电阻抗断层成像串行数据采集系统多选1开关电路PCB技术方案

电阻抗断层成像串行数据采集系统多选1开关电路PCB，涉及电阻抗断层成像系统（EIT）的串行数据采集系统多选1开关电路，所述多选1开关电路PCB分成四张PCB分板，开关电路分布在PCB分板上，每块PCB分板上有一个多选一开关芯片构成的开关电路，PCB分板与PCB分板之间的电路用连接器8连接。可大大降低布线难度、减小布局布线工作量、降低PCB平面面积。该多选1开关电路，具有结构简单、成本低、串扰低、体积小、方便控制严格信号等相、方便组合拓展的优点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电阻抗断层成像系统(EIT)的串行数据采集系统多选I开关电路。
技术介绍
:电阻抗断层成像系统(EIT)是一种公知的医疗成像技术，它是通过检测患者体表，从而推断出患者部分身体的电导率和电容率的图像这种方法来成像的，是一种无损无害的新型成像技术。与CT、MRI等核医学成像技术相比，EIT具有无损无害、成本低、体积小、安全、操作简单、对早期癌灶敏感等优点，医生和病人容易接受。但EIT的成像精度相对不高，由于EIT的数据采集和成像速度较高，可用于对患者进行长时间的实时、动态监测，具有广泛的医学应用前景。EIT成像是一个严重病态的逆问题求解过程，重构成像大致可分为三类:逆投影法、迭代法、一步线性法，以上重建算法对收敛性均有所要求。因此，无论采取何种数据采集模式，EIT成像的图像质量都依赖于所采集到的数据精度，且对数据精度要求很高。根据EIT基本工作原理，EIT系统架构基本一致。正如众多关于EIT方面的资料和专利(如CN03134598.0)描述的，都是由数据采集系统、电极、激励系统、数据处理及成像系统组成。电极、数据采集系统性能直接影响采集数据精度，从而成像质量。而串行数据采集系统又包括开关系统、低噪放、差分放大、滤波、AD等，其中低噪放的噪声性能、差分放大的CMRR、开关系统的隔离度、导通电阻性能是难点。EIT数据采集系统以方式来分，可以分为并行采集系统和串行采集系统。假设有N个电极，串行采集系统采集信号数据分多个步骤:首先对I 2电极差分信号做AD转换，采集到I 2电极差分信号数据，然后依次对2 3……N-1 N电极差分信号做AD转转和数据采集；而并行系统一次就将这些信号采集到。并行系统不需要多选I开关，串行系统需要开关，并行系统需要多个采集通道和AD，串行系统只需要多选I开关和一个采集通道及I个AD。并行系统成本高，各采集通道存在不一致，系统复杂带来的结构也相对复杂；而串行系统则结构和电路设计相对简单很多倍，成本低，但需克服多选I开关存在的串扰和导通电阻过大的问题。目前，用于EIT串行数据采集系统多选I开关的自身隔离度都比较高，但是为了节约器件的面积，多选I开关的封装很小，往往多路信号引脚的间距很小，布线难度大，布线后信号之间串扰高。如果设计的是16电极串行EIT数据采集系统，需要用到4个16选I的开关，分别选通激励源正端source+、激励源负端source-、采集信号通道正端signal+、采集信号通道负端signal-，这4个开关在一块PCB板上完整布线后，布线的占用面积很大、复杂、且线间间距不可能拉的很开、各信号线长度不一致；每个通道信号线长度不一致，差异甚至比较大，部分数字线还与模拟信号线交叉。图1是4块16选I开关在同一 PCB上的最佳布线方式(最大限度降低线间串扰)，在同一PCB上对4块16选I开关布局布线方式还有其它几种，但都不如图1布局布线方式，即便如此还是存在占用PCB面积大、复杂、各通道信号线不等长、模拟数字线混合、存在串扰等问题。电阻抗断层成像串行数据采集系统多选I开关电路系统包括多选I开关电路PCB、数字控制接口、多路信号输入接口、信号输出接口、电源接口。
技术实现思路
电阻抗断层成像串行数据采集系统多选I开关电路PCB，用于改进传统开关电路PCB布局布线存在的各通道信号线无法等长、模拟数字线混合，占用PCB面积大、信号线间串扰闻等问题。电阻抗断层成像串行数据采集系统多选I开关电路PCB，所述多选I开关电路PCB分成四张PCB分板,开关电路分布在PCB分板上,每块PCB分板上有一个多选I开关芯片构成的开关电路，PCB分板与PCB分板之间的电路用连接器(8)连接。上述的电阻抗断层成像串行数据采集系统多选I开关电路PCB，PCB分板上有开关数字控制信号通孔，电极输入信号通孔，输出信号通孔，电源通孔，多选I开关芯片；每块PCB分板上的多选I开关芯片与同一 PCB分板上的开关数字控制信号通孔，电极输入信号通孔，输出信号通孔，电源通孔与同一 PCB上的多选I开关芯片连接；不同的PCB分板上对应的开关数字控制信号通孔，电极输入信号通孔，输出信号通孔，电源通孔分别用连接器连接。上述的电阻抗断层成像串行数据采集系统多选I开关电路PCB，PCB分板与PCB分板之间的距离不小于IOmm 。上述的电阻抗断层成像串行数据采集系统多选I开关电路PCB，PCB分板的边沿和/或印刷电路中的空隙位置有固定孔，四块PCB分板上的固定孔相互对应，固定柱穿过固定孔将四块PCB分板固定形成四层框架结构。上述的电阻抗断层成像串行数据采集系统多选I开关电路PCB，PCB分板与PCB分板之间用连接器垂直连接。·上述的电阻抗断层成像串行数据采集系统多选I开关电路PCB，所述连接器为铜针。上述的电阻抗断层成像串行数据采集系统多选I开关电路PCB，输出信号通孔为4个，电源通孔为3个。上述的电阻抗断层成像串行数据采集系统多选I开关电路PCB，所述多选I开关电路PCB为16选I开关开关电路PCB，开关数字控制信号通孔为20个，电极输入信号通孔为16个，多选I开关芯片为16选I开关芯片。上述的电阻抗断层成像串行数据采集系统多选I开关电路PCB，所述多选I开关电路PCB为32选I开关电路PCB，所述开关数字控制信号通孔为24个，电极输入信号通孔为32个，多选I开关芯片为32选I开关芯片。有益效果:针对EIT串行数据采集数据系统多选I开关电路部分的特点，通过采用四块PCB分板,每块PCB分板放一个多选I开关代替一块PCB放多块多选I开关这种结构，可大大降低布线难度、减小布局布线工作量、降低PCB平面面积。每块分板只有一个多选I开关，可非常方便做圆弧型布线，圆型布线可使线间间距很大，线与线等长。因此可以极大的降低以往开关系统布线所引入的电极线间信号串扰这个问题，同时可严格控制电极信号等相位。由于就近布线，所以这种结构的多选I开关系统结构相对于传统结构(放一块PCB板上的结构)可以使得布线长度降低，有效减小线的旁路电容量。总而言之，该多选I开关电路PCB，具有结构简单、成本低、串扰低、体积小、方便控制严格信号等相、方便组合拓展的优点。附图说明图1:
技术介绍
所述传统4路16选I开关信号电路布线图，其中，图a为所有层布线图；图13为顶层模拟信号布线图；图C为中间层模拟信号布线图；图(1为中间层数字控制信号布线图；图e为底层模拟信号布线图。source+和signal+对应的16选I开关放在PCB板上顶层，source-、signal-信号对应的16选I开关放在PCB的底层,4个16选I开关16信号输入线共用，分别输出signal+、signal-、source+、source-信号；图2为分板I结构与布线图；图3为分板2结构与布线图；图4为分板3结构与布线图；图5为分板4结构与布线图；图6为最优化16选I开关系统结构与布线图；图7为多选I开关系统在EIT系统中的连接示意图；I—开关数字控制信号通孔，2—固定孔，3—电极输入信号通孔，4一输出信号通孔5一电源通孔，6—多选I开关芯片，7—固定柱，8—连接器，9一螺帽。具体实施方式:实施例1:电阻抗断层 成像串行数据采集系统16选I开关电路PCB按下述部件和结构构成:16本文档来自技高网...

【技术保护点】
电阻抗断层成像串行数据采集系统多选1开关电路PCB，特征在于：所述多选1开关电路PCB分成四张PCB分板，开关电路分布在PCB分板上，每块PCB分板上有一个多选1开关芯片构成的开关电路，PCB分板与PCB分板之间的电路用连接器（8）连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：余华章，戴涛，
申请(专利权)人：思澜科技成都有限公司，
类型：实用新型
国别省市：