徐現紅;余華章;戴濤;向飛;蒲洋
• 申請（專利權）人: 思瀾科技（成都）有限公司
• 主分類號: A61B5/053
• 分類號: A61B5/053
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 成實

技術領域

本發明涉及一種電流源應用系統，具體地說，是涉及一種應用于多頻電阻抗斷層成像的電流源應用系統及其實現方法。

背景技術

多頻電阻抗斷層成像是一種無損無害的新型成像技術，其通過在待測體表面放置電極并向電極注入不同頻率的低功率交流激勵電流，然后使用檢測電極來探測待測體內部在不同頻率下的阻抗分布特征，由于各生物在不同頻率下呈現的頻譜特性不同，便可以在結構和功能上反應各生物組織的生理特性，其具有成本低、體積小、對早期癌灶敏感、數據采集和成像速度較高等優點，可用于對患者進行長時間的實時、動態監測，具有廣泛的醫學應用前景。

影響多頻電阻抗斷層成像質量的因素包括硬件激勵源的穩定性和數據采集系統的準確性以及成像算法的可靠性。現在電阻抗斷層成像技術領域主要使用交流恒流源作為硬件激勵源，但是電阻抗斷層成像系統中的交流恒流源由于受到電子元件寄生電容，電路板走線雜散電容，電流流經的有源器件的對地電容，電流輸出線纜分布電容等多方面的影響（本專利將上述影響因素統稱為電流輸出通道上的綜合對地電容，用C_S表示），實際注入成像目標體的電流與交流恒流源的理想輸出電流有一定偏差，并且該電流容易隨著激勵信號頻率和負載阻抗的變化產生非線性的變化，進而引起成像目標體上電壓分布與理想狀態產生偏差，并且不同頻率之間也會形成較大的系統偏差，最終導致采集系統采集的數據失真，甚至造成成像失敗。

為了降低數據采集的失真率，提高成像效果，需要降低交流恒流源輸出通道的綜合對地電容C_S。傳統的處理手段有縮短電路板走線和輸出電纜，采用同軸電纜輸出電流來降低對地電容，但是其臨床效果有限；為了消除模擬開關的影響，傳統設計也有采用多個并行電流源輸出，每個激勵通道采用獨立的電流源，以消除單個電流源通過模擬開關在不同激勵通道之間切換帶入的負面影響，但這樣的處理方式增加了系統的復雜度和系統成本，尤其是難以保證多個激勵源之間的一致行；也可以通過在電流源輸出端增加補償電感，通過補償電感與電流輸出通道對地電容形成并聯諧振而消除電流輸出通道對地電容的影響的，但是這種方法只能對單一頻率進行補償，對于多頻率電阻抗斷層系統則意味著要增加多個補償電路，為了提高系統響應速度，往往將多個頻率的正弦信號疊加混頻后同時輸出，如此補償手段受到了極大的限制。

發明內容

本發明的目的在于提供一種應用于多頻電阻抗斷層成像的電流源應用系統及其實現方法，解決現有技術中存在的交流恒流源的電流輸出通道上存在的綜合對地電容使得注入成像目標體的電流與交流恒流源的理想輸出電流出現偏差，進而引起成像目標體上電壓分布與理想狀態產生偏差，最終導致采集系統采集的數據失真，甚至造成成像失敗的問題。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

應用于多頻電阻抗斷層成像的電流源應用系統，包括電流源，和通過電流源輸出通道與該電流源連通的負載，該電流源輸出通道上具有與該負載相并聯的綜合對地電容C_S，所述綜合對地電容C_S還并聯有用于降低理想輸出電流注入成像目標體的偏差的具備負電容特性-C_com的補償電路，且該綜合對地電容C_S與補償電路的等效并聯電容為：C_eq=C_s-C_com。

具體地說，所述電流源輸出通道至少為印制板走線、電流輸出電纜、接插件、電流流經的有源器件中的任意一種。所述綜合對地電容C_S至少為電子元件寄生電容、電路板走線雜散電容、電流流經的有源器件的對地電容、電流輸出線纜分布電容中的任意一種。所述具備負電容特性-C_com的補償電路為具有負電容特性的元器件或模塊；例如：由運算放大器及與該運算放大器相連的電容及電阻構成的補償電路；或者由運算放大器及與該運算放大器相連的電容及數字可調電位器構成的補償電路。

以上述硬件系統為基礎，本發明提供的上述應用系統的實現方法包括以下步驟：

（1）通過電流源輸出通道連通電流源與負載；

（2）設位于電流源輸出通道上的所有電容為綜合對地電容C_S，在該綜合對地電容C_S兩端并聯具備負電容特性-C_com的補償電路，則綜合對地電容C_S與補償電路的等效并聯電容為：C_eq=C_s-C_com；