[发明专利]用于电阻抗成像的测量装置及其测量方法

说明书

本公开描述了一种用于电阻抗成像的测量装置，其包括：用于对待成像对象施加激励信号并同时测量响应信号的采集模块、以及与采集模块连接且用于对响应信号进行处理的处理模块，处理模块包括与测量单元连接并接收响应信号的第一处理单元、以及与第一处理单元连接的第二处理单元，第一处理单元接收响应信号并进行处理以获得目标响应信号，第二处理单元接收目标响应信号并进行处理以获得目标信息。在这种情况下，能够有效提高测量装置的精度，并能够有效降低测量装置的功耗。

技术领域

本公开具体涉及一种用于电阻抗成像的测量装置及其测量方法。

背景技术

电阻抗成像技术是通过在待成像对象表面布置的电极组，向被测物体施加一定频率和幅度的电流，并同时测量响应电压，最后利用相应的成像算法得到能够反映待成像对象内部电阻抗分布信息的图像。

传统的电阻抗成像技术通常是对成像目标施加正弦电流激励信号，然后用高速模数转换器对响应正弦电压信号进行高速采样，再对采样信号进行数字正交解调的方法获取成像目标的电阻抗信息。而在传统的电阻抗成像技术中，通常需要采用现场可编程逻辑门阵列、高速ADC等高功耗的芯片、以及功耗较大的处理器，才能满足数字正交解调方法的需要。

发明内容

本公开是有鉴于上述的状况而提出的，其目的在于提供一种具有较高精度和较低功耗的用于电阻抗成像的测量装置及其测量方法。

为此，本公开的第一方面提供了一种用于电阻抗成像的测量装置，其特征在于，包括：用于对待成像对象施加激励信号并测量响应信号的采集模块、以及与所述采集模块连接且用于对所述响应信号进行处理的处理模块，所述采集模块包括测量单元、以及用于为所述测量单元提供所述激励信号的激励源，所述测量单元用于对待成像对象施加所述激励信号，并测量因所述激励信号产生的所述响应信号，所述处理模块包括与所述测量单元连接并接收所述响应信号的第一处理单元、以及与所述第一处理单元连接的第二处理单元，所述第一处理单元接收所述响应信号并进行处理以获得目标响应信号，所述第二处理单元接收所述目标响应信号并进行处理以获得目标信息，所述第一处理单元包括第一运算放大器、第二运算放大器、差分放大器、可编程增益放大器、以及模数转换器，所述第一处理单元被配置为所述第一运算放大器的输入端和所述第二运算放大器的输入端分别与所述测量单元连接，所述第一运算放大器和所述第二运算放大器的输出端分别连接差分放大器的输入端，所述差分放大器的输出端经由阻容隔直滤波电路连接至所述可编程增益放大器的输入端，所述可编程增益放大器的输出端经由抗混叠滤波电路连接至所述模数转换器，所述第二处理单元被配置为接收所述目标响应信号且在目标周期内以预设频率从所述目标响应信号中采样以获取目标序列，并基于所述目标响应信号构造所述目标序列对应的同相分量和正交分量，从而基于所述目标序列、以及所述同相分量和所述正交分量获得所述目标信息。

在本公开中，采集模块可以对待成像对象施加激励信号并测量响应信号，处理模块可以包括第一处理单元和第二处理单元，第一处理单元和第二处理单元可以依次对响应信号进行处理以获得目标信息。在这种情况下，能够有效提高测量装置的精度，并能够有效降低测量装置的功耗。

在本公开的第一方面所涉及的测量装置中，可选地，所述激励信号为方波电流信号，所述响应信号为响应电压信号。在这种情况下，测量装置能够对待成像对象施加方波电流信号，并能够采集因方波电流信号产生的响应电压信号。

在本公开的第一方面所涉及的测量装置中，可选地，所述测量单元包括包含多个电极的电极阵列、用于从所述电极阵列中选取激励电极的第一选择子单元、以及用于从所述电极阵列中选取测量电极的第二选择子单元，其中，所述激励电极为对待成像对象施加所述激励信号的电极，所述测量电极为从待成像对象测量获取所述响应信号的电极。由此，能够便于测量装置向待成像对象施加激励信号，且能够便于测量装置获得响应信号。