體內(nèi)金屬物的無創(chuàng)探查系統(tǒng).pdf

1、日常生活或臨床手術(shù)中，金屬異物可能進(jìn)入或滯留體內(nèi)，對人體產(chǎn)生一定的危害，多數(shù)情況下必需取出。體內(nèi)金屬異物的準(zhǔn)確定位是其快速取出的首要條件，現(xiàn)有的定位方法中金屬探測儀是一種簡單便攜又無損害的定位方式。此外，金屬探測儀可以檢測隱藏的金屬物體，廣泛應(yīng)用于國防、公安、海關(guān)的安全檢查以及建筑施工中。但是目前大多數(shù)金屬探測儀的抗干擾能力差，測量靈敏度較低，不能對探測目標(biāo)定位。針對這些問題，本文利用各種微弱信號檢測方法，探索和設(shè)計(jì)了一種基于渦流傳感原

2、理的具有高靈敏度、高穩(wěn)定度、實(shí)現(xiàn)方法簡單方便的體內(nèi)金屬物無創(chuàng)探查系統(tǒng)，也可作為金屬探測儀使用。
　　 金屬探測儀是基于金屬導(dǎo)體的渦流效應(yīng)，應(yīng)用渦流傳感器非接觸測量位移的方法來實(shí)現(xiàn)的。初步的渦流傳感實(shí)驗(yàn)說明小金屬物的渦流效應(yīng)很微弱，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是對微弱變化信號的高靈敏度、高分辨率檢測，因此，將數(shù)字鎖相檢測技術(shù)、過采樣技術(shù)和系統(tǒng)比例測量方法相結(jié)合，根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求制定了實(shí)現(xiàn)方案并在此基礎(chǔ)上搭建了體內(nèi)金屬物的無創(chuàng)探查系統(tǒng)。

3、　　 設(shè)計(jì)的體內(nèi)金屬物無創(chuàng)探查系統(tǒng)從激勵源、傳感器本身、測量電路和信號采集處理多方面進(jìn)行研究和改良，從而提高檢測靈敏度和可靠性。該系統(tǒng)通過控制單元實(shí)現(xiàn)信號激勵和采集處理同步進(jìn)行，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性；采用自制的檢測線圈，并將恒流源電路和諧振電路相結(jié)合，簡化了測量電路，提高了檢測的靈敏度；采用數(shù)字鎖相檢測技術(shù)對變化微弱的交流信號進(jìn)行處理，以濾除待測頻率以外的各種噪聲，提高信噪比；運(yùn)用過采樣技術(shù)進(jìn)一步提高了ADC的轉(zhuǎn)換精度，降低了系統(tǒng)的本底

4、噪聲，提高了檢測精度和分辨率；引入系統(tǒng)比例測量方法，減小了激勵信號幅值波動及ADC基準(zhǔn)電壓波動對系統(tǒng)測量精度的影響。
　　 由于體內(nèi)小金屬物的渦流效應(yīng)很微弱，對于測量電路和信號采集處理方法有較高的要求。根據(jù)數(shù)字鎖相檢測算法的不同要求，分別搭建了以ADuC841和ADSP-BF506F為控制單元的系統(tǒng)，并對不同金屬物進(jìn)行了位置檢測實(shí)驗(yàn)。通過對系統(tǒng)靈敏度、穩(wěn)定性和精度的評估可知，對20mm×15mm×0.8mm的鐵塊、銅塊及一元硬幣