【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及eit成像，尤其涉及基于fpga的电极切换装置、方法、以及电阻抗成像设备。
技术介绍
1、生物电阻抗断层成像，是一种非侵入性的医学成像类型，基本原理是在被测量目标组织表面施加安全激励电流（电压）信号，同时测量目标组织表面的电压（电流）信号，由所测得的信号采用图像重构算法得到被检测组织内的阻抗（或阻抗变化）图像分布。
2、现有的技术中有基于相邻注入法的阻抗测量电极方法和基于交叉电极法的阻抗测量方法。其中相邻注入法虽然可得到较多的测量数据，但是注入的电流主要集中在电极附近，电流集中分布在激励电极一侧，这样就会导致中心场域的灵敏度不够高，成像效果不够清晰；而采用交叉电极法进行激励时，虽然中心场域的成像分辨率提高，但是测量的有效数据只有采用相邻注入法激励的一半，整体成像分辨率大大降低。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于fpga的电极切换装置，通过将相邻注入法和交叉电极法结合可以使电阻抗成像设备成像更清晰。
2、本专利技术第一方面提供一种基于fpga的电极切换装置，应用于生物电阻抗断层成像设备，所述生物电阻抗断层成像设备包括信号源、多个电极、以及电压采集装置，所述多个电极与所述人体不同部位接触，所述信号源包括接入端和输出端，所述电压采集装置包括第一采集端和第二采集端，其特征在于，基于fpga的电极切换装置包括fpga控制器装置、若干模拟开关阵列，用于将各电极与所述接入端、所述输出端、所述第一采集端、所述第二采集端中的一者连通，以形成电压回路和电流
3、本专利技术第二方面提供一种生物电阻抗断层成像设备，所述电阻抗成像设备所述生物电阻抗断层成像设备包括：信号源、多个电极、以及电压采集装置，所述多个电极与所述人体不同部位接触，所述信号源包括接入端和输出端，所述电压采集装置包括第一采集端和第二采集端，所述电阻抗成像设备还包括所述基于fpga的电极切换装置。
4、本专利技术第三方面提供一种基于fpga的电极切换方法，应用于上述基于fpga的电极切换装置，所述电极切换方法包括：
5、当接收到切换控制指令时，根据预设第一电流注入模式发送使能信号和地址信号用于控制若干模拟开关阵列将相应的四个电极与所述接入端、所述输出端、所述第一采集端、所述第二采集端连通，所述地址信号包括电流回路地址和电压回路地址，所述电流回路地址用于控制模拟开关阵列选通当前第一激励电极对，所述电压回路地址用于控制模拟开关阵列选择当前第一测量电极对，并检测所述电压采集装置是否完成采集所述第一测量电极对测量的第一电压数据；
6、当电压采集装置完成采集所述第一测量电极的第一电压数据并判断电压回
7、路切换次数是否达到第一预设次数；
8、当所述电压回路切换次数未达到第一预设次数时，控制电压回路地址递增但电流回路地址保持不变，当所述电压回路切换次数达到第一预设次数时，所述电压回路地址清零但电流回路地址递增，以在当前电流回路地址下，多次切换电压回路地址，并判断电流回路切换次数是否达到第二预设次数；
9、当所述电流回路切换次数未达到第二预设次数时，控制电流回路地址递增且电压回路地址清零，以在当前电流回路地址下，多次切换电压回路地址，当所述电流回路切换次数达到第二预设次数时，控制所述若干模拟开关阵列去使能并写入完成标志；
10、当检测到所述完成标志时，根据第二电流注入模式发送使能信号和地址信号用于控制模拟开关阵列将相应的四个电极与所述接入端、所述输出端、所述第一采集端、所述第二采集端连通，检测所述电压采集装置是否完成采集所述第二测量电极的测量的第二电压数据；
11、当电压采集装置完成采集所述第二电压数据，判断电压回路切换次数是否达到第三预设次数；
12、当所述电压回路切换次数未达到第三预设次数时，控制电压回路地址递增但电流回路地址保持不变，当所述电压回路切换次数达到第三预设次数时，所述电压回路地址清零但电流回路地址递增，判断当前电流回路中的第二测量极的第一测量电极端地址与递增前的地址是否相同；
13、若当前电流回路中的第二测量极的第一测量电极端地址与递增前的地址不相同，控制电流地址递增但电压回路地址清零。
14、当前电流回路中的第二测量极的第一测量电极端地址与递增前的地址相
15、同，且电流流向相反时，控制所述若干模拟开关阵列去使能。
16、本专利技术第四方面提供一种fpga控制装置，所述fpga控制装置包括，存储器，用于存储计算机程序；以及处理器，用于执行所述计算机程序以实现上述基于fpga的电极切换方法。
17、上述基于fpga的电极切换装置，通过先采用相邻注入方法测量电压，而后采用交叉电极法测量电压的方式，解决了单独使用相邻注入法或交叉电极法成像中心分辨率低或边缘成像率低的问题，使所述fpga的电极切换装置所在的生物电阻抗断层成像设备成像更清晰。
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1.一种基于FPGA的电极切换装置，应用于生物电阻抗断层成像设备，所述生物
2.如权利要求1所述的基于FPGA的电极切换装置，其特征在于，所述FPGA控制器将第一电流注入模式下每次采集的数据写入第一存储区；所述FPGA控制器还在第一电流注入模式测量完成时，在所述第一存储区写入第一完成标识。
3.如权利要求2所述的基于FPGA的电极切换装置，其特征在于，当检测到所述第一完成标识时，所述FPGA控制器启动第二电流注入模式下的测量，并将每次采集的数据和第二完成标识写入相应的第二存储区。
4.如权利要求1所述的基于FPGA的电极切换装置，其特征在于，所述FPGA控制器在第一电流注入模式下控制所述开关以相邻注入法选择相应的电极作为测量电极和激励电极；所述FPGA控制器在第二电流注入模式下以交叉电极法选择相应的电极作为测量电极和激励电极。
5.如权利要求1所述的基于FPGA的电极切换装置，其特征在于，所述每个模拟开关阵列提供若干通道，所述每个模拟开关阵列包括一个使能端和若干地址线，所述FPGA控制器通过使能端选择相应的的模拟开关阵列；所述FPG
6.如权利要求4所述的基于FPGA的电极切换装置，其特征在于，当所述FPGA控制器按照第一电流注入模式控制所述模拟开关选择相应的电极作为当前第一激励电极对和当前第一测量电极对时，依次从所述多个电极中选择相邻设置的两个电极作为第一激励电极对，并在同一对激励电极对下依次从剩余的电极中选择两个相邻的电极作为第一测量电极对。
7.如权利要求4所述的基于FPGA的电极切换装置，其特征在于，当所述FPGA控制器按照第二电流注入模式控制所述模拟开关选择相应的电极作为第二激励电极对和第二测量电极对时，所述FPGA控制器将所述第二激励电极对的输入电极和第二激励电极对的输出电极、第二测量电极对的第一测量端电极和第二测量端电极与分别所述接入端、所述输出端、所述第一采集端、所述第二采集端连通，所述第二激励电极对的输入电极和第二激励电极对的输出电极相隔较远设置，其中第二测量电极对的第一测量端电极和第二测量端电极相邻设置，多次切换所述若干模拟开关阵列的状态，用以依序将剩余的电极中的一个电极切换为当前第二测量电极对的第一测量端电极，并保持第二测量电极对的第二测量端电极不变。
8.一种生物电阻抗断层成像设备，其特征在于，所述生物电阻抗断层成像设备包括：信号源、多个电极、以及电压采集装置，所述多个电极与所述人体不同部位接触，所述信号源包括接入端和输出端，所述电压采集装置包括第一采集端和第二采集端，所述电阻抗成像设备还包括如权利要求1~6任一项所述的基于FPGA的电极切换装置。
9.一种基于FPGA的电极切换方法，应用于如权利要求1~6任一项所述的基于FPGA的电极切换装置，其特征在于，所述电极切换方法包括：
10.如权利要求9基于FPGA的电极切换方法，其特征在于，所述FPGA的电极切换装置控制所述若干模拟开关阵列以相邻注入法和交叉电极法中的一者依次选择相应的电极作为当前测量电极对和当前激励电极对，具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于fpga的电极切换装置，应用于生物电阻抗断层成像设备，所述生物
2.如权利要求1所述的基于fpga的电极切换装置，其特征在于，所述fpga控制器将第一电流注入模式下每次采集的数据写入第一存储区；所述fpga控制器还在第一电流注入模式测量完成时，在所述第一存储区写入第一完成标识。
3.如权利要求2所述的基于fpga的电极切换装置，其特征在于，当检测到所述第一完成标识时，所述fpga控制器启动第二电流注入模式下的测量，并将每次采集的数据和第二完成标识写入相应的第二存储区。
4.如权利要求1所述的基于fpga的电极切换装置，其特征在于，所述fpga控制器在第一电流注入模式下控制所述开关以相邻注入法选择相应的电极作为测量电极和激励电极；所述fpga控制器在第二电流注入模式下以交叉电极法选择相应的电极作为测量电极和激励电极。
5.如权利要求1所述的基于fpga的电极切换装置，其特征在于，所述每个模拟开关阵列提供若干通道，所述每个模拟开关阵列包括一个使能端和若干地址线，所述fpga控制器通过使能端选择相应的的模拟开关阵列；所述fpga控制器通过所述若干地址线选通各模拟开关阵列的开关，以实现切换相应的电极。
6.如权利要求4所述的基于fpga的电极切换装置，其特征在于，当所述fpga控制器按照第一电流注入模式控制所述模拟开关选择相应的电极作为当前第一激励电极对和当前第一测量电极对时，依次从所述多个电极中选择相邻设置的两个电极作为第一激励电极对，并在同一对激励电极对下依次从剩余的电极中选择...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡耀天，祝荣荣，王伟，汪志元，
申请(专利权)人：上海融易迈医疗健康科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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