Modulární systém elektrické impedanční tomografie

Abstract

Tato práce představuje nový přístup k návrhu architektury systému elektrického impedančního tomografu. Zabývá se strategickými rozhodnutími, která formovala hardwarovou vrstvu měřicího systému sestávajícího z několika jednotek a umožňujícího vzájemnou komunikaci mezi nimi. Hlavním cílem bylo vyvinout levný hardware pro přepínání zdroje proudu mezi mnoha elektrodami a měření napětí na každé z nich s širokým dynamickým rozsahem při zachování minimálního fázového posunu mezi kanálem a vstupem analogově-digitálního převodníku. Měřicí systém je navržen a zdokumentován a slouží jako cenná reference pro vývoj nových dalších jednotek. Práce popisuje hardware a firmware aktivních elektrod, klíčové části tomografu a uvádí měření ověřující správnost tohoto přístupu.This thesis presents a novel approach to an electrical impedance tomograph’s system architecture design. It delves into the strategic decisions that shaped the hardware layer of a measurement system comprising multiple units and enabling intercommunication between them. The primary objective was to develop a cost-effective method for switching a current source among numerous electrodes and measuring voltage across each with a wide dynamic range while maintaining a minimal phase shift between the channel and input of an analog-to-digital converter. The measurement system is designed and documented, serving as a valuable reference for developing new additional units. The thesis describes the hardware and firmware of active electrodes as the key part of the tomograph and provides measurements verifying the correctness of the approach.