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电阻抗成像(Electrical Impedance Tomography,EIT)技术是一种无损伤的可视化成像技术,通过向被测物场的边界施加电激励,测量其电学响应特性,然后利用重建算法反演被测场域内的电导率分布及其图像变化。与诊断肺部疾病的主流成像技术相比,EIT具有无辐射、非侵入、响应快、价格低和便携性等优点,可实现长期连续的床旁监护,在医学监护领域有着诱人的发展前景。本论文针对肺部疾病诊断的EIT技术进行了深入研究,包括EIT传感器系统分析与设计、数据采集系统中的信号处理和基于肺部先验信息的EIT成像算法等。本论文的主要研究工作具体如下:1.针对EIT传感器系统进行了研究。通过对两层/多层EIT传感器的研究发现,存在最优的层间距使得成像效果最佳,采用两层/多层EIT传感器能够有效改善EIT敏感场的“三维效应”,并给出了两层EIT传感器层间测量电压的补偿关系。此外,为解决测量点的动态变化问题,提出并设计了用于人体胸腔EIT的胸腔轮廓数据采集装置、位移测量传感器及相关测量方法。2.针对传统相敏解调(Phase-sensitive Demodulation,PSD)要求参考信号和整周期采样的局限,提出了基于奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)的幅值解调方法。该方法给出了被测信号幅值与有效奇异值之间的数学关系,克服了传统PSD方法的缺点,并通过仿真和实验验证了该方法的有效性和可行性。3.针对冲击噪声抑制的多频PSD进行了研究。在实际的EIT测量系统中,由于心脏跳动、电路/开关切换、外部机械振动等因素的影响,测量信号常被冲击噪声污染。为有效降低冲击噪声对多频PSD的影响,提出了两种降低冲击噪声的多频PSD方法,分别为基于2维中值滤波的多频PSD和基于SVD的多频PSD。数值仿真和实验结果表明,两种方法均能有效降低冲击噪声对多频PSD的影响,并提供具有较高信噪比和较强鲁棒性的解调结果。4.针对肺癌及其转移的监测,提出了一种基于肺部先验信息的Tikhonov正则化算法。仿真和实验验证了肺癌疾病通过EIT的可测性,结果表明,该算法能够有效提高EIT图像的空间分辨率,可用于监测癌变组织及其转移过程。