CN110811618A - 一种电阻抗断层成像数据采集系统及方法 - Google Patents

一种电阻抗断层成像数据采集系统及方法 Download PDF

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    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/053—Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • A61B5/0536—Impedance imaging, e.g. by tomography

Abstract

本发明公开了一种电阻抗断层成像数据采集系统及方法，该系统包括电极束缚带和与电极束缚带相接的数据采集装置，所述电极束缚带包括橡胶束缚带、多个沿橡胶束缚带长度方向均布且伸出橡胶束缚带的导电橡胶块和与导电橡胶块连接的金属导电接头，所述数据采集装置包括电流施加信号模块、接触电阻检测模块、电压采集模块和主控器；该方法包括以下步骤：一、电极束缚带上导电橡胶块的标示；二、电极束缚带与数据采集装置的连接；三、电阻抗数据的采集。本发明设计合理，以对测试对象进行电阻抗数据采集，提高电阻抗断层成像数据采集的准确性，也为电阻抗断层图像数据分析提高了准确性。

Description

一种电阻抗断层成像数据采集系统及方法
技术领域
本发明属于电阻抗断层成像数据采集技术领域，尤其是涉及一种电阻抗断层成像数据采集系统及方法。
背景技术
电阻抗断层成像是30多年前发明的一种无辐射功能性成像技术，根据生物组织的电阻抗特性来形成人体内的电阻抗断层图，可以对目标电阻率分布的变化进行成像。其原理是根据人体的不同组织具有不同的电阻率且具有不同的电阻抗频率特征这一生物物理原理，通过对人体施加一定模式的安全电流，测量其体表的响应电压的关系，采用重构算法进行人体不同部位的阻抗或其变化分布的新型医学功能性成像。与传统医学成像技术相比，该技术不使用射线或核素，对人体无害。
因此，现如今缺少一种电阻抗断层成像数据采集系统及方法，以对测试对象进行电阻抗数据采集并形成电阻抗断层图像，提高电阻抗断层成像数据采集的准确性，也为电阻抗断层图像数据分析提高了准确性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种电阻抗断层成像数据采集系统，其设计合理，实现电阻抗数据采集，为电阻抗断层图像提供准确依据，通过提高电阻抗断层成像数据采集的准确性，也为电阻抗断层图像数据分析提高了准确性。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电阻抗断层成像数据采集系统，其特征在于：包括电极束缚带和与电极束缚带相接的数据采集装置，所述电极束缚带包括橡胶束缚带、多个沿橡胶束缚带长度方向均布且伸出橡胶束缚带的导电橡胶块和与导电橡胶块连接的金属导电接头，所述橡胶束缚带的一端设置有多个卡孔，所述橡胶束缚带的另一端设置有卡装在卡孔内的卡扣凸起，所述导电橡胶块和金属导电接头的数量相等，且导电橡胶块和金属导电接头的数量均为偶数；
所述数据采集装置包括电流施加信号模块、接触电阻检测模块、电压采集模块和主控器，所述电流施加信号模块包括第一恒流源、第二恒流源、与第一恒流源和第二恒流源输出端相接的SW0多路选择开关模块，以及与SW0多路选择开关模块相接的SW1多路选择开关模块和SW2多路选择开关模块；
所述电压采集模块包括第一电压采集模块和第二电压采集模块，所述第一电压采集模块包括SW3多路选择开关模块、SW4多路选择开关模块、与SW3多路选择开关模块和SW4多路选择开关模块输出端相接的第一差分运放器，以及与第一差分运放器依次连接的第一滤波电路、第一增益放大器和第一ADC模块，所述第二电压采集模块包括SW5多路选择开关模块、SW6多路选择开关模块、与SW5多路选择开关模块和SW6多路选择开关模块输出端相接的第二差分运放器，以及与第二差分运放器依次连接的第二滤波电路、第二增益放大器和第二ADC模块，所述第一ADC模块和第二ADC模块的输出端接主控器，所述SW0多路选择开关模块、SW1多路选择开关模块、SW2多路选择开关模块、SW3多路选择开关模块、SW4多路选择开关模块、SW5多路选择开关模块、SW6多路选择开关模块均由主控器进行控制。
上述的一种电阻抗断层成像数据采集系统，其特征在于：所述橡胶束缚带上均布多个供导电橡胶块安装的安装槽，所述导电橡胶块黏贴在安装槽内，所述导电橡胶块的横截面呈等腰梯形，所述导电橡胶块由靠近橡胶束缚带向远离橡胶束缚带方向截面逐渐减少，且所述导电橡胶块的倾斜面与导电橡胶块远离橡胶束缚带的侧面之间的夹角为钝角。
上述的一种电阻抗断层成像数据采集系统，其特征在于：所述导电橡胶块和金属导电接头的数量均为10个～20个；
所述金属导电接头包括一体成型的金属柱头、金属杆和金属导电底片，所述金属导电底片嵌入导电橡胶块内，所述金属杆穿出导电橡胶块和橡胶束缚带，所述金属柱头位于金属杆的伸出端，且所述金属柱头位于橡胶束缚带的外侧面。
同时，本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好的电阻抗断层成像数据采集方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、电极束缚带上导电橡胶块的标示：
步骤101、将电极束缚带上导电橡胶块沿橡胶束缚带的一端至橡胶束缚带的另一端顺序依次标示为第1个导电橡胶块，第2个导电橡胶块，、、、，第i个导电橡胶块，、、、，第n个导电橡胶块，相应的金属导电接头分别为第1个金属导电接头，第2个金属导电接头，、、、，第i个金属导电接头，、、、，第n个金属导电接头；其中，i和n均为正整数，且1≤i≤n，n表示导电橡胶块或者金属导电接头的数量，且n为偶数，且n＝16；
步骤102、将n个金属导电接头中第1个金属导电接头，第3个金属导电接头，、、、，第2e+1个金属导电接头，、、、，第n-1个金属导电接头记作奇数金属导电接头，将n个金属导电接头中第2个金属导电接头，第4个金属导电接头，、、、，第2e个金属导电接头，、、、，第n个金属导电接头记作偶数金属导电接头；其中，e为正整数，且1≤e≤7；
步骤103、将电极束缚带缠绕在测试对象上，并将卡扣凸起卡装在卡孔内；
步骤二、电极束缚带与数据采集装置的连接：
步骤201、将SW1多路选择开关模块的第一输出端至第八输出端通过电极扣导线分别与奇数金属导电接头连接，将SW2多路选择开关模块的第一输出端至第八输出端通过电极扣导线分别与偶数金属导电接头连接；
步骤202、将SW0多路选择开关模块的第一输出端和第三输出端均与SW1多路选择开关模块的输入端连接，将SW0多路选择开关模块的第二输出端和第四输出端均与SW2多路选择开关模块的输入端连接，将SW0多路选择开关模块的第一输入端和第二输入端均与第一恒流源的输出端连接，将SW0多路选择开关模块的第三输入端和第四输入端均与第二恒流源的输出端连接；
步骤203、将SW3多路选择开关模块的第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端和第五输入端也通过电极扣导线分别与第1个金属导电接头，第3个金属导电接头，第5个金属导电接头，第7个金属导电接头和第9个金属导电接头连接；
将SW4多路选择开关模块的第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端也通过电极扣导线分别与第2个金属导电接头，第4个金属导电接头，第6个金属导电接头和第8个金属导电接头连接；
步骤204、将SW5多路选择开关模块的第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端和第五输入端也通过电极扣导线分别与第1个金属导电接头，第9个金属导电接头，第11个金属导电接头，第13个金属导电接头和第15个金属导电接头；
将SW6多路选择开关模块的第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端也通过电极扣导线分别与第10个金属导电接头，第12个金属导电接头，第14个金属导电接头和第16个金属导电接头连接；
步骤206、将SW3多路选择开关模块的输出端和SW4多路选择开关模块的输出端依次连接第一差分运放器、第一滤波电路、第一增益放大器和第一ADC模块；
将SW5多路选择开关模块的输出端和SW6多路选择开关模块的输出端也依次连接第二差分运放器、第二滤波电路、第二增益放大器和第二ADC模块；
步骤三、电阻抗数据的采集：
步骤301、第一恒流源输出正电流信号，第二恒流源输出负电流信号，主控器控制SW0多路选择开关模块的第一输入端和第一输出端之间的开关接通，主控器控制SW0多路选择开关模块的第四输入端和第四输出端之间的开关接通，且主控器控制SW1多路选择开关模块的输入端和第一输出端之间的开关接通，主控器控制SW2多路选择开关模块的输入端和第一输出端之间的开关接通，第一恒流源输出正电流信号给第1个金属导电接头施加正电流信号，第二恒流源输出负电流信号给第2个金属导电接头施加负电流信号；
步骤302、在第1个金属导电接头施加正电流信号和第2个金属导电接头施加负电流信号的过程中，主控器控制SW3多路选择开关模块的第二输入端和输出端之间的开关接通，第3个金属导电接头接通，主控器控制SW4多路选择开关模块的第二输入端和输出端之间的开关接通，第4个金属导电接头接通，将第3个金属导电接头对应的第3个导电橡胶块电压信号发送至第一差分运放器和第4个金属导电接头对应的第4个导电橡胶块电压信号发送至第一差分运放器，得到第3个导电橡胶块和第4个导电橡胶块之间的电压差信号，第3个导电橡胶块和第4个导电橡胶块之间的电压差信号依次经过第一滤波电路、第一增益放大器和第一ADC模块，得到第3个导电橡胶块和第4个导电橡胶块之间的电压差
Figure BDA0002286135930000051
步骤303、按照步骤302所述的方法，依次得到第4个金属导电接头和第5个金属导电接头之间的电压差
Figure BDA0002286135930000052
第5个金属导电接头和第6个金属导电接头之间的电压差、、、，第8个金属导电接头和第9个金属导电接头之间的电压差
Figure BDA0002286135930000054
步骤304、主控器控制SW5多路选择开关模块的第二输入端和输出端之间的开关接通，第9个金属导电接头接通，主控器控制SW6多路选择开关模块的第一输入端和输出端之间的开关接通，第10个金属导电接头接通，将第9个金属导电接头对应的第9个导电橡胶块电压信号发送至第二差分运放器和第10个金属导电接头对应的第10个导电橡胶块电压信号发送至第二差分运放器，得到第9个导电橡胶块和第10个导电橡胶块之间的电压差信号，第9个导电橡胶块和第10个导电橡胶块之间的电压差信号依次经过第二滤波电路、第二增益放大器和第二ADC模块，得到第9个导电橡胶块和第10个导电橡胶块之间的电压差
Figure BDA0002286135930000061
步骤305、按照步骤304所述的方法，依次得到第10个金属导电接头和第11个金属导电接头之间的电压差
Figure BDA0002286135930000062
第11个金属导电接头和第12个金属导电接头之间的电压差
Figure BDA0002286135930000063
、、、，第n-1个金属导电接头和第n个金属导电接头之间的电压差
Figure BDA0002286135930000064
步骤306、主控器控制SW0多路选择开关模块的第二输入端和第二输出端之间的开关接通，主控器控制SW0多路选择开关模块的第三输入端和第三输出端之间的开关接通，且主控器控制SW1多路选择开关模块的输入端和第二输出端之间的开关接通，主控器控制SW2多路选择开关模块的输入端和第一输出端之间的开关接通，第一恒流源输出正电流信号给第2个金属导电接头施加正电流信号，第二恒流源输出负电流信号给第3个金属导电接头施加负电流信号；
步骤307、按照步骤301至步骤306所述的方法，当2≤i≤14时，给第i个金属导电接头和第i+1个金属导电接头施加正电流信号和负电流信号，在第i个金属导电接头施加正电流信号和第i+1个金属导电接头施加负电流信号的过程中，依次剩余相邻两个金属导电接头之间的电压差以及第n个金属导电接头与第1个金属导电接头之间的电压差V16/1；
步骤308、按照步骤301至步骤305所述的方法，当给第n-1个金属导电接头和第n个金属导电接头施加正电流信号和负电流信号，在第n-1个金属导电接头施加正电流信号和第n个金属导电接头施加负电流信号的过程中，依次采集第1个金属导电接头和第2个金属导电接头之间的电压差
Figure BDA0002286135930000065
第2个金属导电接头和第3个金属导电接头之间的电压差
Figure BDA0002286135930000066
第3个金属导电接头和第4个金属导电接头之间的电压差
Figure BDA0002286135930000067
、、、，第n-3个金属导电接头和第n-2个金属导电接头之间的电压差
步骤309、按照步骤301至步骤305所述的方法，当给第n个金属导电接头和第1个金属导电接头施加正电流信号和负电流信号，在第n个金属导电接头和第1个金属导电接头施加正电流信号和负电流信号的过程中，依次采集主控器依次采集第2个金属导电接头和第3个金属导电接头之间的电压差
Figure BDA0002286135930000071
第3个金属导电接头和第4个金属导电接头之间的电压差、、、，第n-2个金属导电接头和第n-1个金属导电接头之间的电压差
Figure BDA0002286135930000073
得到电阻抗数据。
上述的方法，其特征在于：所述正电流信号I+为I+＝Asin(2πft)，负电流信号I-为I-＝-Asin(2πft)；其中，A表示电流的最大值，且取值范围为
Figure BDA0002286135930000074
Figure BDA0002286135930000075
f表示频率，且f的取值范围为50kHz～200kHz。
上述的方法，其特征在于：所述接触电阻检测模块包括与第一恒流源输出端相接的第一跟随器、与第二恒流源输出端相接的第二跟随器，以及与第一跟随器和第二跟随器连接的ADC模块，所述第一跟随器的输出端经过电阻R1和电阻R2接地，所述第二跟随器的输出端经过电阻R3和电阻R4接地，所述电阻R1和电阻R2的连接端以及电阻R3和电阻R4接地的连接端经SW7多路选择开关模块与ADC模块连接；
第i个金属导电接头施加正电流信号和第i+1个金属导电接头施加负电流信号的过程中，电阻R1和电阻R2的连接端的第一电压信号经SW7多路选择开关模块与ADC模块得到电阻R1和电阻R2的连接端的第一电压Vo+并发送至主控器，电阻R3和电阻R4的连接端的第二电压信号经SW7多路选择开关模块与ADC模块得到电阻R3和电阻R4的连接端的第二电压Vo-并发送至主控器，主控器根据公式
得到第i个金属导电接头和第i+1个金属导电接头之间的接触阻抗Zi,i+1，以判断测试对象是否接触导电橡胶块；其中，R1表示电阻R1的电阻值，R2表示电阻R2的电阻值，R3表示电阻R3的电阻值，R4表示电阻R4的电阻值，Iy表示电流的有效值，且
Figure BDA0002286135930000077
且Iy的取值范围为1mA～5mA。
上述的方法，其特征在于：主控器将得到的第i个金属导电接头和第i+1个金属导电接头之间的接触阻抗和接触阻抗设定值进行比较，当第i个金属导电接头和第i+1个金属导电接头之间的接触阻抗符合接触阻抗设定值，则测试对象接触导电橡胶块，橡胶束缚带佩戴良好；
当第i个金属导电接头和第i+1个金属导电接头之间的接触阻抗大于接触阻抗设定值，则测试对象未接触导电橡胶块，橡胶束缚带佩戴不符合测试要求。
上述的方法，其特征在于：主控器控制SW3多路选择开关模块的第一输入端和输出端之间的开关接通，第1个金属导电接头接通，主控器控制SW4多路选择开关模块的第一输入端和输出端之间的开关接通，第2个金属导电接头接通，按照步骤302所述的方法，得到第1个金属导电接头和第2个金属导电接头之间的电压差
Figure BDA0002286135930000081
主控器控制SW3多路选择开关模块的第二输入端和输出端之间的开关接通，第3个金属导电接头接通，主控器控制SW4多路选择开关模块的第一输入端和输出端之间的开关接通，第2个金属导电接头接通，按照步骤302所述的方法，得到第1个金属导电接头和第2个金属导电接头之间的电压差
Figure BDA0002286135930000082
主控器控制SW3多路选择开关模块的第三输入端和输出端之间的开关接通，第5个金属导电接头接通，主控器控制SW4多路选择开关模块的第二输入端和输出端之间的开关接通，第4个金属导电接头接通，按照步骤302所述的方法，得到第4个金属导电接头和第5个金属导电接头之间的电压差
Figure BDA0002286135930000083
主控器控制SW3多路选择开关模块的第三输入端和输出端之间的开关接通，第5个金属导电接头接通，主控器控制SW4多路选择开关模块的第三输入端和输出端之间的开关接通，第6个金属导电接头接通，按照步骤302所述的方法，得到第5个金属导电接头和第6个金属导电接头之间的电压差
Figure BDA0002286135930000084
主控器控制SW3多路选择开关模块的第四输入端和输出端之间的开关接通，第7个金属导电接头接通，主控器控制SW4多路选择开关模块的第三输入端和输出端之间的开关接通，第6个金属导电接头接通，按照步骤302所述的方法，得到第6个金属导电接头和第7个金属导电接头之间的电压差
主控器控制SW3多路选择开关模块的第四输入端和输出端之间的开关接通，第7个金属导电接头接通，主控器控制SW4多路选择开关模块的第四输入端和输出端之间的开关接通，第8个金属导电接头接通，按照步骤302所述的方法，得到第7个金属导电接头和第8个金属导电接头之间的电压差
Figure BDA0002286135930000092
主控器控制SW3多路选择开关模块的第五输入端和输出端之间的开关接通，第9个金属导电接头接通，主控器控制SW4多路选择开关模块的第四输入端和输出端之间的开关接通，第8个金属导电接头接通，按照步骤302所述的方法，得到第8个金属导电接头和第9个金属导电接头之间的电压差
Figure BDA0002286135930000093
主控器控制SW5多路选择开关模块的第三输入端和输出端之间的开关接通，第11个金属导电接头接通，主控器控制SW6多路选择开关模块的第一输入端和输出端之间的开关接通，第10个金属导电接头接通，按照步骤304所述的方法，得到第10个金属导电接头和第11个金属导电接头之间的电压差
Figure BDA0002286135930000094
主控器控制SW5多路选择开关模块的第三输入端和输出端之间的开关接通，第11个金属导电接头接通，主控器控制SW6多路选择开关模块的第二输入端和输出端之间的开关接通，第12个金属导电接头接通，按照步骤304所述的方法，得到第11个金属导电接头和第12个金属导电接头之间的电压差
Figure BDA0002286135930000095
主控器控制SW5多路选择开关模块的第四输入端和输出端之间的开关接通，第13个金属导电接头接通，主控器控制SW6多路选择开关模块的第二输入端和输出端之间的开关接通，第12个金属导电接头接通，按照步骤304所述的方法，得到第12个金属导电接头和第13个金属导电接头之间的电压差
Figure BDA0002286135930000101
主控器控制SW5多路选择开关模块的第四输入端和输出端之间的开关接通，第13个金属导电接头接通，主控器控制SW6多路选择开关模块的第三输入端和输出端之间的开关接通，第14个金属导电接头接通，按照步骤304所述的方法，得到第13个金属导电接头和第14个金属导电接头之间的电压差
Figure BDA0002286135930000102
主控器控制SW5多路选择开关模块的第五输入端和输出端之间的开关接通，第15个金属导电接头接通，主控器控制SW6多路选择开关模块的第三输入端和输出端之间的开关接通，第14个金属导电接头接通，按照步骤304所述的方法，得到第14个金属导电接头和第15个金属导电接头之间的电压差
Figure BDA0002286135930000103
主控器控制SW5多路选择开关模块的第五输入端和输出端之间的开关接通，第15个金属导电接头接通，主控器控制SW6多路选择开关模块的第四输入端和输出端之间的开关接通，第16个金属导电接头接通，按照步骤304所述的方法，得到第15个金属导电接头和第16个金属导电接头之间的电压差
Figure BDA0002286135930000104
主控器控制SW5多路选择开关模块的第一输入端和输出端之间的开关接通，第1个金属导电接头接通，主控器控制SW6多路选择开关模块的第四输入端和输出端之间的开关接通，第16个金属导电接头接通，按照步骤304所述的方法，得到第16个金属导电接头和第1个金属导电接头之间的电压差V16/1。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明结构简单、设计合理且能便捷地佩戴在测试对象上，适应不同的测试对象，适应范围大。
2、所采用的电流施加信号模块包括第一恒流源、第二恒流源、与第一恒流源和第二恒流源输出端相接的SW0多路选择开关模块，以及与SW0多路选择开关模块相接的SW1多路选择开关模块和SW2多路选择开关模块，通过SW1多路选择开关模块与奇数金属导电接头连接，通过SW2多路选择开关模块与偶数金属导电接头连接，实现相邻两个金属导电接头的正电流信号和负电流信号的加载。
3、所采用的电流施加信号模块第一电压采集模块和第二电压采集模块，且第一电压采集模块和第二电压采集模块，均包括多路选择开关模块、差分运放器、滤波电路、增益放大器和ADC模块，从而实现相邻金属导电接头之间的电压差获取。
4、所采用的电阻抗断层成像数据采集方法步骤简单、实现方便且操作简便，提高电阻抗断层成像数据采集的准确性，也为电阻抗断层图像数据分析提高了准确性。
5、所采用的电阻抗断层成像数据采集方法操作简便且使用效果好，首先电极束缚带上导电橡胶块的标示，之后进行电极束缚带与数据采集装置的连接，最后进行电阻抗数据的采集，给相邻两个分别施加正电流信号和负电流信号，从而在相邻两个导电橡胶块之间施加正电流信号和负电流信号，在一个金属导电接头施加正电流信号和另一个金属导电接头施加负电流信号的过程中，依次采集剩余相邻的金属导电接头之间的电压差，得到电阻抗数据。
综上所述，本发明设计合理，实现电阻抗数据采集，为电阻抗断层图像提供准确依据，通过提高电阻抗断层成像数据采集的准确性，也为电阻抗断层图像数据分析提高了准确性。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明电极束缚带的结构示意图。
图2为本发明橡胶束缚带、导电橡胶块和金属导电接头的结构示意图。
图3为本发明电流施加信号模块和接触电阻检测模块的电路原理框图。
图4为本发明第一电压采集模块的电路原理框图。
图5为本发明第二电压采集模块的电路原理框图。
图6为本发明电流施加信号模块与电极束缚带的连接关系示意图。
图7为本发明第一滤波电路和第二滤波电路的电路原理图。
图8为本发明电阻抗断层成像数据采集方法的流程框图。
附图标记说明:
1—金属导电接头； 1-1—金属柱头； 1-2—金属杆；
1-3—金属导电底片； 2—橡胶束缚带； 3—导电橡胶块；
4—卡扣凸起； 5—卡孔； 10—第一恒流源；
11—第二恒流源； 12—SW0多路选择开关模块；
13—SW1多路选择开关模块； 14—SW2多路选择开关模块；
15—第一跟随器； 16—第二跟随器；
17—SW7多路选择开关模块； 18—ADC模块；
20—SW3多路选择开关模块； 21—SW4多路选择开关模块；
22—第一差分运放器； 23—第一滤波电路；
24—第一增益放大器； 25—第一ADC模块；
26—SW5多路选择开关模块； 27—SW6多路选择开关模块；
28—第二差分运放器； 29—第二滤波电路；
30—第二增益放大器； 31—第二ADC模块。
具体实施方式
如图1至图5所示的一种电阻抗断层成像数据采集系统，包括电极束缚带和与电极束缚带相接的数据采集装置，所述电极束缚带包括橡胶束缚带2、多个沿橡胶束缚带2长度方向均布且伸出橡胶束缚带2的导电橡胶块3和与导电橡胶块3连接的金属导电接头1，所述橡胶束缚带2的一端设置有多个卡孔5，所述橡胶束缚带2的另一端设置有卡装在卡孔5内的卡扣凸起4，所述导电橡胶块3和金属导电接头1的数量相等，且导电橡胶块3和金属导电接头1的数量均为偶数；
所述数据采集装置包括电流施加信号模块、接触电阻检测模块、电压采集模块和主控器，所述电流施加信号模块包括第一恒流源10、第二恒流源11、与第一恒流源10和第二恒流源11输出端相接的SW0多路选择开关模块12，以及与SW0多路选择开关模块12相接的SW1多路选择开关模块13和SW2多路选择开关模块14；
所述电压采集模块包括第一电压采集模块和第二电压采集模块，所述第一电压采集模块包括SW3多路选择开关模块20、SW4多路选择开关模块21、与SW3多路选择开关模块20和SW4多路选择开关模块21输出端相接的第一差分运放器22，以及与第一差分运放器22依次连接的第一滤波电路23、第一增益放大器24和第一ADC模块25，所述第二电压采集模块包括SW5多路选择开关模块26、SW6多路选择开关模块27、与SW5多路选择开关模块26和SW6多路选择开关模块27输出端相接的第二差分运放器28，以及与第二差分运放器28依次连接的第二滤波电路29、第二增益放大器30和第二ADC模块31，所述第一ADC模块25和第二ADC模块31的输出端接主控器，所述SW0多路选择开关模块12、SW1多路选择开关模块13、SW2多路选择开关模块14、SW3多路选择开关模块20、SW4多路选择开关模块21、SW5多路选择开关模块26、SW6多路选择开关模块27均由主控器进行控制。
如图2所示，本实施例中，所述橡胶束缚带2上均布多个供导电橡胶块3安装的安装槽，所述导电橡胶块3黏贴在安装槽内，所述导电橡胶块3的横截面呈等腰梯形，所述导电橡胶块3由靠近橡胶束缚带2向远离橡胶束缚带2方向截面逐渐减少，且所述导电橡胶块3的倾斜面与导电橡胶块3远离橡胶束缚带2的侧面之间的夹角为钝角。
本实施例中，所述导电橡胶块3和金属导电接头1的数量均为10个～20个；
如图2所示，所述金属导电接头1包括一体成型的金属柱头1-1、金属杆1-2和金属导电底片1-3，所述金属导电底片1-3嵌入导电橡胶块3内，所述金属杆1-2穿出导电橡胶块3和橡胶束缚带2，所述金属柱头1-1位于金属杆1-2的伸出端，且所述金属柱头1-1位于橡胶束缚带2的外侧面。
本实施例中，所述金属导电接头1延伸出远离导电橡胶块3靠近测试对象的侧面。
本实施例中，主控器可采用ARM微控制器或者FPGA微控制器。
本实施例中，第一恒流源10和第二恒流源11均包括运放ADA4898，所述运放ADA4898的正相输入端连接第一电阻，所述运放ADA4898的反相输入端经第二电阻接地，所述运放ADA4898的输出端接第五电阻，所述运放ADA4898的正相输入端与第五电阻之间接有第三电阻，所述运放ADA4898的反相输入端与所述运放ADA4898的输出端连接第四电阻，所述第三电阻和第五电阻的连接端输出恒定电流。实际使用过程中，第三电阻和第五电阻的和与第四电阻之比等于第一电阻和第二电阻之比。
本实施例中，
本实施例中，SW7多路选择开关模块17也由主控器控制，所述ADC模块18、第一ADC模块25和第二ADC模块31的输出端接主控器。
本实施例中，所述SW0多路选择开关模块12和SW7多路选择开关模块17可采用ADG441多路选择开关,所述SW1多路选择开关模块13、SW2多路选择开关模块14、SW3多路选择开关模块20、SW4多路选择开关模块21、SW5多路选择开关模块26和SW6多路选择开关模块27均可采用ADG1206多路选择开关；
所述第一差分运放器22和第二差分运放器28可采用AD8421差分运放器，第一增益放大器24和第二增益放大器30可采用AD8250增益放大器，第一滤波电路23和第二滤波电路29可采用包括ADA4898的有源滤波电路，ADC模块18、第一ADC模块25和第二ADC模块31可采用AD9266模数转换器。
本实施例中，第一跟随器10和第二跟随器11也可采用运放ADA4898。
本实施例中，所述第一滤波电路23和第二滤波电路29均包括型号为ADA4898的运放U1和运放U2，所述运放U1的正相输入端分两路，一路经电阻R5接地，另一路接电容C1的一端；所述电容C1的另一端接电容C2的一端，所述运放U1的输出端分三路，一路经电阻R6接电容C1和电容C2的连接端，另一路接运放U1的反相输入端，第三路接电阻R7的一端，所述运放U1的正相输入端分两路，一路经电容C3接地，另一路接电阻R8的一端；所述电阻R8的另一端接电阻R7的另一端，所述运放U2的输出端分三路，一路经电容C4接电阻R8的另一端和电阻R7的另一端的连接端，另一路接运放U2的反相输入端，第三路接第一增益放大器24和第二增益放大器30的输入端。
本实施例中，实际连接过程中，电容C2的另一端接第一差分运放器22或者第二差分运放器28的输出端。
本实施例中，第一增益放大器24和第二增益放大器30的放大倍数为1、2、5、和10，由主控器进行控制选择。
本实施例中，正向电流信号和负向电流信号的作用是提供直接作用于测试对象人体的激励信号，其精度和稳定性对于整个采集系统的性能起着决定性的作用。
本实施例中，设置第一滤波电路23和第二滤波电路29，是为了滤除电压采集信号的噪声、干扰信号和直流信号，采用增益放大器对电压信号放大，然后将电压模拟信号经过ADC转换器转换为电压差数字信号，从而电阻抗数据。
本实施例中，因为施加的正电流信号和负电流信号十分微小，有效值通常为1mA～5mA，因此从导电橡胶块上获得的电压信号通常为几毫伏到几十毫伏，电压信号非常微弱且动态范围大，另外测量两相邻导电橡胶块间的电压差时会引入较大的共模电压，并伴随着较大的噪声和共模干扰。因此需利用增益放大器将电压差信号进行二级放大。
本实施例中，本实施例中，需要说明的是，各个导电橡胶块3和各个金属导电接头1之间电连接。
本实施例中，所述电阻R1的取值为510Ω，电阻R2的取值为100Ω，电阻R3的取值为510Ω，电阻R4的取值为100Ω；接触阻抗设定值的范围为大于0小于等于1000欧姆。实际使用过程中，可以根据需要进行调节。
本实施例中，需要说明的是，给第i个金属导电接头1和第i+1个金属导电接头1分别施加正电流信号和负电流信号时，则分别通过第i个导电橡胶块3和第i+1个导电橡胶块3施加在测试对象上，且因为施加的正电流信号和负电流信号十分微小，有效值通常为1mA～5mA对测试对象人体是安全电流，不会造成测试对象人体的伤害。
本实施例中，需要说明的是，当第i个金属导电接头1和第i+1个金属导电接头1之间的接触阻抗Zi,i+1时，i的取值范围为1≤i≤n-1；当第n个金属导电接头1施加正电流信号和第1个金属导电接头1施加负电流信号的过程中，根据上述方法，得到第n个金属导电接头1和第1个金属导电接头1之间的接触阻抗Z16,1进行判断。
本实施例中，需要说明的是，通过SW0多路选择开关模块12控制控制施加激励电流正电流信号和负电流信号的流向，实现对第i个金属导电接头1和第i+1个金属导电接头1加载时，第i个金属导电接头1加载的是正电流信号，第i+1个金属导电接头1加载的是负电流信号，以及第n个金属导电接头1施加正电流信号和第1个金属导电接头1施加负电流信号。
本实施例中，需要说明的是，SW1多路选择开关模块13和SW2多路选择开关模块14对16对金属导电接头进行循环激励，并在极短时间内顺次切换，SW3多路选择开关模块20、SW4多路选择开关模块21、SW5多路选择开关模块26、SW6多路选择开关模块27在某一对金属导电接头激励下快速切换剩余电极对以采集全部电极对的差分电压。所述电阻抗数据采集系统中数据采集的快慢与开关阵列的切换速度密切相关，因此需要开关阵列具有较高的切换速度，能适用于快速采集的情况，才能有利于实现实时成像。
本实施例中，SW1多路选择开关模块13、SW2多路选择开关模块14、SW3多路选择开关模块20、SW4多路选择开关模块21、SW5多路选择开关模块26、SW6多路选择开关模块27的切换速率可以根据采集要求进行设定调节。
如图6、图7和图8所示的一种电阻抗断层成像数据采集方法，包括以下步骤：
步骤一、电极束缚带上导电橡胶块的标示：
步骤101、将电极束缚带上导电橡胶块3沿橡胶束缚带2的一端至橡胶束缚带2的另一端顺序依次标示为第1个导电橡胶块3，第2个导电橡胶块3，、、、，第i个导电橡胶块3，、、、，第n个导电橡胶块3，相应的金属导电接头分别为第1个金属导电接头1，第2个金属导电接头1，、、、，第i个金属导电接头1，、、、，第n个金属导电接头1；其中，i和n均为正整数，且1≤i≤n，n表示导电橡胶块或者金属导电接头1的数量，且n为偶数，且n＝16；
步骤102、将n个金属导电接头1中第1个金属导电接头1，第3个金属导电接头1，、、、，第2e+1个金属导电接头1，、、、，第n-1个金属导电接头1记作奇数金属导电接头，将n个金属导电接头1中第2个金属导电接头1，第4个金属导电接头1，、、、，第2e个金属导电接头1，、、、，第n个金属导电接头1记作偶数金属导电接头；其中，e为正整数，且1≤e≤7；
步骤103、将电极束缚带缠绕在测试对象上，并将卡扣凸起4卡装在卡孔5内；
步骤二、电极束缚带与数据采集装置的连接：
步骤201、将SW1多路选择开关模块13的第一输出端至第八输出端通过电极扣导线分别与奇数金属导电接头连接，将SW2多路选择开关模块14的第一输出端至第八输出端通过电极扣导线分别与偶数金属导电接头连接；
步骤202、将SW0多路选择开关模块12的第一输出端和第三输出端均与SW1多路选择开关模块13的输入端连接，将SW0多路选择开关模块12的第二输出端和第四输出端均与SW2多路选择开关模块14的输入端连接，将SW0多路选择开关模块12的第一输入端和第二输入端均与第一恒流源10的输出端连接，将SW0多路选择开关模块12的第三输入端和第四输入端均与第二恒流源11的输出端连接；
步骤203、将SW3多路选择开关模块20的第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端和第五输入端也通过电极扣导线分别与第1个金属导电接头1，第3个金属导电接头1，第5个金属导电接头1，第7个金属导电接头1和第9个金属导电接头1连接；
将SW4多路选择开关模块21的第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端也通过电极扣导线分别与第2个金属导电接头1，第4个金属导电接头1，第6个金属导电接头1和第8个金属导电接头1连接；
步骤204、将SW5多路选择开关模块26的第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端和第五输入端也通过电极扣导线分别与第1个金属导电接头1，第9个金属导电接头1，第11个金属导电接头1，第13个金属导电接头1和第15个金属导电接头1；
将SW6多路选择开关模块27的第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端也通过电极扣导线分别与第10个金属导电接头1，第12个金属导电接头1，第14个金属导电接头1和第16个金属导电接头1连接；
步骤206、将SW3多路选择开关模块20的输出端和SW4多路选择开关模块21的输出端依次连接第一差分运放器22、第一滤波电路23、第一增益放大器24和第一ADC模块25；
将SW5多路选择开关模块26的输出端和SW6多路选择开关模块27的输出端也依次连接第二差分运放器28、第二滤波电路29、第二增益放大器30和第二ADC模块31；
步骤三、电阻抗数据的采集：
步骤301、第一恒流源10输出正电流信号，第二恒流源11输出负电流信号，主控器控制SW0多路选择开关模块12的第一输入端和第一输出端之间的开关接通，主控器控制SW0多路选择开关模块12的第四输入端和第四输出端之间的开关接通，且主控器控制SW1多路选择开关模块13的输入端和第一输出端之间的开关接通，主控器控制SW2多路选择开关模块12的输入端和第一输出端之间的开关接通，第一恒流源10输出正电流信号给第1个金属导电接头1施加正电流信号，第二恒流源11输出负电流信号给第2个金属导电接头1施加负电流信号；
步骤302、在第1个金属导电接头1施加正电流信号和第2个金属导电接头1施加负电流信号的过程中，主控器控制SW3多路选择开关模块20的第二输入端和输出端之间的开关接通，第3个金属导电接头1接通，主控器控制SW4多路选择开关模块21的第二输入端和输出端之间的开关接通，第4个金属导电接头1接通，将第3个金属导电接头1对应的第3个导电橡胶块3电压信号发送至第一差分运放器22和第4个金属导电接头1对应的第4个导电橡胶块3电压信号发送至第一差分运放器22，得到第3个导电橡胶块3和第4个导电橡胶块3之间的电压差信号，第3个导电橡胶块3和第4个导电橡胶块3之间的电压差信号依次经过第一滤波电路23、第一增益放大器24和第一ADC模块25，得到第3个导电橡胶块3和第4个导电橡胶块3之间的电压差
步骤303、按照步骤302所述的方法，依次得到第4个金属导电接头1和第5个金属导电接头1之间的电压差
Figure BDA0002286135930000192
第5个金属导电接头1和第6个金属导电接头1之间的电压差
Figure BDA0002286135930000193
、、、，第8个金属导电接头1和第9个金属导电接头1之间的电压差
Figure BDA0002286135930000194
步骤304、主控器控制SW5多路选择开关模块26的第二输入端和输出端之间的开关接通，第9个金属导电接头1接通，主控器控制SW6多路选择开关模块27的第一输入端和输出端之间的开关接通，第10个金属导电接头1接通，将第9个金属导电接头1对应的第9个导电橡胶块3电压信号发送至第二差分运放器28和第10个金属导电接头1对应的第10个导电橡胶块3电压信号发送至第二差分运放器28，得到第9个导电橡胶块3和第10个导电橡胶块3之间的电压差信号，第9个导电橡胶块3和第10个导电橡胶块3之间的电压差信号依次经过第二滤波电路29、第二增益放大器30和第二ADC模块31，得到第9个导电橡胶块3和第10个导电橡胶块3之间的电压差
Figure BDA0002286135930000201
步骤305、按照步骤304所述的方法，依次得到第10个金属导电接头1和第11个金属导电接头1之间的电压差
Figure BDA0002286135930000202
第11个金属导电接头1和第12个金属导电接头1之间的电压差
Figure BDA0002286135930000203
、、、，第n-1个金属导电接头1和第n个金属导电接头1之间的电压差
Figure BDA0002286135930000204
步骤306、主控器控制SW0多路选择开关模块12的第二输入端和第二输出端之间的开关接通，主控器控制SW0多路选择开关模块12的第三输入端和第三输出端之间的开关接通，且主控器控制SW1多路选择开关模块13的输入端和第二输出端之间的开关接通，主控器控制SW2多路选择开关模块12的输入端和第一输出端之间的开关接通，第一恒流源10输出正电流信号给第2个金属导电接头1施加正电流信号，第二恒流源11输出负电流信号给第3个金属导电接头1施加负电流信号；
步骤307、按照步骤301至步骤306所述的方法，当2≤i≤14时，给第i个金属导电接头1和第i+1个金属导电接头1施加正电流信号和负电流信号，在第i个金属导电接头1施加正电流信号和第i+1个金属导电接头1施加负电流信号的过程中，依次剩余相邻两个金属导电接头1之间的电压差以及第n个金属导电接头1与第1个金属导电接头1之间的电压差V16/1；
步骤308、按照步骤301至步骤305所述的方法，当给第n-1个金属导电接头1和第n个金属导电接头1施加正电流信号和负电流信号，在第n-1个金属导电接头1施加正电流信号和第n个金属导电接头1施加负电流信号的过程中，依次采集第1个金属导电接头1和第2个金属导电接头1之间的电压差
Figure BDA0002286135930000211
第2个金属导电接头1和第3个金属导电接头1之间的电压差第3个金属导电接头1和第4个金属导电接头1之间的电压差
Figure BDA0002286135930000213
、、、，第n-3个金属导电接头1和第n-2个金属导电接头1之间的电压差
Figure BDA0002286135930000214
步骤309、按照步骤301至步骤305所述的方法，当给第n个金属导电接头1和第1个金属导电接头1施加正电流信号和负电流信号，在第n个金属导电接头1和第1个金属导电接头1施加正电流信号和负电流信号的过程中，依次采集主控器依次采集第2个金属导电接头1和第3个金属导电接头1之间的电压差
Figure BDA0002286135930000215
第3个金属导电接头1和第4个金属导电接头1之间的电压差、、、，第n-2个金属导电接头1和第n-1个金属导电接头1之间的电压差
Figure BDA0002286135930000217
得到电阻抗数据。
本实施例中，所述正电流信号I+为I+＝Asin(2πft)，负电流信号I-为I-＝-Asin(2πft)；其中，A表示电流的最大值，且取值范围为
Figure BDA0002286135930000218
f表示频率，且f的取值范围为50kHz～200kHz。
本实施例中，所述接触电阻检测模块包括与第一恒流源10输出端相接的第一跟随器15、与第二恒流源11输出端相接的第二跟随器16，以及与第一跟随器15和第二跟随器16连接的ADC模块18，所述第一跟随器15的输出端经过电阻R1和电阻R2接地，所述第二跟随器16的输出端经过电阻R3和电阻R4接地，所述电阻R1和电阻R2的连接端以及电阻R3和电阻R4接地的连接端经SW7多路选择开关模块17与ADC模块18连接；
第i个金属导电接头1施加正电流信号和第i+1个金属导电接头1施加负电流信号的过程中，电阻R1和电阻R2的连接端的第一电压信号经SW7多路选择开关模块17与ADC模块18得到电阻R1和电阻R2的连接端的第一电压Vo+并发送至主控器，电阻R3和电阻R4的连接端的第二电压信号经SW7多路选择开关模块17与ADC模块18得到电阻R3和电阻R4的连接端的第二电压Vo-并发送至主控器，主控器根据公式
Figure BDA0002286135930000221
得到第i个金属导电接头1和第i+1个金属导电接头1之间的接触阻抗Zi,i+1，以判断测试对象是否接触导电橡胶块；其中，R1表示电阻R1的电阻值，R2表示电阻R2的电阻值，R3表示电阻R3的电阻值，R4表示电阻R4的电阻值，Iy表示电流的有效值，且
Figure BDA0002286135930000222
且Iy的取值范围为1mA～5mA。
本实施例中，主控器将得到的第i个金属导电接头1和第i+1个金属导电接头1之间的接触阻抗和接触阻抗设定值进行比较，当第i个金属导电接头1和第i+1个金属导电接头1之间的接触阻抗符合接触阻抗设定值，则测试对象接触导电橡胶块，橡胶束缚带佩戴良好；
当第i个金属导电接头1和第i+1个金属导电接头1之间的接触阻抗大于接触阻抗设定值，则测试对象未接触导电橡胶块，橡胶束缚带佩戴不符合测试要求。
本实施例中，主控器控制SW3多路选择开关模块20的第一输入端和输出端之间的开关接通，第1个金属导电接头1接通，主控器控制SW4多路选择开关模块21的第一输入端和输出端之间的开关接通，第2个金属导电接头1接通，按照步骤302所述的方法，得到第1个金属导电接头1和第2个金属导电接头1之间的电压差
Figure BDA0002286135930000223
主控器控制SW3多路选择开关模块20的第二输入端和输出端之间的开关接通，第3个金属导电接头1接通，主控器控制SW4多路选择开关模块21的第一输入端和输出端之间的开关接通，第2个金属导电接头1接通，按照步骤302所述的方法，得到第1个金属导电接头1和第2个金属导电接头1之间的电压差
Figure BDA0002286135930000224
主控器控制SW3多路选择开关模块20的第三输入端和输出端之间的开关接通，第5个金属导电接头1接通，主控器控制SW4多路选择开关模块21的第二输入端和输出端之间的开关接通，第4个金属导电接头1接通，按照步骤302所述的方法，得到第4个金属导电接头1和第5个金属导电接头1之间的电压差
Figure BDA0002286135930000231
主控器控制SW3多路选择开关模块20的第三输入端和输出端之间的开关接通，第5个金属导电接头1接通，主控器控制SW4多路选择开关模块21的第三输入端和输出端之间的开关接通，第6个金属导电接头1接通，按照步骤302所述的方法，得到第5个金属导电接头1和第6个金属导电接头1之间的电压差
Figure BDA0002286135930000232
主控器控制SW3多路选择开关模块20的第四输入端和输出端之间的开关接通，第7个金属导电接头1接通，主控器控制SW4多路选择开关模块21的第三输入端和输出端之间的开关接通，第6个金属导电接头1接通，按照步骤302所述的方法，得到第6个金属导电接头1和第7个金属导电接头1之间的电压差
Figure BDA0002286135930000233
主控器控制SW3多路选择开关模块20的第四输入端和输出端之间的开关接通，第7个金属导电接头1接通，主控器控制SW4多路选择开关模块21的第四输入端和输出端之间的开关接通，第8个金属导电接头1接通，按照步骤302所述的方法，得到第7个金属导电接头1和第8个金属导电接头1之间的电压差
主控器控制SW3多路选择开关模块20的第五输入端和输出端之间的开关接通，第9个金属导电接头1接通，主控器控制SW4多路选择开关模块21的第四输入端和输出端之间的开关接通，第8个金属导电接头1接通，按照步骤302所述的方法，得到第8个金属导电接头1和第9个金属导电接头1之间的电压差
Figure BDA0002286135930000235
主控器控制SW5多路选择开关模块26的第三输入端和输出端之间的开关接通，第11个金属导电接头1接通，主控器控制SW6多路选择开关模块27的第一输入端和输出端之间的开关接通，第10个金属导电接头1接通，按照步骤304所述的方法，得到第10个金属导电接头1和第11个金属导电接头1之间的电压差
Figure BDA0002286135930000241
主控器控制SW5多路选择开关模块26的第三输入端和输出端之间的开关接通，第11个金属导电接头1接通，主控器控制SW6多路选择开关模块27的第二输入端和输出端之间的开关接通，第12个金属导电接头1接通，按照步骤304所述的方法，得到第11个金属导电接头1和第12个金属导电接头1之间的电压差
Figure BDA0002286135930000242
主控器控制SW5多路选择开关模块26的第四输入端和输出端之间的开关接通，第13个金属导电接头1接通，主控器控制SW6多路选择开关模块27的第二输入端和输出端之间的开关接通，第12个金属导电接头1接通，按照步骤304所述的方法，得到第12个金属导电接头1和第13个金属导电接头1之间的电压差
Figure BDA0002286135930000243
主控器控制SW5多路选择开关模块26的第四输入端和输出端之间的开关接通，第13个金属导电接头1接通，主控器控制SW6多路选择开关模块27的第三输入端和输出端之间的开关接通，第14个金属导电接头1接通，按照步骤304所述的方法，得到第13个金属导电接头1和第14个金属导电接头1之间的电压差
主控器控制SW5多路选择开关模块26的第五输入端和输出端之间的开关接通，第15个金属导电接头1接通，主控器控制SW6多路选择开关模块27的第三输入端和输出端之间的开关接通，第14个金属导电接头1接通，按照步骤304所述的方法，得到第14个金属导电接头1和第15个金属导电接头1之间的电压差
Figure BDA0002286135930000245
主控器控制SW5多路选择开关模块26的第五输入端和输出端之间的开关接通，第15个金属导电接头1接通，主控器控制SW6多路选择开关模块27的第四输入端和输出端之间的开关接通，第16个金属导电接头1接通，按照步骤304所述的方法，得到第15个金属导电接头1和第16个金属导电接头1之间的电压差
Figure BDA0002286135930000246
主控器控制SW5多路选择开关模块26的第一输入端和输出端之间的开关接通，第1个金属导电接头1接通，主控器控制SW6多路选择开关模块27的第四输入端和输出端之间的开关接通，第16个金属导电接头1接通，按照步骤304所述的方法，得到第16个金属导电接头1和第1个金属导电接头1之间的电压差V16/1。
综上所述，本发明设计合理，实现电阻抗数据采集，为电阻抗断层图像提供准确依据，通过提高电阻抗断层成像数据采集的准确性，也为电阻抗断层图像数据分析提高了准确性。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电阻抗断层成像数据采集系统，其特征在于：包括电极束缚带和与电极束缚带相接的数据采集装置，所述电极束缚带包括橡胶束缚带(2)、多个沿橡胶束缚带(2)长度方向均布且伸出橡胶束缚带(2)的导电橡胶块(3)和与导电橡胶块(3)连接的金属导电接头(1)，所述橡胶束缚带(2)的一端设置有多个卡孔(5)，所述橡胶束缚带(2)的另一端设置有卡装在卡孔(5)内的卡扣凸起(4)，所述导电橡胶块(3)和金属导电接头(1)的数量相等，且导电橡胶块(3)和金属导电接头(1)的数量均为偶数；
所述数据采集装置包括电流施加信号模块、接触电阻检测模块、电压采集模块和主控器，所述电流施加信号模块包括第一恒流源(10)、第二恒流源(11)、与第一恒流源(10)和第二恒流源(11)输出端相接的SW0多路选择开关模块(12)，以及与SW0多路选择开关模块(12)相接的SW1多路选择开关模块(13)和SW2多路选择开关模块(14)；
所述电压采集模块包括第一电压采集模块和第二电压采集模块，所述第一电压采集模块包括SW3多路选择开关模块(20)、SW4多路选择开关模块(21)、与SW3多路选择开关模块(20)和SW4多路选择开关模块(21)输出端相接的第一差分运放器(22)，以及与第一差分运放器(22)依次连接的第一滤波电路(23)、第一增益放大器(24)和第一ADC模块(25)，所述第二电压采集模块包括SW5多路选择开关模块(26)、SW6多路选择开关模块(27)、与SW5多路选择开关模块(26)和SW6多路选择开关模块(27)输出端相接的第二差分运放器(28)，以及与第二差分运放器(28)依次连接的第二滤波电路(29)、第二增益放大器(30)和第二ADC模块(31)，所述第一ADC模块(25)和第二ADC模块(31)的输出端接主控器，所述SW0多路选择开关模块(12)、SW1多路选择开关模块(13)、SW2多路选择开关模块(14)、SW3多路选择开关模块(20)、SW4多路选择开关模块(21)、SW5多路选择开关模块(26)、SW6多路选择开关模块(27)均由主控器进行控制。
2.按照权利要求1所述的一种电阻抗断层成像数据采集系统，其特征在于：所述橡胶束缚带(2)上均布多个供导电橡胶块(3)安装的安装槽，所述导电橡胶块(3)黏贴在安装槽内，所述导电橡胶块(3)的横截面呈等腰梯形，所述导电橡胶块(3)由靠近橡胶束缚带(2)向远离橡胶束缚带(2)方向截面逐渐减少，且所述导电橡胶块(3)的倾斜面与导电橡胶块(3)远离橡胶束缚带(2)的侧面之间的夹角为钝角。
3.按照权利要求1所述的一种电阻抗断层成像数据采集系统，其特征在于：所述金属导电接头(1)包括一体成型的金属柱头(1-1)、金属杆(1-2)和金属导电底片(1-3)，所述金属导电底片(1-3)嵌入导电橡胶块(3)内，所述金属杆(1-2)穿出导电橡胶块(3)和橡胶束缚带(2)，所述金属柱头(1-1)位于金属杆(1-2)的伸出端，且所述金属柱头(1-1)位于橡胶束缚带(2)的外侧面。
4.一种利用如权利要求1所述的系统进行电阻抗断层成像数据采集的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、电极束缚带上导电橡胶块的标示：
步骤101、将电极束缚带上导电橡胶块(3)沿橡胶束缚带(2)的一端至橡胶束缚带(2)的另一端顺序依次标示为第1个导电橡胶块(3)，第2个导电橡胶块(3)，、、、，第i个导电橡胶块(3)，、、、，第n个导电橡胶块(3)，相应的金属导电接头分别为第1个金属导电接头(1)，第2个金属导电接头(1)，、、、，第i个金属导电接头(1)，、、、，第n个金属导电接头(1)；其中，i和n均为正整数，且1≤i≤n，n表示导电橡胶块或者金属导电接头(1)的数量，且n为偶数，且n＝16；
步骤102、将n个金属导电接头(1)中第1个金属导电接头(1)，第3个金属导电接头(1)，、、、，第2e+1个金属导电接头(1)，、、、，第n-1个金属导电接头(1)记作奇数金属导电接头，将n个金属导电接头(1)中第2个金属导电接头(1)，第4个金属导电接头(1)，、、、，第2e个金属导电接头(1)，、、、，第n个金属导电接头(1)记作偶数金属导电接头；其中，e为正整数，且1≤e≤7；
步骤103、将电极束缚带缠绕在测试对象上，并将卡扣凸起(4)卡装在卡孔(5)内；
步骤二、电极束缚带与数据采集装置的连接：
步骤201、将SW1多路选择开关模块(13)的第一输出端至第八输出端通过电极扣导线分别与奇数金属导电接头连接，将SW2多路选择开关模块(14)的第一输出端至第八输出端通过电极扣导线分别与偶数金属导电接头连接；
步骤202、将SW0多路选择开关模块(12)的第一输出端和第三输出端均与SW1多路选择开关模块(13)的输入端连接，将SW0多路选择开关模块(12)的第二输出端和第四输出端均与SW2多路选择开关模块(14)的输入端连接，将SW0多路选择开关模块(12)的第一输入端和第二输入端均与第一恒流源(10)的输出端连接，将SW0多路选择开关模块(12)的第三输入端和第四输入端均与第二恒流源(11)的输出端连接；
步骤203、将SW3多路选择开关模块(20)的第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端和第五输入端也通过电极扣导线分别与第1个金属导电接头(1)，第3个金属导电接头(1)，第5个金属导电接头(1)，第7个金属导电接头(1)和第9个金属导电接头(1)连接；
将SW4多路选择开关模块(21)的第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端也通过电极扣导线分别与第2个金属导电接头(1)，第4个金属导电接头(1)，第6个金属导电接头(1)和第8个金属导电接头(1)连接；
步骤204、将SW5多路选择开关模块(26)的第一输入端、第二输入端、第三输入端、第四输入端和第五输入端也通过电极扣导线分别与第1个金属导电接头(1)，第9个金属导电接头(1)，第11个金属导电接头(1)，第13个金属导电接头(1)和第15个金属导电接头(1)；
将SW6多路选择开关模块(27)的第一输入端、第二输入端、第三输入端和第四输入端也通过电极扣导线分别与第10个金属导电接头(1)，第12个金属导电接头(1)，第14个金属导电接头(1)和第16个金属导电接头(1)连接；
步骤206、将SW3多路选择开关模块(20)的输出端和SW4多路选择开关模块(21)的输出端依次连接第一差分运放器(22)、第一滤波电路(23)、第一增益放大器(24)和第一ADC模块(25)；
将SW5多路选择开关模块(26)的输出端和SW6多路选择开关模块(27)的输出端也依次连接第二差分运放器(28)、第二滤波电路(29)、第二增益放大器(30)和第二ADC模块(31)；
步骤三、电阻抗数据的采集：
步骤301、第一恒流源(10)输出正电流信号，第二恒流源(11)输出负电流信号，主控器控制SW0多路选择开关模块(12)的第一输入端和第一输出端之间的开关接通，主控器控制SW0多路选择开关模块(12)的第四输入端和第四输出端之间的开关接通，且主控器控制SW1多路选择开关模块(13)的输入端和第一输出端之间的开关接通，主控器控制SW2多路选择开关模块(12)的输入端和第一输出端之间的开关接通，第一恒流源(10)输出正电流信号给第1个金属导电接头(1)施加正电流信号，第二恒流源(11)输出负电流信号给第2个金属导电接头(1)施加负电流信号；
步骤302、在第1个金属导电接头(1)施加正电流信号和第2个金属导电接头(1)施加负电流信号的过程中，主控器控制SW3多路选择开关模块(20)的第二输入端和输出端之间的开关接通，第3个金属导电接头(1)接通，主控器控制SW4多路选择开关模块(21)的第二输入端和输出端之间的开关接通，第4个金属导电接头(1)接通，将第3个金属导电接头(1)对应的第3个导电橡胶块(3)电压信号发送至第一差分运放器(22)和第4个金属导电接头(1)对应的第4个导电橡胶块(3)电压信号发送至第一差分运放器(22)，得到第3个导电橡胶块(3)和第4个导电橡胶块(3)之间的电压差信号，第3个导电橡胶块(3)和第4个导电橡胶块(3)之间的电压差信号依次经过第一滤波电路(23)、第一增益放大器(24)和第一ADC模块(25)，得到第3个导电橡胶块(3)和第4个导电橡胶块(3)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000051
步骤303、按照步骤302所述的方法，依次得到第4个金属导电接头(1)和第5个金属导电接头(1)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000052
第5个金属导电接头(1)和第6个金属导电接头(1)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000053
、、、，第8个金属导电接头(1)和第9个金属导电接头(1)之间的电压差
步骤304、主控器控制SW5多路选择开关模块(26)的第二输入端和输出端之间的开关接通，第9个金属导电接头(1)接通，主控器控制SW6多路选择开关模块(27)的第一输入端和输出端之间的开关接通，第10个金属导电接头(1)接通，将第9个金属导电接头(1)对应的第9个导电橡胶块(3)电压信号发送至第二差分运放器(28)和第10个金属导电接头(1)对应的第10个导电橡胶块(3)电压信号发送至第二差分运放器(28)，得到第9个导电橡胶块(3)和第10个导电橡胶块(3)之间的电压差信号，第9个导电橡胶块(3)和第10个导电橡胶块(3)之间的电压差信号依次经过第二滤波电路(29)、第二增益放大器(30)和第二ADC模块(31)，得到第9个导电橡胶块(3)和第10个导电橡胶块(3)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000055
步骤305、按照步骤304所述的方法，依次得到第10个金属导电接头(1)和第11个金属导电接头(1)之间的电压差第11个金属导电接头(1)和第12个金属导电接头(1)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000057
、、、，第n-1个金属导电接头(1)和第n个金属导电接头(1)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000058
步骤306、主控器控制SW0多路选择开关模块(12)的第二输入端和第二输出端之间的开关接通，主控器控制SW0多路选择开关模块(12)的第三输入端和第三输出端之间的开关接通，且主控器控制SW1多路选择开关模块(13)的输入端和第二输出端之间的开关接通，主控器控制SW2多路选择开关模块(12)的输入端和第一输出端之间的开关接通，第一恒流源(10)输出正电流信号给第2个金属导电接头(1)施加正电流信号，第二恒流源(11)输出负电流信号给第3个金属导电接头(1)施加负电流信号；
步骤307、按照步骤301至步骤306所述的方法，当2≤i≤14时，给第i个金属导电接头(1)和第i+1个金属导电接头(1)施加正电流信号和负电流信号，在第i个金属导电接头(1)施加正电流信号和第i+1个金属导电接头(1)施加负电流信号的过程中，依次剩余相邻两个金属导电接头(1)之间的电压差以及第n个金属导电接头(1)与第1个金属导电接头(1)之间的电压差V16/1；
步骤308、按照步骤301至步骤305所述的方法，当给第n-1个金属导电接头(1)和第n个金属导电接头(1)施加正电流信号和负电流信号，在第n-1个金属导电接头(1)施加正电流信号和第n个金属导电接头(1)施加负电流信号的过程中，依次采集第1个金属导电接头(1)和第2个金属导电接头(1)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000061
第2个金属导电接头(1)和第3个金属导电接头(1)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000062
第3个金属导电接头(1)和第4个金属导电接头(1)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000063
、、、，第n-3个金属导电接头(1)和第n-2个金属导电接头(1)之间的电压差
步骤309、按照步骤301至步骤305所述的方法，当给第n个金属导电接头(1)和第1个金属导电接头(1)施加正电流信号和负电流信号，在第n个金属导电接头(1)和第1个金属导电接头(1)施加正电流信号和负电流信号的过程中，依次采集主控器依次采集第2个金属导电接头(1)和第3个金属导电接头(1)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000065
第3个金属导电接头(1)和第4个金属导电接头(1)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000071
、、、，第n-2个金属导电接头(1)和第n-1个金属导电接头(1)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000072
得到电阻抗数据。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于：所述正电流信号I+为I+＝A sin(2πft)，负电流信号I-为I-＝-A sin(2πft)；其中，A表示电流的最大值，且取值范围为
Figure FDA0002286135920000073
f表示频率，且f的取值范围为50kHz～200kHz。
6.按照权利要求4所述的方法，其特征在于：所述接触电阻检测模块包括与第一恒流源(10)输出端相接的第一跟随器(15)、与第二恒流源(11)输出端相接的第二跟随器(16)，以及与第一跟随器(15)和第二跟随器(16)连接的ADC模块(18)，所述第一跟随器(15)的输出端经过电阻R1和电阻R2接地，所述第二跟随器(16)的输出端经过电阻R3和电阻R4接地，所述电阻R1和电阻R2的连接端以及电阻R3和电阻R4接地的连接端经SW7多路选择开关模块(17)与ADC模块(18)连接；
第i个金属导电接头(1)施加正电流信号和第i+1个金属导电接头(1)施加负电流信号的过程中，电阻R1和电阻R2的连接端的第一电压信号经SW7多路选择开关模块(17)与ADC模块(18)得到电阻R1和电阻R2的连接端的第一电压Vo+并发送至主控器，电阻R3和电阻R4的连接端的第二电压信号经SW7多路选择开关模块(17)与ADC模块(18)得到电阻R3和电阻R4的连接端的第二电压Vo-并发送至主控器，主控器根据公式
Figure FDA0002286135920000074
得到第i个金属导电接头(1)和第i+1个金属导电接头(1)之间的接触阻抗Zi,i+1，以判断测试对象是否接触导电橡胶块；其中，R1表示电阻R1的电阻值，R2表示电阻R2的电阻值，R3表示电阻R3的电阻值，R4表示电阻R4的电阻值，Iy表示电流的有效值，且
Figure FDA0002286135920000075
且Iy的取值范围为1mA～5mA。
7.按照权利要求4所述的方法，其特征在于：主控器将得到的第i个金属导电接头(1)和第i+1个金属导电接头(1)之间的接触阻抗和接触阻抗设定值进行比较，当第i个金属导电接头(1)和第i+1个金属导电接头(1)之间的接触阻抗符合接触阻抗设定值，则测试对象接触导电橡胶块，橡胶束缚带佩戴良好；
当第i个金属导电接头(1)和第i+1个金属导电接头(1)之间的接触阻抗大于接触阻抗设定值，则测试对象未接触导电橡胶块，橡胶束缚带佩戴不符合测试要求。
8.按照权利要求4所述的方法，其特征在于：主控器控制SW3多路选择开关模块(20)的第一输入端和输出端之间的开关接通，第1个金属导电接头(1)接通，主控器控制SW4多路选择开关模块(21)的第一输入端和输出端之间的开关接通，第2个金属导电接头(1)接通，按照步骤302所述的方法，得到第1个金属导电接头(1)和第2个金属导电接头(1)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000081
主控器控制SW3多路选择开关模块(20)的第二输入端和输出端之间的开关接通，第3个金属导电接头(1)接通，主控器控制SW4多路选择开关模块(21)的第一输入端和输出端之间的开关接通，第2个金属导电接头(1)接通，按照步骤302所述的方法，得到第1个金属导电接头(1)和第2个金属导电接头(1)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000082
主控器控制SW3多路选择开关模块(20)的第三输入端和输出端之间的开关接通，第5个金属导电接头(1)接通，主控器控制SW4多路选择开关模块(21)的第二输入端和输出端之间的开关接通，第4个金属导电接头(1)接通，按照步骤302所述的方法，得到第4个金属导电接头(1)和第5个金属导电接头(1)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000083
主控器控制SW3多路选择开关模块(20)的第三输入端和输出端之间的开关接通，第5个金属导电接头(1)接通，主控器控制SW4多路选择开关模块(21)的第三输入端和输出端之间的开关接通，第6个金属导电接头(1)接通，按照步骤302所述的方法，得到第5个金属导电接头(1)和第6个金属导电接头(1)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000091
主控器控制SW3多路选择开关模块(20)的第四输入端和输出端之间的开关接通，第7个金属导电接头(1)接通，主控器控制SW4多路选择开关模块(21)的第三输入端和输出端之间的开关接通，第6个金属导电接头(1)接通，按照步骤302所述的方法，得到第6个金属导电接头(1)和第7个金属导电接头(1)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000092
主控器控制SW3多路选择开关模块(20)的第四输入端和输出端之间的开关接通，第7个金属导电接头(1)接通，主控器控制SW4多路选择开关模块(21)的第四输入端和输出端之间的开关接通，第8个金属导电接头(1)接通，按照步骤302所述的方法，得到第7个金属导电接头(1)和第8个金属导电接头(1)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000093
主控器控制SW3多路选择开关模块(20)的第五输入端和输出端之间的开关接通，第9个金属导电接头(1)接通，主控器控制SW4多路选择开关模块(21)的第四输入端和输出端之间的开关接通，第8个金属导电接头(1)接通，按照步骤302所述的方法，得到第8个金属导电接头(1)和第9个金属导电接头(1)之间的电压差
主控器控制SW5多路选择开关模块(26)的第三输入端和输出端之间的开关接通，第11个金属导电接头(1)接通，主控器控制SW6多路选择开关模块(27)的第一输入端和输出端之间的开关接通，第10个金属导电接头(1)接通，按照步骤304所述的方法，得到第10个金属导电接头(1)和第11个金属导电接头(1)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000095
主控器控制SW5多路选择开关模块(26)的第三输入端和输出端之间的开关接通，第11个金属导电接头(1)接通，主控器控制SW6多路选择开关模块(27)的第二输入端和输出端之间的开关接通，第12个金属导电接头(1)接通，按照步骤304所述的方法，得到第11个金属导电接头(1)和第12个金属导电接头(1)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000101
主控器控制SW5多路选择开关模块(26)的第四输入端和输出端之间的开关接通，第13个金属导电接头(1)接通，主控器控制SW6多路选择开关模块(27)的第二输入端和输出端之间的开关接通，第12个金属导电接头(1)接通，按照步骤304所述的方法，得到第12个金属导电接头(1)和第13个金属导电接头(1)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000102
主控器控制SW5多路选择开关模块(26)的第四输入端和输出端之间的开关接通，第13个金属导电接头(1)接通，主控器控制SW6多路选择开关模块(27)的第三输入端和输出端之间的开关接通，第14个金属导电接头(1)接通，按照步骤304所述的方法，得到第13个金属导电接头(1)和第14个金属导电接头(1)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000103
主控器控制SW5多路选择开关模块(26)的第五输入端和输出端之间的开关接通，第15个金属导电接头(1)接通，主控器控制SW6多路选择开关模块(27)的第三输入端和输出端之间的开关接通，第14个金属导电接头(1)接通，按照步骤304所述的方法，得到第14个金属导电接头(1)和第15个金属导电接头(1)之间的电压差
Figure FDA0002286135920000104
主控器控制SW5多路选择开关模块(26)的第五输入端和输出端之间的开关接通，第15个金属导电接头(1)接通，主控器控制SW6多路选择开关模块(27)的第四输入端和输出端之间的开关接通，第16个金属导电接头(1)接通，按照步骤304所述的方法，得到第15个金属导电接头(1)和第16个金属导电接头(1)之间的电压差
主控器控制SW5多路选择开关模块(26)的第一输入端和输出端之间的开关接通，第1个金属导电接头(1)接通，主控器控制SW6多路选择开关模块(27)的第四输入端和输出端之间的开关接通，第16个金属导电接头(1)接通，按照步骤304所述的方法，得到第16个金属导电接头(1)和第1个金属导电接头(1)之间的电压差V16/1。
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