MATLAB实现的生物电阻抗Cole-Cole模型频谱分析系统

资 源 简 介

本项目基于MATLAB开发，利用Cole-Cole模型对生物组织电阻抗频谱数据进行拟合与分析，可精确提取组织电特性参数。系统支持复数阻抗处理、模型参数优化及可视化功能，适用于生物医学阻抗研究。

详 情 说 明

基于Cole-Cole模型的生物电阻抗频谱分析系统

项目介绍

本项目基于MATLAB平台开发，实现了Cole-Cole理论在生物电阻抗频谱分析中的完整应用。系统能够处理复数阻抗频谱数据，通过非线性最小二乘优化算法进行Cole-Cole模型拟合，准确提取生物组织的电特性参数。该系统适用于生物医学工程领域的组织电特性研究，为生物电阻抗频谱分析提供了一套完整的解决方案。

功能特性

• 复数阻抗数据拟合：支持.mat和.txt格式的复数阻抗数据导入与处理
• Cole-Cole模型参数提取：自动估算R₀（零频电阻）、R∞（无限频率电阻）、特征时间常数τ和分布参数α
• 拟合质量评估：提供均方根误差（RMSE）、决定系数R²等统计指标，支持残差分析
• 多维度可视化：生成Nyquist图、Bode图及实验数据与拟合曲线对比图
• 参数优化配置：支持基于组织类型的参数初始化，提高拟合收敛速度

使用方法

1. 数据准备：准备包含频率点、实部（电阻）和虚部（电抗）的测量数据文件
2. 参数配置：设置频率范围（典型1Hz-100MHz）、温度条件和组织类型标识
3. 执行分析：运行主程序，系统将自动进行模型拟合和参数提取
4. 结果查看：获取Cole-Cole参数估计值、拟合质量评估指标和可视化图表

系统要求

• MATLAB版本：R2018b或更高版本
• 必要工具箱：优化工具箱、曲线拟合工具箱
• 内存建议：至少4GB RAM（处理1000个频点以上数据时推荐8GB）
• 存储空间：至少500MB可用空间

文件说明

主程序文件实现了系统的核心功能，包括数据导入与验证、Cole-Cole模型定义、非线性最小二乘优化算法执行、拟合结果评估与统计指标计算，以及多种频谱可视化图形的生成。该文件通过协调各功能模块完成从原始数据到最终分析结果的完整处理流程，并提供用户交互界面用于参数配置和结果展示。