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基于虚拟仪器的人体阻抗测量系统设计

作　者: 李琳
导　师: 周润景
学　校: 内蒙古大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 人体阻抗四电极法信号调理电路 LabVIEW 加权平均法
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

人体阻抗是反映人体或其构成部分,即人体组织、器官、细胞等电学性质的物理量,通过人体阻抗我们可以了解人体组织的生理状态和临床状态。人体阻抗测量技术具有无创、廉价、安全、无毒无害、操作简便和信息丰富等特点,可以对心、脑、肺及相关循环系统进行功能评价,因此具有广泛的应用前景。本文设计的基于虚拟仪器的人体阻抗测量系统是由阻抗信号调理电路和分析软件两部分组成,利用四电极法实现对人体阻抗实部和虚部的测量。采集、分析界面由LabVIEW编程实现,主要由用户登录、病人信息管理、阻抗信号采集、波形预处理、特征提取、病理分析六个功能模块组成。用户登录模块为了避免非法用户访问本系统,窃取病人资料；病人信息管理模块可输入病人的一些基本信息,如姓名、性别、年龄、健康状况等；阻抗信号采集模块完成阻抗信号和测试者信息的存储、显示等功能；波形预处理模块用加权平均法消除呼吸波干扰,完成信号的基线漂移矫正；特征提取部分完成阻抗信号的频率、幅值、相位的提取,最后病理分析模块将患者的基本信息,阻抗波形图、特征参数及其分析结果等信息显示出来。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-13
  1.1 课题研究的背景和意义  10
  1.2 国内外研究现状  10-11
  1.3 本文的主要研究内容  11-13
第二章人体阻抗原理  13-20
  2.1 生物医学信号简介与特点  13-15
    2.1.1 阻抗信号产生机理与特点  13-14
    2.1.2 生物组织等效电路模型  14-15
  2.2 人体阻抗和安全电流  15-17
    2.2.1 人体阻抗等值电路  15-17
    2.2.2 人体内部阻抗分布  17
    2.2.3 影响人体阻抗的因素  17
  2.3 阻抗测量方法  17-20
    2.3.1 电桥法  18
    2.3.2 双电极法  18
    2.3.3 四环电极法  18-19
    2.3.4 四电极法  19-20
第三章系统硬件设计  20-35
  3.1 总体结构框架  20
  3.2 信号调理电路的设计  20-33
    3.2.1 文氏电桥振荡电路的设计  21-23
    3.2.2 恒流源电路的设计  23-24
    3.2.3 隔离电路的设计  24-26
    3.2.4 前置放大电路的设计  26-29
    3.2.5 带阻滤波器的设计  29-30
    3.2.6 整流电路的设计  30-31
    3.2.7 带通滤波器的设计  31-32
    3.2.8 增益放大电路的设计  32-33
  3.3 PCB设计与硬件实物图  33-35
第四章 LabVIEW软件分析系统设计  35-45
  4.1 LabVIEW简介  35
  4.2 软件设计总体框架  35-36
  4.3 各个功能模块简介  36-45
    4.3.1 用户登录模块  36-39
    4.3.2 用户管理模块  39-40
    4.3.3 病人信息管理模块  40-42
    4.3.4 数据采集显示模块  42-43
    4.3.5 特征提取模块  43-44
    4.3.6 病理分析模块  44-45
第五章阻抗信号预处理  45-49
  5.1 阻抗信号的噪声来源  45
    5.1.1 呼吸波对阻抗信号的影响  45
  5.2 加权平均法理论  45-47
    5.2.1 用加权平均处理消除呼吸波的干扰  46-47
  5.3 肌电干扰的消除  47-48
  5.4 消除50Hz的工频干扰  48-49
第六章阻抗波特征提取  49-59
  6.1 解调方法  49-52
    6.1.1 开关解调方法  49-50
    6.1.2 乘法解调方法  50-51
    6.1.3 数字解调方法  51-52
  6.2 虚参考点技术  52-54
  6.3 阻抗信息提取方法  54-57
    6.3.1 正交数字解调法  54-55
    6.3.2 傅氏变换法  55-56
    6.3.3 相位分析  56-57
  6.4 阻抗信息提取模块  57-59
第七章结论与展望  59-60
参考文献  60-62
致谢  62
攻读学位期间发表的学术论文  62

基于虚拟仪器的人体阻抗测量系统设计

内容摘要

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