三维电生理标测系统(简称三维系统)作为射频消融术的辅助治疗工具正在被逐渐认可。研究表明,术中引入三维系统可以有效地减少X线的曝光时间,降低对术者的危害。现有的国外三维系统在介入射频消融术治疗时手术配套耗材垄断、无法兼容同类产品,导致手术费用大大增加,这对三维产品普及、推广起到严重的阻碍作用。因此,研制一款兼容性好、使用成本低的国产三维电生理标测系统具有很大的社会效益。三维系统与以往的电生理系统(简称EP系统)相比,主要区别在于增加手术的定位功能。所以,这部分就是三维系统研制的重点。从现有的定位技术中分析得出,电场定位的三维产品拥有兼容性最好、耗材费用最低等优势。不过,电场定位的技术也受限于电场安全性和稳定性、信号易混叠易被干扰和定位精度不高等问题。论文主要针对以上不足分析原因并提出解决方案,以此设计一种基于电场的三维电生理定位系统(简称三维定位系统)。三维定位系统包括电场发生器、信号放大器和主控制器。论文主要对这三部分进行论述并开展以下工作:(1)论文基于电场定位的基本原理设计分频加载的电场模式,通过直接数字式频率合成器(Direct Digital Synthesizer)(简称DDS)和恒流源技术实现电场发生器。同时运用隔离和保护电路限制发生器输出,保证术中患者的安全。另外,为确保电场定位的唯一性,论文提出一种相位校准方式严格控制信号的数字相位。(2)对信号放大器的输入类型进行区分。根据信号的幅频特性,使用多级滤波放大电路方案衰减射频干扰并提高定位和心电信号的增益,改善有用信号的信噪比。论文提出通道校准的方法解决放大器电路通道间的一致性问题,有效地提高定位的精度,同时降低制造的成本。(3)采用数字信号处理器(Digital Signal Processor)(简称DSP)现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array)(简称FPGA)组合的方式构成三维定位系统的主控制器,并对DSP和FPGA的基本外设进行设计和实现,以此保证主控制器的正常运行。论文结合FPGA中丰富的逻辑门资源和Verilog语言分层的设计思路实现时钟输出、数据采样和数据传输等多个实例模块。并在DSP中重点描述离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform)(简称DFT)求解信号幅度和符号的算法思路和实现过程。论文对电场发生器、信号放大器和整体系统功能分别进行测试。测试结果表明电场发生器频率误差范围在0.02%左右;恒流源接入20-1000Ω的负载时误差范围在1%以内;定位信号的信噪比大于40db;三维定位系统的整体功能是有效。以上测试均符合设计标准,证明论文所开展工作是实用和有价值的。