用于生物电阻抗成像系统的镜像反馈电流源的研究

李蔚琛，史学涛，夏军营，尤富生，杨 琳，张 戈，付 峰，董秀珍

用于生物电阻抗成像系统的镜像反馈电流源的研究

李蔚琛，史学涛，夏军营，尤富生，杨 琳，张 戈，付 峰，董秀珍

目的：针对生物电阻抗成像系统电流源需具备阻抗高、相移小等特点的要求，设计并实现一种高精度激励信号源。方法：基于二代电流传输器原理设计电压控制电流源，增加前级缓冲和直流反馈环节，负载端电路采用镜像反馈电路。结果：实现了激励信号的非接地安全释放，与改良Howland电流源相比，该电流源在1 MHz时输出阻抗可达250 kΩ以上，并具有更好的频率响应。结论：所设计的电流源可以更好地满足生物医学电阻抗成像系统信号源的要求。

生物电阻抗成像系统；电压控制电流源；镜像反馈；输出阻抗；频率响应

0 引言

生物医学电阻抗成像（electric impedance tomography，EIT）技术是一种无损伤的成像技术，是通过从生物体表测量得到一组电阻抗信息，然后利用图像重构算法计算生物体内部电阻率分布的一种断层成像技术。该技术具有结构简单、设备小巧、易于操作、无创伤等特点，具有良好的应用前景[1]。

为了能够准确获得生物体内部的电阻抗信息，生物医学电阻抗成像系统需要采用高精度的电阻抗测量设备，要求激励电流的波形失真小、幅值稳定。因此，生物医学电阻抗成像技术中激励电流的质量是影响成像效果的关键因素之一。显然，设计和实现高品质的压控电流源是EIT数据采集系统中的重要环节[2-3]。

常用的压控电流源一般采用双放大器电流镜设计或者在经典Howland电路基础上进行设计的改良Howland电路（modified howland circuit，MHC）。……