生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)歷年真題及答案

生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)歷年真題及答案生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)歷年真題及答案生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)歷年真題及答案xxx公司生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)歷年真題及答案文件編號(hào)：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計(jì)，管理制度生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)1.簡(jiǎn)述生物力學(xué)的研究對(duì)象、內(nèi)容、基本方法和主要特點(diǎn)（20’）定義：生物力學(xué)是解釋生命及其活動(dòng)的力學(xué)，是力學(xué)與醫(yī)學(xué)，生物學(xué)等多種學(xué)科相互結(jié)合、相互滲透而形成的一門(mén)新興交叉學(xué)科。研究對(duì)象：力與生物體運(yùn)動(dòng)、生理、病理之間的關(guān)系。研究目的：通過(guò)生物力學(xué)的研究，用力學(xué)分析的手段了解、學(xué)習(xí)、利用、治療、保護(hù)并配合創(chuàng)造生物。另有仿生學(xué)、聽(tīng)診器、血壓計(jì)等都利用了生物力學(xué)的原理。研究?jī)?nèi)容：（1）生物運(yùn)動(dòng)學(xué)：任務(wù)是分析動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)。用一個(gè)有限的自由度系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)模擬動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)，在此基礎(chǔ)上研究動(dòng)物的能量，力與位移、速度與加速度之間的關(guān)系。（2）生物流體力學(xué)：研究血液、各種體液等流體的特性及生物體內(nèi)的流體情況，研究生物與空氣、水之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。（3）生物固體力學(xué)：研究生物體內(nèi)形狀穩(wěn)定部分的受力特性和變形性，以及一些醫(yī)療體育器械的強(qiáng)度和變形情況。（4）綜合問(wèn)題：同時(shí)考慮多項(xiàng)介質(zhì)的相關(guān)影響。研究方法：用解析方法或數(shù)值方法求解數(shù)學(xué)模型。用試驗(yàn)方法測(cè)定物理模型或?qū)嵨镌嚰?。?duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析研究。特點(diǎn)：另外，生物力學(xué)在研究方法上有有別于其他各種物理問(wèn)題或工程問(wèn)題的研究方法：=1\*GB3①生物力學(xué)的試驗(yàn)有“在體”和“離體”之分。=2\*GB3②一部分生物材料（如肌肉）能產(chǎn)生主動(dòng)力，因此不能用常規(guī)的材料試驗(yàn)方法對(duì)他們進(jìn)行研究。=3\*GB3③在體實(shí)驗(yàn)分麻醉態(tài)和非麻醉態(tài)。2.簡(jiǎn)述細(xì)胞力學(xué)的研究?jī)?nèi)容、實(shí)驗(yàn)手段及其應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)。（10’）研究?jī)?nèi)容：實(shí)驗(yàn)手段：應(yīng)用：=1\*GB3①仿生學(xué)。在對(duì)生物了解的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)生物的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造。=2\*GB3②體育競(jìng)技等。通過(guò)對(duì)生物所做的力學(xué)分析，可以更好地發(fā)揮生物的效能。=3\*GB3③對(duì)疾病的治療：聽(tīng)診器、血壓計(jì)、人體器官（人工心臟、假肢）等基于生物力學(xué)。=4\*GB3④從力學(xué)的角度改造生物，可以指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練等。發(fā)展趨勢(shì)：主要集中在細(xì)胞-分子力學(xué)、骨力學(xué)、血液動(dòng)力學(xué)、組織工程方面。宏-微觀結(jié)合的趨勢(shì)明顯，如骨力學(xué)，生物流變學(xué)，組織工程等研究開(kāi)始深入到細(xì)胞-分子水平。3.試述下肢假肢接受腔與殘端之間存在哪些生物力學(xué)問(wèn)題。（10’）1’接受腔/殘肢界面應(yīng)力測(cè)試。2’接受腔CAD/CAM3’有限元分析4’假肢三維剛體動(dòng)力學(xué)的模型5’假肢步態(tài)分析、足底受力系統(tǒng)4．簡(jiǎn)述主要醫(yī)學(xué)成像（X-CT成像、超聲成像、磁共振成像、核素成像）方法中任意三種方法的基本原理和所得圖像的特點(diǎn)（圖像特征適用范圍、不同于其他方法的特殊之處）。（18’）（1）X-CT：基本原理：X射線(xiàn)被準(zhǔn)直后成為一條很窄的射線(xiàn)束。當(dāng)X射線(xiàn)管沿一個(gè)方向平移時(shí)，與之相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)器也跟著作平移運(yùn)動(dòng)。這樣，射線(xiàn)束就對(duì)整個(gè)感興趣的平面進(jìn)行了一次掃描，檢測(cè)器接收到了與臟器衰減系數(shù)直接相關(guān)的投影數(shù)據(jù)。圖像的特點(diǎn)：與投影成像比較，X-CT具有以下優(yōu)越性：能鑒別處較小的衰減系數(shù)差，對(duì)軟組織的分辨能力高；可獲得任意部位的斷層圖象，并可重建三維圖象；可精確測(cè)定組織的衰減系數(shù)，有利于組織性質(zhì)判斷。與MRI等成像比較，X-CT的特點(diǎn)是：分辨率高；骨組織與軟組織的分辨能力較強(qiáng)；軟組織之間的分辨能力差；對(duì)人體有一定的輻射；只給出解剖結(jié)構(gòu)信息，幾乎無(wú)功能信息。（2）超聲成像基本原理：進(jìn)入人體的超聲波遇到密度變化的組織界面時(shí)，產(chǎn)生較強(qiáng)的回波信號(hào)。反射波的延遲確定界面的位置，根據(jù)接收到的回波成像，反映人體斷面結(jié)構(gòu)，對(duì)多普勒回波信號(hào)頻移的分析，可得血流運(yùn)動(dòng)方向和速度信息；圖像特點(diǎn)：無(wú)傷害性，可以動(dòng)態(tài)顯示體內(nèi)器官的運(yùn)動(dòng)情況；(3)MRI成像基本原理：將人體置入一個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng)中，對(duì)人體施加一個(gè)一點(diǎn)頻率的交變射頻場(chǎng)，使探測(cè)的質(zhì)子振動(dòng)向外輻射能量，人體接受線(xiàn)圈中就會(huì)有感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生，收到電信號(hào)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后，得到人體的斷層圖像，圖像灰度代表磁共振信號(hào)的強(qiáng)度，弛豫時(shí)間T1和T2，典型MRI對(duì)氫核和質(zhì)子成像。圖像特點(diǎn)：1、基于核磁共振，無(wú)高能輻射的危險(xiǎn)，對(duì)人體無(wú)創(chuàng)；2、可以對(duì)人體組織作出形態(tài)和功能的診斷，fMRI：磁共振功能成像；3、提供精確的解剖結(jié)構(gòu)信息，MRI分辨率高達(dá)0.5mm,獲取的三維圖像數(shù)據(jù)較容易；4、可以不注射造影劑就可對(duì)血管成像；5、直接產(chǎn)生二維數(shù)據(jù)，無(wú)需重建。（4）核素成像原理：把放射性同位素標(biāo)記在藥物上引入病人體內(nèi)，當(dāng)他被人體吸收后，人體成了放射源。放射性同位素在衰變的過(guò)程中，將向體外輻射r射線(xiàn)。用核素探測(cè)器體外定量的觀察這些同位素在體內(nèi)的分布情況，以此成像。目前是心臟功能評(píng)價(jià)和心臟疾病診斷的主要手段，但分辨率較低，圖像質(zhì)量差。4、試從空間分辨率、功能（圖像所提供的信息）方面對(duì)X射線(xiàn)斷層成像、磁共振成像、正電子發(fā)射斷層成像和超聲成像進(jìn)行比較分析：X線(xiàn)機(jī)X-CT磁共振PETUS功能透視拍片斷層結(jié)構(gòu)斷層結(jié)構(gòu)代謝功能代謝功能結(jié)構(gòu)形態(tài)血流測(cè)量組織定征特點(diǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單電離輻射影像重疊斷層攝影電離輻射非實(shí)時(shí)斷層攝影設(shè)備昂貴非實(shí)時(shí)斷層攝影分辨率低放射性藥物無(wú)創(chuàng)、無(wú)電離輻射斷層成像實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)形態(tài)功能與定征設(shè)備價(jià)格便宜空間分辨率分辨率低，能區(qū)分軟組織的細(xì)節(jié)分辨率高，骨組織、軟組織分辨力強(qiáng)，軟組織之間分辨力差分辨率較X-CT低，對(duì)軟組織的診斷能力強(qiáng)分辨率低分辨力低，圖像質(zhì)量差主要應(yīng)用領(lǐng)域骨骼、血管等腦、骨、鈣化腦、神經(jīng)、血管、肌肉等軟組織人腦、心臟、全身其他器官及腫瘤肝器外形及大小、柔度或可動(dòng)度；病邊緣回聲；內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征；同臨關(guān)系等，心臟功能評(píng)價(jià)、心臟疾病診斷5、簡(jiǎn)述生物醫(yī)學(xué)測(cè)量的特點(diǎn)。簡(jiǎn)述生物測(cè)量系統(tǒng)組成及各部分的功能，并舉一具體儀器加以說(shuō)明。特點(diǎn)：1、生物醫(yī)學(xué)測(cè)量基本屬于弱信號(hào)測(cè)量；2、生物體內(nèi)噪聲對(duì)測(cè)量有重要影響；3、信息測(cè)量中容易引入外界環(huán)境的干擾；4、生物醫(yī)學(xué)信息的多變性；5、生物醫(yī)學(xué)測(cè)量的安全要求：電安全性、機(jī)械安全性、化學(xué)安全性。生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)的組成：a、被測(cè)對(duì)象b、測(cè)量?jī)x器c、測(cè)量環(huán)境生物醫(yī)學(xué)測(cè)量?jī)x器的組成:信息獲取、信號(hào)加工、記錄與顯示三大部分。功能：1’感知被測(cè)信息并使之轉(zhuǎn)換成為易于測(cè)量和加工的電信號(hào)或其他性質(zhì)的信號(hào)；2’用以對(duì)電機(jī)或傳感器獲取的新信號(hào)做放大、存儲(chǔ)、信號(hào)處理等必要加工，以適于對(duì)測(cè)量結(jié)果的分析、識(shí)別和量化，并提供給記錄與顯示部分;3’將各種測(cè)量結(jié)果最終以一定形式顯示給需要者，并按其需要記錄下來(lái)供存儲(chǔ)分析。如X-CT醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，由X射線(xiàn)源、檢測(cè)器、計(jì)算機(jī)和顯示器構(gòu)成。其中，X射線(xiàn)源和檢測(cè)器為信息獲取裝置，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為信息技工裝置，而顯示器為記錄與顯示裝置。6、任舉三例，說(shuō)明醫(yī)學(xué)圖像處理與分析內(nèi)容和意義。（1）醫(yī)學(xué)圖像增強(qiáng)內(nèi)容：空域處理（點(diǎn)處理、鄰域處理），頻域處理意義：對(duì)比度調(diào)整；對(duì)圖像濾波，達(dá)到消除圖像中的噪聲或者增強(qiáng)邊緣等提高圖像質(zhì)量，有利于操作者的觀察；采用圖像處理往往能有效地改善圖像的觀察效果；抑制噪聲；突出邊緣。（2）醫(yī)學(xué)圖像變換內(nèi)容：傅里葉變換、離散余弦變換、正弦變換、沃-哈變換意義：把原先二維空間域中的數(shù)據(jù)變換到另外一個(gè)“變換域”，使一些在空間域不易實(shí)現(xiàn)的操作，在變換域中簡(jiǎn)單，方便的完成。（3）醫(yī)學(xué)圖像分割內(nèi)容：根據(jù)某種均勻性的原則，將圖像分成若干有意義的部分，使得每一部分都符合某種一致性的要求，而任意兩個(gè)相鄰部分合并都會(huì)破壞這種一致性。意義：對(duì)人體各種組織的正確分割和分類(lèi)為臨床組織病變提供計(jì)算機(jī)輔助的依據(jù)，也是圖像三維重建，醫(yī)學(xué)圖像可視化的基礎(chǔ)。7、簡(jiǎn)述醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求有哪些生物醫(yī)學(xué)材料生物功能性?xún)?nèi)涵式什么生物醫(yī)學(xué)材料按照化學(xué)組成可劃分為哪些種類(lèi)雜化生物已足額材料的構(gòu)成特征是什么基本性能要求：A、生物功能性B、生物相容性C、生物安全性生物功能性：指生物醫(yī)學(xué)材料在植入位置行使功能的能力，或?yàn)閳?zhí)行能力，其自身和植入位置應(yīng)當(dāng)滿(mǎn)足適當(dāng)?shù)奈锢砘瘜W(xué)要求；生物醫(yī)學(xué)材料能否有效的行使功能，除與其自身的物理化學(xué)性質(zhì)相關(guān)外，還和其所處的生物環(huán)境相關(guān)。生物功能性即指材料本身行使功能必須具有的物理化學(xué)性質(zhì)也包括材料對(duì)其植入位置的物理化學(xué)要求。按化學(xué)組成分類(lèi)：1、無(wú)機(jī)生物醫(yī)學(xué)材料2、金屬及合金生物醫(yī)學(xué)材料3、高分子生物醫(yī)學(xué)材料4、復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料5、生物功能材料（雜化生物醫(yī)學(xué)材料）雜化生物醫(yī)學(xué)材料構(gòu)成特征：采用物理或化學(xué)的方法將生物活性分子加抗體、抗原等固定在人工材料表面或內(nèi)部，構(gòu)成具有生理功能的生醫(yī)材料，是活體材料與非活體材料雜化組成的新型復(fù)合生材。7’、列舉一種典型生物功能材料，說(shuō)明其在材料體系構(gòu)成與修復(fù)功能上與其他復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料的異同，分析金屬生物醫(yī)學(xué)材料應(yīng)用過(guò)程中除了滿(mǎn)足基本性能要求外，還有哪些特殊要求？

列舉：將酶固定高分子微膠囊內(nèi)，利用高分子半透膜，將酶與體內(nèi)蛋白分開(kāi)，避免了免疫反應(yīng)，小分子物質(zhì)和酶反應(yīng)產(chǎn)物又可以自由通過(guò)高分子膜，達(dá)到治療目的。用類(lèi)似方法，利用生物活性分子固定在材料上以制備各種雜化人工器官，代替和修復(fù)人體器官，可實(shí)現(xiàn)生物功能的目的。金屬材料特殊要求：1、腐蝕問(wèn)題：金屬浸在體液中被腐蝕，降低或破壞金屬的機(jī)械性能，導(dǎo)致斷裂，產(chǎn)生腐蝕物對(duì)人體有刺激性和毒性。2、毒性問(wèn)題：金屬的毒性主要作用于細(xì)胞，可抑制酶的活動(dòng)，阻止酶通過(guò)細(xì)胞膜擴(kuò)散和破壞溶酶體。某些金屬會(huì)引起過(guò)敏反應(yīng)。3、金屬材料的機(jī)械性能：健康骨骼具有自行調(diào)節(jié)能力，不易損壞或斷裂。植入材料不具有自行調(diào)節(jié)能力，需要比自然骨更高的強(qiáng)度和彈性模量，一般要求強(qiáng)度不低于450MPa。4、其它問(wèn)題：冶煉工藝添加劑問(wèn)題、消毒方法問(wèn)題、抗凝血及溶血問(wèn)題、松動(dòng)問(wèn)題及多孔材料等。1、生物醫(yī)學(xué)材料的應(yīng)用特征是什么什么是載藥生物醫(yī)學(xué)材料

答：生物醫(yī)學(xué)材料的應(yīng)用特征：生物醫(yī)學(xué)材料很少單獨(dú)使用，通常是結(jié)合在醫(yī)學(xué)裝置中替代發(fā)生病變或失去功能的生命體器官。載藥生物醫(yī)學(xué)材料：在材料中（最常見(jiàn)是修復(fù)材料）復(fù)合治療藥物植入人體后緩慢釋放，進(jìn)行輔助治療。金屬醫(yī)學(xué)材料在臨床上的應(yīng)用：（1）不銹鋼作為生物醫(yī)學(xué)材料，在臨床上已有多年實(shí)際應(yīng)用，一般作為人工骨、人工關(guān)節(jié)、接骨板、銷(xiāo)釘?shù)?；?）鈷基合金目前主要用作人工關(guān)節(jié)及關(guān)節(jié)修復(fù)體；（3）由于鈦合金抗剪切強(qiáng)度較低，一般不作為骨螺釘、骨片及類(lèi)似應(yīng)用，鈦合金具有一定的形狀記憶效應(yīng)（材料變形后，通過(guò)加熱可恢復(fù)原狀），因此是矯形外科、管狀器官治療的理想材料。8、什么是天然生物材料？在天然生物材料的應(yīng)用中，對(duì)生物組織進(jìn)行處理的方法主要有哪兩種？接近惰性的生物陶瓷材料的行為特征是什么？有哪些主要性能要求常用的接近惰性的生物陶瓷有哪些有什么主要用途（20’）天然生物材料：來(lái)自人體自身組織同體（如人尸體）或異體（如動(dòng)物）同類(lèi)器官與組織的材料，是天然高分子材料。人類(lèi)和動(dòng)物機(jī)體的皮膚，肌肉組織和器官，成機(jī)體的基本物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、多糖、核酸都是高分子化合物，他們?cè)跈C(jī)體內(nèi)行使各種生理功能。醫(yī)用：天然蛋白質(zhì)材料；天然多糖類(lèi)材料；經(jīng)特殊處理的天然生物材料=>生物再生材料(生物衍生材料）。處理方法：1、維持組織原有構(gòu)型而進(jìn)行的固定、滅菌和消除抗原性和較輕微處理。2、拆散原有構(gòu)型，重建新的物理形態(tài)的強(qiáng)烈處理。接近惰性的生物陶瓷行為特征和主要性能要求：在宿主內(nèi)能維持其物理、化學(xué)和力學(xué)性能，并由此而長(zhǎng)期的維持其生物功能。應(yīng)該是無(wú)毒、非致癌、不過(guò)敏、不發(fā)生炎癥的。常用的惰性生物陶瓷主要有：氧化鋁陶瓷、氧化鋯陶瓷、單相鋁酸鈣陶瓷、碳素材料等。氧化鋁陶瓷——由于氧化鋁陶瓷具有優(yōu)良的抗腐蝕性能、良好的生物相容性、高的強(qiáng)度和耐磨損性能，常將其應(yīng)用于承重、承力的髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)置換體、牙科種植體等。氧化鋯陶瓷——基于氧化鋯陶瓷優(yōu)良的生物相容性、良好的斷裂韌性、高斷裂強(qiáng)度和低彈性模量，適合制作需承受高剪切應(yīng)力的人工關(guān)節(jié)。碳素材料——制作人工心臟瓣膜等。生物碳素材料具有良好的生物相容性和血液相容性，廣泛用于心血管材料；與人骨彈性模量相近，可作為牙科種植體構(gòu)成材料。什么是生物活性材料生物活性材料的組成特征

生物活性材料是一類(lèi)能在材料界面上誘發(fā)出特殊生物反應(yīng)的材料，這種反應(yīng)導(dǎo)致組織與材料之間形成鍵合。特征：可降解，可誘導(dǎo)成骨，組織與材料之間形成鍵合。生物活性陶瓷的組成中含有能夠通過(guò)人體正常新陳代謝途徑進(jìn)行置換的鈣、磷等元素，或含有能與人體組織發(fā)生鍵合的羥基(OH-)等基團(tuán)9、什么是人工器官它的主要作用是什么試比較天然器官移植與人工器官的優(yōu)缺點(diǎn)。（13’）人工器官：廣義：不論體內(nèi)或體外、短期或長(zhǎng)期、局部或全部的補(bǔ)償、替代或修復(fù)人體天然器官或其功能的人造裝置，都可認(rèn)為是人工器官。人工器官作為一種醫(yī)療方法或裝置，是對(duì)人體器官的某種模擬。狹義：只有那些替代了原自然器官的位置，并能發(fā)揮其余全部功能的和具有生物活性的人造裝置才是人工器官。主要功能：功能和置換倆方面人工器官和天然器官的對(duì)比：自然器官一般都具有多種功能，而人工器官僅能代替天然器官的部分功能。天然器官都具有生命活性，而人工器官很難有。同種天然器官的生物相容性好，而人造材料與機(jī)體相容性不好。天然器官無(wú)需加以控制，而人工器官需加以控制。天然器官可生長(zhǎng)與自我修復(fù)，而人工器官不生長(zhǎng)與自我修復(fù)，但天然器官供體有限，而人工器官可大量生產(chǎn)。試舉一例說(shuō)明一種工器官的分類(lèi)、基本組成、應(yīng)用和組成的基本問(wèn)題。（以工心瓣為例）（10’）分類(lèi)：機(jī)械瓣：籠球瓣、籠碟瓣、斜碟瓣、雙葉瓣生物瓣：同種生物瓣、異種生物瓣基本組成：瓣環(huán)、瓣架、阻塞體應(yīng)用：置于心臟的相應(yīng)位置（不一定是天然心瓣的原位置），替代天然心瓣開(kāi)放或阻斷功能（止逆閥）的人造裝置。基本問(wèn)題：（機(jī)械瓣）：血液相容性問(wèn)題始終存在，導(dǎo)致凝血和血栓。更換機(jī)械瓣的病人需終生抗凝。此外在流體力學(xué)和機(jī)械性能上也存在欠缺。（生物瓣）：瓣開(kāi)口面積小，跨瓣壓差大，有類(lèi)射流效應(yīng)，類(lèi)脂質(zhì)沉積，鈣化衰變。10、人工肺有哪些（各種臨床應(yīng)用）什么是血液透析它的主要作用是什么人工肺的作用：①CPB心肺旁路②ECMO體外膜式氧合器③ECCOR體外CO2排除法④CPCR心肺腦復(fù)蘇⑤IVOX靜脈血管內(nèi)氧合器（植入式人工肺）⑥重要器官保存⑦人造子宮⑧人工肺輔助血液透析：將血液用人造的裝置來(lái)加以過(guò)濾。作用：對(duì)血液進(jìn)行過(guò)濾，濾除血液中有毒的含氮化合物，調(diào)節(jié)ＰＨ值，維持正常的血漿電解質(zhì)平衡。人工腎叫血液透析器，廣義地說(shuō)，體內(nèi)或體外的部分或全部地短時(shí)或長(zhǎng)期的替代人體腎及其功能的裝置可稱(chēng)為人工腎，主要用于治療急慢性腎衰和尿毒癥，目前的人工腎主要用于治療和作為天然異體腎的移植的過(guò)渡或橋梁。用于排泄和調(diào)節(jié)。生物醫(yī)學(xué)材料的生物安全性——采用生物學(xué)方法檢測(cè)材料對(duì)復(fù)合體的毒副作用，從而預(yù)測(cè)該材料在醫(yī)學(xué)實(shí)際應(yīng)用中的安全性。包括，材料對(duì)受體局部組織、血液和整體的反應(yīng)，對(duì)受體的遺傳效應(yīng)等。11、簡(jiǎn)述人工機(jī)械心瓣與人工生物心瓣的優(yōu)缺點(diǎn)。（7’）機(jī)械生物優(yōu)點(diǎn):使用壽命長(zhǎng)，終生使用與機(jī)械心瓣相比，人工生物心瓣：中心流型，血流狀態(tài)接近天然心瓣?duì)顟B(tài)。瓣葉有柔性，撓性，對(duì)血液損傷小。表面相容性好，血栓生成少。不用終身抗凝無(wú)噪音。缺點(diǎn)：1、阻塞體（瓣葉等）多為非中心流型；阻礙正常的血流狀態(tài)，即使是最好的雙葉瓣，也僅是近中心流型。2、人工材料與人體組織相容性差，易產(chǎn)生血栓。3、必須終生抗凝，因此易導(dǎo)致大出血。4、有時(shí)會(huì)發(fā)生機(jī)械結(jié)構(gòu)失靈，會(huì)直接威脅生命。5、機(jī)械瓣多是剛性材料，關(guān)閉不是十分柔和。瓣開(kāi)口面積較小?？绨陦翰钶^大。有類(lèi)射流效應(yīng)。類(lèi)脂質(zhì)沉積。鈣化衰變。填空題（2005）1、人工器官的作用主要是功能與置換兩個(gè)方面。2、器官移植可分為同種異體器官移植與異種器官移植。3、按應(yīng)用部位分類(lèi)，可以將人工器官分為體內(nèi)與體外兩大類(lèi)。4、心肺旁路是人工肺最早最基本的應(yīng)用，體外循環(huán)是它實(shí)現(xiàn)的前提，它是由氧合器、血泵、插管與管道、血液回收器、過(guò)濾器、熱交換系統(tǒng)等組成。5、以工作原理進(jìn)行分類(lèi)，人工肺可分為直接接觸式與間接接觸式。6、膜式人工腎可以分為平板式與中空纖維式。7、人工輸尿管的關(guān)鍵是抗返瓣的設(shè)計(jì)。8、心血管系統(tǒng)人工器官主要是人工心瓣、人工心臟輔助、全人工心臟。9、人工心瓣按材料分為機(jī)械瓣和生物瓣。10、人工機(jī)械心瓣由瓣環(huán)、瓣架和阻塞體三基本部分組成。11、全人工心臟由血泵、功能系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)四部分組成。12、人工肝分為非生理人工肝輔助、生理人工肝輔助和雜化式人工肝三類(lèi)。13、在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的人工器官中，最普及用量最大的事人工肝和人工關(guān)節(jié)。14、克隆器官的關(guān)鍵是克隆技術(shù)與定向分化培育。15、克隆器官有技術(shù)、社會(huì)和倫理等問(wèn)題。簡(jiǎn)述生物醫(yī)學(xué)工程的一般定義；說(shuō)明生物醫(yī)學(xué)工程研究的目標(biāo)是什么（10）一般定義：綜合運(yùn)用現(xiàn)代自然科學(xué)和工程技術(shù)的原理、方法，從工程學(xué)的角度在多種程度研究生物體，特別是人體的結(jié)構(gòu)、功能和其他生命現(xiàn)象，揭示和論證生命運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，深化對(duì)生命系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，提供防病、治病、衛(wèi)生保健、康復(fù)、安全防護(hù)的新理論和新方法，設(shè)計(jì)和研制用于防病治病等的新材料、人工器官裝置與系統(tǒng)的新興交叉學(xué)科。應(yīng)用物理學(xué)和工程學(xué)的技術(shù)來(lái)解決生命系統(tǒng)中的問(wèn)題，突出強(qiáng)調(diào)人類(lèi)疾病的診斷、治療和預(yù)防。研究的基本任務(wù)：運(yùn)用工程技術(shù)手段研究和解決生物學(xué)和醫(yī)學(xué)中的有關(guān)問(wèn)題。六十年代將生物醫(yī)學(xué)材料的定義為“植入活體內(nèi)或與活體結(jié)合而設(shè)計(jì)的生活體系統(tǒng)不起藥物反應(yīng)的惰性物質(zhì)”；80年代則將生物醫(yī)學(xué)材料定義為“用于取代、修復(fù)活體組織的人造的或天然的材料”。請(qǐng)從生物醫(yī)學(xué)材料定義的演變分析生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展。（10’）60年代對(duì)生物醫(yī)學(xué)材料的定義特征為：人造、非生命、應(yīng)用、生物相容、無(wú)藥物反應(yīng)——生物材料與藥物的區(qū)別。惰性——化學(xué)穩(wěn)定，生物穩(wěn)定。隨著生物材料的發(fā)展，該定義已明顯不適應(yīng)生物材料的功能與范疇的飛速發(fā)展——載藥生物材料，生物活性材料。80年代的定義不限制：人造/天然，體內(nèi)/體外，活性/惰性，長(zhǎng)期/短期。范圍：醫(yī)用、生物相容。生物醫(yī)學(xué)材料的應(yīng)用特征：通常結(jié)合在醫(yī)學(xué)裝置中替代發(fā)生病變成失去功能的生命體器官。最早的應(yīng)用追溯至公元前3500年（棉花纖維、木片修補(bǔ)顱骨缺損等）20世紀(jì)，高分子材料的應(yīng)用帶來(lái)了生物醫(yī)學(xué)材料的巨大發(fā)展。20世紀(jì)50年代，各種復(fù)雜人工器官的出現(xiàn)，使生物醫(yī)學(xué)材料學(xué)科與其他相關(guān)技術(shù)的交叉與滲透更趨深入，進(jìn)入新階段。骨修復(fù)材料的基本功能特性：（特征：可降解，可誘導(dǎo)成骨）硬度，強(qiáng)度，彈性模量。四、什么是組織工程材料組織工程材料有什么優(yōu)點(diǎn)骨組織工程支架材料有什么性能要求（15’）組織工程材料：為解決器官或組織損傷的修復(fù)，利用組織工程將活體某一器官的細(xì)胞在體外進(jìn)行分離培養(yǎng)，種植到三維支架上植入體內(nèi)，使細(xì)胞借助支架和營(yíng)養(yǎng)物慢慢生長(zhǎng)出新的細(xì)胞和器官。從材料學(xué)與工程觀點(diǎn)看，這種具有生命的活體組織科視為細(xì)胞的復(fù)合生物材料，即為組織工程材料。優(yōu)點(diǎn)：無(wú)抗原性，來(lái)源不受限制，可按預(yù)先設(shè)計(jì)塑性，具有生命力和功能比較。學(xué)術(shù)：（1）高的孔隙率，大的表面積，以培養(yǎng)更多的細(xì)胞，為再生器官提供足夠的細(xì)胞。（2）高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，這對(duì)修復(fù)硬組織尤為重要。（3）特殊的三維構(gòu)型。（4）加工的技術(shù)先須使其制備的支架構(gòu)型不引起不利于生物相容性的效應(yīng)。（5）待成熟后自行降解，降解的碎片不引起炎癥和毒性（骨組織工程化材料常用課降解的磷酸鈣陶瓷，如β–磷酸鈣陶瓷作支架材料）四’、簡(jiǎn)述組織工程的概念及其在人工器官中的應(yīng)用（8’）組織工程：應(yīng)用生命科學(xué)和工程學(xué)的原理和方法，去認(rèn)識(shí)動(dòng)物的正常和病態(tài)的結(jié)構(gòu)——功能的關(guān)系，建造一種生物裝置來(lái)維護(hù)、增進(jìn)人體細(xì)胞核組織成長(zhǎng)，已恢復(fù)或重建受損組織或器官的結(jié)構(gòu)和功能，維持或改善組織器官的一門(mén)新興邊緣學(xué)科組織工程在人工器官中的應(yīng)用：利用組織工程的概念與方法，產(chǎn)生具有生物活性的組織，可成為器官的部分替代物。人工器官的關(guān)鍵是材料。為了發(fā)展人工器官，人工材料的研究必須先行。在活性生物材料的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)具有生物活性的人工器官，這就是仿生人工器官。目前主要的途徑就是組織工程器官。組織工程材料用于制備組織工程化人工器官和組織（仿生人工器官和組織），如人造血管，骨和軟骨，人工胰臟，腎上腺，人工皮膚，神經(jīng)再生等。五、盡你所能論述生物力學(xué)與組織工程的關(guān)系（25’）無(wú)論是廣義而言還是狹義而言；無(wú)論從科學(xué)基礎(chǔ)層面還是從工程技術(shù)層面來(lái)看，生物力學(xué)都是組織工程的不可或缺的基礎(chǔ)。大體而言，主要包括：組織、器官在體力學(xué)環(huán)境（應(yīng)力分布等）的分析和在體力等環(huán)境外模擬（調(diào)控）。應(yīng)力——細(xì)胞發(fā)育、增殖、分化的關(guān)系。細(xì)胞——材料表面之間的mechano-chemicaleffects.細(xì)胞粘附，變形，運(yùn)動(dòng)的力度規(guī)律及生物學(xué)圖式形成和變化的動(dòng)力學(xué)規(guī)律。離體培養(yǎng)組織植入體內(nèi)后和機(jī)體組織的相互作用。細(xì)胞/組織三維培養(yǎng)系統(tǒng)的流動(dòng)和傳質(zhì)規(guī)律。離體培養(yǎng)組織的力學(xué)性能及其和自然組織性能的比較等等。生物力學(xué)和生命科學(xué)的真正結(jié)合，是組織工程未來(lái)發(fā)展中至關(guān)重要的一點(diǎn)。六、描述有創(chuàng)/無(wú)創(chuàng)測(cè)量方法的分類(lèi)和定義，并舉出實(shí)際的例子（30’）無(wú)創(chuàng)測(cè)量按測(cè)量條件分有創(chuàng)測(cè)量微創(chuàng)測(cè)量無(wú)創(chuàng)測(cè)量：又稱(chēng)非侵入式測(cè)量，其測(cè)量系統(tǒng)的探測(cè)部分不侵入生物體組織，不造成機(jī)體創(chuàng)傷，是生物醫(yī)學(xué)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展方向。如大量高速發(fā)展的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)（X-CT、MRI、US等）。舉X—CT有創(chuàng)測(cè)量：又稱(chēng)侵入式測(cè)量，其測(cè)量系統(tǒng)的探測(cè)部分需侵入生物體內(nèi)，會(huì)造成機(jī)體不同程度的創(chuàng)傷。慎用，一般用于危重病人監(jiān)測(cè)、動(dòng)物監(jiān)測(cè)。如心內(nèi)或大血管內(nèi)的血壓或血流形，因難以從體表有效傳遞生物信息，故采用心導(dǎo)管手術(shù)等有創(chuàng)方法進(jìn)行測(cè)量。植入式測(cè)量微創(chuàng)測(cè)量?jī)?nèi)窺檢查植入式測(cè)量：將測(cè)量系統(tǒng)的部分或全部經(jīng)手術(shù)埋植于體內(nèi)，多用于長(zhǎng)期連續(xù)測(cè)量生物體的功能狀態(tài)和控制心臟起搏器等人工器官裝置及某些自動(dòng)輸藥系統(tǒng)。安全性和可接受性均優(yōu)于有創(chuàng)測(cè)量。內(nèi)窺鏡檢查：如胃鏡、直腸鏡、膀胱鏡等，它們基本不損傷皮膚，不侵入機(jī)體的組織，只會(huì)引起輕微的組織擦傷和不適，信息失真小，信號(hào)強(qiáng)，測(cè)量準(zhǔn)確。七、CT成像的原理可用以下三個(gè)公式來(lái)描述，請(qǐng)說(shuō)明每個(gè)公式的含義及其在X—CT中的實(shí)現(xiàn)方法。（1）Po(2)Sθω=Fω,θ=F(ωcosθ,ωsinθ)且u=ωcosθ,v=ωsinθ;Sθω=-∞+∞Pot（1）表示函數(shù)f（x，y）沿直線(xiàn)xcos?θ+ycosθ=t即假設(shè)要重建的圖象性質(zhì)用一個(gè)密度函數(shù)f（x，y）表示。設(shè)某一投影方向，對(duì)每一條投影線(xiàn)計(jì)算密度函數(shù)的線(xiàn)積分，可得該投影線(xiàn)上的投影值。計(jì)算出該投影方向上所有的投影值，可得該方向的投影函數(shù)。（2）Fourier中心切片定理函數(shù)f（x，y）在θ方向上投影函數(shù)的一維Fourier變換，等于極坐標(biāo)下該函數(shù)二維Fourier變換中沿同一方向且過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)上的值。取無(wú)窮多個(gè)角度，F(xiàn)(u,v)在u-v平面上的每一個(gè)值都可得到對(duì)F(u,v)作Fourier變換，就可恢復(fù)函數(shù)f（x，y）（3）濾波—反投影圖像重建法將f（x，y）轉(zhuǎn)變?yōu)闃O坐標(biāo)（w，θ）形式，得到需要重建的圖像的公式。八、MRI成像系統(tǒng)中存在三種主要的磁場(chǎng)，即靜磁場(chǎng)，射頻場(chǎng)和梯度磁場(chǎng)。請(qǐng)分別說(shuō)明這三種磁場(chǎng)的作用。（10）靜磁場(chǎng)的作用：在靜磁場(chǎng)B0的作用下，磁軸原為任意取向的自旋質(zhì)子，將依外磁場(chǎng)的方向重新取向，并依拉摩爾方程（LarmourEquation）的規(guī)律，以新的角速度（自旋頻率）自旋，產(chǎn)生自旋質(zhì)子的“進(jìn)動(dòng)”運(yùn)動(dòng)。因此，靜磁場(chǎng)的作用是使自旋質(zhì)子進(jìn)動(dòng)。射頻場(chǎng)的作用：具有一定進(jìn)動(dòng)頻率的自旋質(zhì)子，當(dāng)受到相同頻率（拉摩爾頻率）的脈沖電磁波（射頻脈沖）B1呈一定的方向進(jìn)行“激勵(lì)”時(shí)，部分低能態(tài)的自旋質(zhì)子，則可吸收脈沖電磁波的能量，“逆轉(zhuǎn)”為高能態(tài)質(zhì)子。一旦射頻脈沖處于暫停的瞬時(shí)，由低能態(tài)逆轉(zhuǎn)為高能態(tài)的自旋質(zhì)子，將會(huì)回復(fù)為低能態(tài)質(zhì)子，并將它們所吸收的能量，以電磁波的形式，重新釋放到質(zhì)子的周?chē)h(huán)境。這時(shí)，在質(zhì)子周?chē)ㄊ軝z人體周?chē)┤绻糜刑綔y(cè)器，便可檢測(cè)到電磁波信號(hào)、即磁共振信號(hào)。上述過(guò)程，也就是自旋質(zhì)子的磁共振現(xiàn)象。因此，射頻電磁場(chǎng)的作用是產(chǎn)生磁共振。梯度磁場(chǎng)的作用：為了檢測(cè)3D空間中每一點(diǎn)的T1和T2，施加梯度磁場(chǎng)定位空間點(diǎn)，并使B0沿z軸方向。在z方向施加線(xiàn)性梯度場(chǎng)Gz(與B0相比很小)，Z方向的不同點(diǎn)受到不同的磁場(chǎng)(B0+Gz)作用，受激后不同的射頻信號(hào)，從而定位來(lái)自不同空間點(diǎn)（Z方向）的信號(hào)。同理，在X、Y方向也施加線(xiàn)性梯度場(chǎng)，以全面實(shí)現(xiàn)信號(hào)源的空間定位。因此，梯度場(chǎng)的作用是實(shí)現(xiàn)磁共振信號(hào)源的空間定位。九、試述圖像變換在醫(yī)學(xué)圖像壓縮和醫(yī)學(xué)圖像分割中的作用（10）。（1）在醫(yī)學(xué)圖像增強(qiáng)中，點(diǎn)處理實(shí)際上是一種圖像灰度變換，而圖像增強(qiáng)的頻域處理中，圖像經(jīng)過(guò)濾波器對(duì)信號(hào)頻率成分的濾波可在變換域?qū)崿F(xiàn)，即把原始圖像進(jìn)行正變換，設(shè)計(jì)一個(gè)濾波器用點(diǎn)操作的方法加上頻譜數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行變換。（2）圖像壓縮：在醫(yī)學(xué)圖像壓縮中，有一類(lèi)“變換編碼”是利用余弦變換（DCT）、沃爾什——哈達(dá)瑪變換WHT等圖像變換方式對(duì)信息進(jìn)行壓縮的，壓縮效果很好。（3）醫(yī)學(xué)圖像分割的算法中，有基于小波變換的方法。用小波進(jìn)行醫(yī)學(xué)圖像閾值分割的思想是利用二進(jìn)制小波變換將圖像直方圖分解為不同層次的小波系數(shù)，依照給定的分割準(zhǔn)則和小波系數(shù)選擇閾值門(mén)限，整個(gè)過(guò)程由粗到細(xì)，由尺度來(lái)控制。十、簡(jiǎn)述膜式人工肺原理，比較膜肺與鼓泡式人工肺。（10’）。（為什么鼓泡式人工肺最終被膜肺所取代）

模式人工肺根據(jù)天然肺的原理設(shè)計(jì)，血液與氣體不直接接觸，而由一層人造薄膜相互隔開(kāi)，即氣液兩相各走自己的通道。氣體通過(guò)膜的傳質(zhì)是通過(guò)膜內(nèi)點(diǎn)陣、孔穴或微孔進(jìn)行的。由于膜孔的尺寸較小，同時(shí)選用疏水性的人造膜材料，這層膜允許氧氣和二氧化碳?xì)怏w自由通透，而不允許血球和血漿通過(guò)。由于血液和氧氣不直接接觸，避免了血細(xì)胞的破壞和蛋白質(zhì)的變性，減少了氣栓和微栓的形成，可用于長(zhǎng)期體外循環(huán)，適用于呼吸輔助支持（ECMO）和人工肺的其他多種用途。2、試述口腔正畸、修復(fù)、種植醫(yī)學(xué)領(lǐng)域存在哪些生物力學(xué)問(wèn)題（

20’）根據(jù)口腔的結(jié)構(gòu)和臨床治療，簡(jiǎn)述2-3個(gè)口腔醫(yī)學(xué)中的力學(xué)問(wèn)題及其研究方法手段和研究現(xiàn)狀等。（20’）在口腔正畸領(lǐng)域，生物力學(xué)角度所涉及的問(wèn)題是探討矯治力傳遞所致應(yīng)力分布和規(guī)律，以探索矯治機(jī)制。1’口腔正畸中的多層次(宏觀、細(xì)胞等層次)的生物力學(xué)機(jī)制研究2’口腔正畸的系統(tǒng)建模與仿真及其應(yīng)用研究；生物力學(xué)問(wèn)題3’“無(wú)托槽正牙新技術(shù)”的生物力學(xué)基礎(chǔ)及應(yīng)用性研究4’口腔正畸微植體支抗、舌側(cè)矯治器的生物力學(xué)研究5’顳下頜關(guān)節(jié)(TMJ)改建的生物力學(xué)研究；6’與口腔正畸中的應(yīng)用軟件和儀器開(kāi)發(fā)修復(fù)：口腔修復(fù)體的材料力學(xué)特性、結(jié)構(gòu)的的應(yīng)力分析、構(gòu)型優(yōu)化設(shè)計(jì)、疲勞與破壞等均與生物力學(xué)有密切的關(guān)系。1’固定修復(fù)和可摘局部義齒修復(fù)基牙及牙周組織的生物力學(xué)特性研究，2’與顳下頜關(guān)節(jié)的生物力學(xué)研究，牙頜面畸形矯治的生物力學(xué)研究；3’機(jī)械應(yīng)力下成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞在骨改建中的細(xì)胞、分子機(jī)制生物力學(xué)研究；4’口腔修復(fù)體，如樁冠修復(fù)、橋、精密附著體的生物力學(xué)研究等。種植：口腔種植體構(gòu)型設(shè)計(jì)、骨整合、口腔種植體材料的力學(xué)特性評(píng)測(cè)等與生物力學(xué)關(guān)系密切。生物力學(xué)問(wèn)題：種植牙作為一個(gè)生物仿生器官，其行使咀嚼功能時(shí)所應(yīng)具有的生物力學(xué)特性以及種植牙與頜骨間的牢固骨整合成為本領(lǐng)域最為關(guān)注的研究焦點(diǎn)。3、試從宿主反應(yīng)和材料反應(yīng)兩個(gè)方面說(shuō)明生物醫(yī)學(xué)材料生物相容性的意義。（20’）生物相容性（不引起急性或慢性炎癥，對(duì)周?chē)M織不呈現(xiàn)異物感特征）是指生命體組織與非生命材料產(chǎn)生合乎要求的反應(yīng)(生物學(xué)行為)的一種性能，即生物相容性表征生物醫(yī)學(xué)材料的生物學(xué)性能，它決定于材料與活體間的相互作用。（1）宿主反應(yīng)：包括局部和全身反應(yīng)，如：炎癥、細(xì)胞毒性、凝血、溶血、刺激性、致敏、致癌、致誘變、致畸、免疫反應(yīng)等。其結(jié)果可導(dǎo)致對(duì)機(jī)體的毒副作用和機(jī)體對(duì)材料的排斥。（2）材料反應(yīng)：主要來(lái)自生物環(huán)境對(duì)材料的腐蝕和降解，可能使材料性質(zhì)腐蝕變化，甚至破壞。因此，對(duì)生物醫(yī)學(xué)材料必須進(jìn)行生物相容性評(píng)價(jià)，要求生物醫(yī)學(xué)材料植入人體后，其宿主反應(yīng)和材料反應(yīng)必須保持在可接受的水平。材料的生物相容性與其使用目的和條件密切相關(guān)，如血液相容性、組織相容性等。4、簡(jiǎn)述復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料的定義及其復(fù)合體系與復(fù)合方式的種類(lèi)；試舉一典型復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料，分析其復(fù)合的目的和意義。（16’）定義：廣義的講，由兩種或多種有機(jī)高分子、無(wú)機(jī)非金屬、金屬或天然生物等幾類(lèi)不同材料通過(guò)物理、化學(xué)或生物不同工藝組合而成的具有生物相容性的材料。復(fù)合體系：有機(jī)/有機(jī)復(fù)合；有機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合；無(wú)機(jī)/無(wú)機(jī)復(fù)合；金屬/無(wú)機(jī)復(fù)合。復(fù)合方式：表面復(fù)合；整體復(fù)合；多層復(fù)合。復(fù)合目的：增強(qiáng)、改進(jìn)、功能化如：HA加入到聚乳酸中，（1）粉體加入，強(qiáng)度上升；（2）調(diào)節(jié)聚乳酸降解速率（增大表面積）；（3）降解的乳酸呈酸性，產(chǎn)生無(wú)菌炎癥，抑制成骨細(xì)胞生長(zhǎng)增殖，用HA中和乳酸的酸性。列舉三種金屬生物醫(yī)學(xué)材料并說(shuō)明其在臨床中的用途（1）不銹鋼：人工骨、人工關(guān)節(jié)、接骨板、銷(xiāo)釘?shù)?；?）鈷基合金：人工關(guān)節(jié)及關(guān)節(jié)修復(fù)體；（3）鈦及鈦合金：人工骨替代材料，人工心瓣等人工器官的基本材料。10、（1）醫(yī)學(xué)圖像處理中的圖像增強(qiáng)的目的是什么？（2）空域和頻域增強(qiáng)的方法主要有哪些？試分別舉例說(shuō)明。（1）目的：采用某種技術(shù)手段，改善圖像的視覺(jué)效果，或?qū)D像轉(zhuǎn)換成更適合人眼觀察和機(jī)器分析識(shí)別的行式，以便從圖像中獲取更有用的信息。（2）空域處理：點(diǎn)處理（圖像灰度變換、直方圖均衡、偽彩色處理等）；鄰域處理（線(xiàn)性、非線(xiàn)性平滑和銳化等）。頻域處理：高、低通濾波，同態(tài)濾波等。一、填空題（2006年）3．人工機(jī)械心瓣是指用人工制造或合成的無(wú)機(jī)或有機(jī)的材料，制成與天然心瓣相識(shí)的形狀，置于心臟的相應(yīng)位置，替代天然心瓣開(kāi)放或阻斷功能的人造裝置。4.鈣化是人工生物瓣的最大缺點(diǎn)。它不僅限制了病人的適用范圍，還限制了瓣的壽命。7．人工胰的主要功能和作用是替代天然胰臟內(nèi)beta細(xì)胞的功能，輸送供給或分泌胰島素以治療糖尿病。9.導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)置換的嘴主要原因是骨關(guān)節(jié)炎。11.人工器官研究與開(kāi)發(fā)中的問(wèn)題主要是材料、價(jià)格和社會(huì)倫理道德等問(wèn)題。四、簡(jiǎn)述生物功能材料的定義；試舉一典型生物功能材料，簡(jiǎn)述其制備方法并分析其在植入人體后的行為特點(diǎn)。（20’）定義：采用物理或化學(xué)的方法將生物活性分子如酶、抗體、抗原、多糖類(lèi)、酯類(lèi)、藥物及細(xì)胞等固定在材料表面或內(nèi)部，構(gòu)成具有生理功能的生物醫(yī)學(xué)材料。是活體材料與非活體材料雜化組成的新型復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料，也稱(chēng)為雜化生物醫(yī)學(xué)材料。如：將酶固定高分子微膠囊內(nèi)，利用高分子半透膜，將酶與體內(nèi)蛋白分開(kāi)，避免了免疫反應(yīng)，小分子物質(zhì)和酶反應(yīng)產(chǎn)物又可以自由通過(guò)高分子膜，達(dá)到治療目的。五、試從診斷、治療和基礎(chǔ)與臨床的研究三個(gè)方面說(shuō)明醫(yī)學(xué)圖像的作用。（15’）醫(yī)學(xué)圖像的作用主要表現(xiàn)在診斷、治療、研究三方面。醫(yī)學(xué)圖象在臨床診斷中的應(yīng)用：提高臨床診斷的水平實(shí)現(xiàn)治療中的監(jiān)護(hù)，提高治療中的有效性外科手術(shù)的規(guī)劃為基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)提供研究手段圖象的計(jì)算機(jī)管理六、二維X-CT圖像重建主要有哪幾種方法（至少列舉三種方法）

試根據(jù)圖說(shuō)明X-CT中用傅里葉變換法重建圖像的基本原理。重建方法：=1\*GB3①直接Fourier逆變換重建算法=2\*GB3②直接反投影重建算法=3\*GB3③濾波—反投影圖像重建算法=4\*GB3④卷積—反投影重建算法基本原理：1）對(duì)每一個(gè)角度的投影，計(jì)算其一維的Fourier變換；2）計(jì)算所有角度的投影，形成Fourier變換域的函數(shù)F(ω,θ)；3）計(jì)算F(ω,θ)在極坐標(biāo)下的二維Fourier逆變換。八、請(qǐng)寫(xiě)出一種描述血液的本構(gòu)方程，并加以解釋?zhuān)?0’）血液的穩(wěn)態(tài)方程：Casson模型rc為Casson屈服應(yīng)力，ηc為Casson粘度。Casson方程描述血液與時(shí)間發(fā)展無(wú)關(guān)的本構(gòu)方程，描述高剪切條件下血液的流變行為，在較高的切變率范圍內(nèi)，人血與母牛血同Casson方程符合很好。不但紅細(xì)胞懸浮液,而且白血球懸浮液也符合Casson方程。滿(mǎn)足Casson方程的物質(zhì)是一類(lèi)較簡(jiǎn)單的非牛頓流體，其主要特點(diǎn)是存在屈服應(yīng)力。1、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的主要任務(wù)是什么生物醫(yī)學(xué)工程的主要任務(wù)是什么舉例說(shuō)明生物醫(yī)學(xué)工程在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中的作用。（15’）現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的主要任務(wù)：診斷－－治療－－康復(fù)－－預(yù)防（1）預(yù)防疾病和損傷，促進(jìn)和維持健康；（2）解除由疾病引起的疼痛和痛苦；（3）治療和照料那些無(wú)法治愈者；（4）避免早死，追求安詳死亡。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的基本任務(wù)：運(yùn)用工程技術(shù)手段，研究和解決生物學(xué)和醫(yī)學(xué)中的有關(guān)問(wèn)題。作用：生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)在保障人類(lèi)的健康和為疾病的預(yù)防、診斷、治療、康復(fù)服務(wù)等方面發(fā)揮著巨大作用。另外，又由于它的高技術(shù)含量大，正在創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。如人工肺的應(yīng)用……2、分析生物材料表面對(duì)血漿蛋白的吸附程度及選擇性對(duì)其血液相容性的主要影響。蛋白質(zhì)的吸附對(duì)生物材料的生物相容性影響巨大。1）血液與材料表面接觸，首先發(fā)生的是血漿蛋白在表面上的吸附。表面吸附的蛋白包括白蛋白、γ球蛋白和纖維蛋白原。2）材料表面對(duì)蛋白的吸附速度與蛋白的種類(lèi)、材料表面性質(zhì)、吸附條件等有關(guān)，其吸附曲線(xiàn)都屬于Langmuir型。3)這三種蛋白在材料表面的吸附對(duì)其血液相容性的影響非常大。白蛋白的吸附使表面變得更相容，而γ球蛋白和纖維蛋白原的吸附則加速了凝血。4）材料表面性質(zhì)對(duì)蛋白的吸附量有明顯影響，親水性表面比疏水性表面吸附蛋白量少。選擇性：蛋白質(zhì)在材料表面的另一特征是吸附相的選擇，從而導(dǎo)致其蛋白質(zhì)相對(duì)其他蛋白質(zhì)的富集。4、人工心瓣的概念、分類(lèi)、基本組成和存在的基本問(wèn)題。（15’）人工心瓣：心瓣是一種單向止逆閥，它開(kāi)放允許血液流向下游，而關(guān)閉時(shí)卻阻止血液反向流動(dòng)，人工心瓣是人工制成的閥門(mén)，代替出故障的天然心瓣的功能。分類(lèi)：按材料分機(jī)械瓣（人造的材料制成）：籠球瓣、籠碟瓣、斜碟瓣、雙葉瓣生物瓣：（動(dòng)物或人體的組織材料加工制成）同種生物瓣、異種生物瓣基本組成：瓣環(huán)、瓣架、阻塞體基本問(wèn)題：人工機(jī)械瓣：1、阻塞體（瓣葉等）多為非中心流型；阻礙正常的血流狀態(tài)。2、人工材料與人體組織相容性差，易產(chǎn)生血栓。3、必須終生抗凝，因此易導(dǎo)致大出血。4、有時(shí)會(huì)發(fā)生機(jī)械結(jié)構(gòu)失靈，會(huì)直接威脅生命。5、機(jī)械瓣多是剛性材料，關(guān)閉不是十分柔和。生物瓣：1、瓣開(kāi)口面積較小。2、跨瓣壓差較大。3、有類(lèi)射流效應(yīng)。4、類(lèi)脂質(zhì)沉積。5、鈣化衰變。5、簡(jiǎn)述人工肝的分類(lèi)及改進(jìn)。（15’）分類(lèi)：非生理人工肝輔助：在體外血液灌流—過(guò)濾、吸附解毒、血漿換解毒；生理人工肝輔助：用動(dòng)物肝臟替代人的肝功能（即交叉式灌流）；雜化式（混合式）人工肝：用細(xì)胞材料與細(xì)胞雜化混合解毒（組織工程人工肝）。改進(jìn)：（1）分離正常的人類(lèi)肝細(xì)胞，以便將人肝而不是動(dòng)物的肝細(xì)胞用于人工肝的支持系統(tǒng)。（2）采用新的支持物、生長(zhǎng)因子、與其他類(lèi)型的細(xì)胞共同培養(yǎng)，或?qū)⒏渭?xì)胞聚集或球形或成串。（3）確定人工肝支持系統(tǒng)的最佳肝細(xì)胞用量。（4）改進(jìn)技術(shù)，探索便于使用的人工肝輔助裝置，從而更普遍的應(yīng)用之。（5）開(kāi)發(fā)更為相容的體系。（6）改進(jìn)血漿分離的方法以使之更長(zhǎng)時(shí)間使用。（7）發(fā)展新技術(shù)手段，如組織工程人工肝。7、試列舉出3個(gè)生物醫(yī)學(xué)測(cè)量的特點(diǎn)，并對(duì)其中一個(gè)舉實(shí)例加以說(shuō)明。（15’）特點(diǎn)：1、生物醫(yī)學(xué)測(cè)量基本屬于弱信號(hào)測(cè)量；2、生物體內(nèi)噪聲對(duì)測(cè)量有重要影響；3、信息測(cè)量中容易引入外界環(huán)境的干擾；4、生物醫(yī)學(xué)信息的多變性；5、生物醫(yī)學(xué)測(cè)量的安全要求：電安全性、機(jī)械安全性、化學(xué)安全性?！吧矬w內(nèi)的噪聲對(duì)測(cè)量有重要影響”中例如在人體表電極提取人體信號(hào)時(shí)，同時(shí)可以提取到肌電信號(hào)，兩者疊加在一起，因此，在測(cè)量中必須采取措施抑制肌電信號(hào)（肌電噪聲）。在生物醫(yī)學(xué)測(cè)量中，不僅要抑制儀器系統(tǒng)的噪聲，更重要的是要充分認(rèn)識(shí)人體噪聲的性質(zhì)和特點(diǎn)，采取有效辦法（如濾波、相關(guān)或自適應(yīng)處理，改進(jìn)信號(hào)耦合方法等），從人體噪聲中提取出有用信號(hào)。9、什么是輻射什么是電離輻射什么是射頻輻射射頻輻射對(duì)機(jī)體是否有不良影響，影響大小與哪些因素有關(guān)，有哪些表現(xiàn)MRI的輻射屬于電離輻射還是射頻輻射？降低

MRI中被檢者所受電磁損傷的核心是什么（

10’）電離輻射：在輻射防護(hù)領(lǐng)域，能在生物物質(zhì)中產(chǎn)生離子對(duì)的輻射。射頻輻射：是非電離附設(shè)的一種，主要是高頻，微波。射頻輻射對(duì)機(jī)體會(huì)產(chǎn)生不同程度的不良影響，其影響的大小主要與輻射頻率、電磁場(chǎng)強(qiáng)度、波的性質(zhì)、弛豫時(shí)間、機(jī)體與輻射源的距離和方位、暴露部位的的大小、組織含水量、有無(wú)脂肪層、散熱能力以及有無(wú)防護(hù)措施等因素有關(guān)，其中頻率是個(gè)主要因素；高頻輻射對(duì)機(jī)體影響較小，主要表現(xiàn)在引起神經(jīng)衰弱綜合征和心血管系統(tǒng)的植物神經(jīng)功能失調(diào)；微波輻射對(duì)人體影響較大，主要為熱作用和非熱作用兩方面。MRI的輻射屬于射頻輻射。核心是鐵磁性物質(zhì)的投射效應(yīng)；體內(nèi)置入物。10、什么是反投影重建反投影重建的缺點(diǎn)是什么CT重建中為什么采用濾波反投影法？已知一個(gè)四像素圖像（2*2），分別獲得六個(gè)投影數(shù)據(jù)，包括兩個(gè)水平方向，兩個(gè)垂直方向和兩個(gè)對(duì)角線(xiàn)方向，分別是11、9、7、13、12和8，如圖所示，解出這四個(gè)像素各像素值。（10分）迭代開(kāi)始，先令所有的重建單元的值為0，第一步計(jì)算出垂直方向的投影值，分別都是0，如右下圖。把這個(gè)計(jì)算值與實(shí)測(cè)值11和9相比較后，將其差值除以2以后分別加到相應(yīng)的單元上去，就可得到垂直方向的迭代結(jié)果，如右下圖。 在此基礎(chǔ)上可以再做水平方向的迭代，此時(shí)有計(jì)算值10、10，實(shí)測(cè)值為12、8，將它們比較后求出差值，分別加到有關(guān)的象素上去，結(jié)果是： 最后再作對(duì)角線(xiàn)方向的迭代，就得到了所要求的真實(shí)數(shù)據(jù)。 反投影重建：把每次測(cè)得的投影數(shù)據(jù)原路反投影到射線(xiàn)經(jīng)過(guò)的各個(gè)象素上。也就是說(shuō)，指定投影線(xiàn)上所有各象素點(diǎn)的值等于所測(cè)得的投影值。缺點(diǎn)：反投影重建的圖像會(huì)出現(xiàn)圖像的邊緣失銳（即為一種偽像）現(xiàn)象。CT重建中為什么采用濾波反投影法：經(jīng)濾波處理后，每個(gè)投影波形不僅包含了代表X線(xiàn)強(qiáng)度的正向脈沖，同時(shí)其相鄰一邊又加上了反向的修正脈沖。將這些濾波函數(shù)與投影波形相加，云暈狀陰影就抵消了。抵消得越徹底，反投影重建圖像就越接近原來(lái)物體。11、醫(yī)學(xué)圖像的研究包括哪三個(gè)方面的內(nèi)容？試分別加以說(shuō)明。（10’）A．醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)：圖像形成的過(guò)程；成像機(jī)理、成像設(shè)備、成像系統(tǒng)分析B．醫(yī)學(xué)圖像處理與分析：對(duì)已獲得的圖像，采用各種算法進(jìn)一步處理；增強(qiáng)、特征提取、分類(lèi)、分割、識(shí)別等。C．醫(yī)學(xué)圖像應(yīng)用研究：臨床；基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)。1、生物醫(yī)學(xué)工程的目標(biāo)是什么舉例說(shuō)明生物醫(yī)學(xué)工程在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的疾病預(yù)防、診斷、治療及康復(fù)中的作用（15’）（一般定義、基本任務(wù)、研究目標(biāo)、特點(diǎn)、內(nèi)容）目標(biāo)：幾乎所有工程學(xué)和物理學(xué)都可與生物醫(yī)學(xué)相互結(jié)合，探索人類(lèi)正常生理學(xué)；表征組織與器官的病變機(jī)理；給出研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)的最佳手段；提供治療與預(yù)防的有效方法。舉例：(1)、疾病預(yù)防中的生物醫(yī)學(xué)工程：病毒與細(xì)菌的隔離；病毒與細(xì)菌的殺滅；有毒、有害物質(zhì)的清除。(2)、醫(yī)學(xué)診斷中的生物醫(yī)學(xué)工程：醫(yī)學(xué)圖像：超聲圖像、CT、X-光片……生物信號(hào)：心電、腦電……醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)：核磁共振、內(nèi)窺檢驗(yàn)……(3)、醫(yī)學(xué)治療中的生物醫(yī)學(xué)工程：激光手術(shù)、γ-刀超聲碎石癌癥的放射治療與化學(xué)治療靶向藥物與生物導(dǎo)彈器官修復(fù)中的組織工程人工胰－－血糖測(cè)定與胰島素注射(4)、醫(yī)學(xué)康復(fù)中的生物醫(yī)學(xué)工程：畸形矯正人工義肢可視義眼人工耳膜特點(diǎn)：A、迅速發(fā)展的新興學(xué)科B、大跨度、多學(xué)科的綜合性應(yīng)用學(xué)科C、生物醫(yī)學(xué)工程是醫(yī)學(xué)和生物學(xué)發(fā)展的重要?jiǎng)恿、生物醫(yī)學(xué)工程是社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的綜合5、簡(jiǎn)述主動(dòng)脈氣囊反搏（IABP）的基本原理和操作原理。（10’）基本原理：假定病人尚有血壓維持，用機(jī)械的方法將外界能量引入循環(huán)系統(tǒng)，以支持病人的血液循環(huán)，挽救病人的生命。利用“反搏”原理與心臟的心動(dòng)周期同步運(yùn)行，使冠狀動(dòng)脈的血流量增加，和心臟的后負(fù)荷下降的裝置。操作原理：用一根帶有氣囊的導(dǎo)管插入降主動(dòng)脈得近心端，在心臟收縮期氣囊內(nèi)氣體迅速放空，造成主動(dòng)脈壓力瞬間下降，心臟射血阻力降低，心臟后負(fù)荷下降，心臟排血量增加，心肌耗氧量減少。舒張期主動(dòng)脈瓣關(guān)閉同時(shí)氣囊迅速充盈向主動(dòng)脈遠(yuǎn)近兩側(cè)驅(qū)血，使主動(dòng)脈根部舒張壓增高，增加了冠狀動(dòng)脈血流和心肌供氧，全身灌流增加。7、什么是在體測(cè)量和離體測(cè)量？并舉出對(duì)應(yīng)的生物醫(yī)學(xué)儀器。（15’）（1）在體測(cè)量：指在生物體活體上對(duì)組織結(jié)構(gòu)和功能狀態(tài)所進(jìn)行的測(cè)量。特點(diǎn)是測(cè)量過(guò)程中保持生物體的自然生理狀態(tài)，能實(shí)時(shí)反應(yīng)生物體的各種被測(cè)參數(shù)。主要用于生理檢查、病人監(jiān)護(hù)等中。其對(duì)應(yīng)的生物醫(yī)學(xué)儀器：脈搏測(cè)量?jī)x、心音測(cè)量?jī)x器、聽(tīng)力計(jì)、眼壓計(jì)等。（2）離體測(cè)量：指對(duì)離體的血、尿、活體組織或病理標(biāo)本之類(lèi)生物樣本所進(jìn)行的測(cè)量。主要用于病理檢查和生化分析中。儀器：臨床生化分析儀、醫(yī)用分光光度計(jì)、血?dú)夥治鰞x、電泳儀等。8、列舉生物醫(yī)學(xué)測(cè)量?jī)x器的主要技術(shù)指標(biāo)（6個(gè)以上），并對(duì)其中一個(gè)加以詳細(xì)說(shuō)明。（15’）（1）靈敏度（2）頻率特性（3）精密度（4）非線(xiàn)性度（5）準(zhǔn)確度（6）漂移（7）分辨率（8）輸入阻抗和輸出阻抗（9）漏電流如靈敏度：靈敏度是指儀器在穩(wěn)態(tài)下輸出量變化與輸入量之比?？杀硎緸椋篠=?Ao?Ai。對(duì)于線(xiàn)性?xún)x器，靈敏度為常數(shù)，并9、某人重75kg，手握重5kg的球，而手肘呈90°。1.二頭肌(bicep)須出力多少以維持前臂平衡？2.前臂施加多少力于肱骨(humerus)解：根據(jù)靜力平衡和靜力矩平衡前臂的重量為體重的0.022，故m=0.022*75=1.65kg,臂重心位于rOP=0.31m處。對(duì)于肘之支點(diǎn)O，其力矩之和

ΣM=-rOE×(-FA)+rOB×(-5*9.8j)+rOP×(-1.65*9.8j)=0

=>0.05FAk-18.62k-5.01k=0

∴手肘的垂直力為FA=472.6N

而根據(jù)力平衡式，

ΣF=FCi-FAj+FB(-cos75oi+sin75oj)-49j-16.17j=0

=>FC-0.259FB=0and-537.77+0.966FB=0

∴二頭肌施力為FB=556.7N

∴手肘的水平力為FC=144.1N

故前臂的施力為F=FCi-FAj=144.1i-472.6j(N)10、醫(yī)學(xué)圖像研究包括哪三方面的內(nèi)容？簡(jiǎn)述它們的研究?jī)?nèi)容和任務(wù)。

（1）醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)研究?jī)?nèi)容：研究圖像形成的過(guò)程和設(shè)備。包括成像機(jī)理、成像原理與算法、成像設(shè)備、成像系統(tǒng)的分析等。任務(wù)：把人體中醫(yī)生感興趣的信息提取出來(lái)，并以圖像的形式表現(xiàn)出來(lái)。（2）醫(yī)學(xué)圖像處理研究?jī)?nèi)容：針對(duì)已獲得的圖像作進(jìn)一步的處理，使之更有利于醫(yī)生視覺(jué)觀察，或進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析，從而獲得從圖像中無(wú)法直接獲得的信息。任務(wù)：在獲得醫(yī)學(xué)圖像以后，對(duì)其進(jìn)行處理、分析、識(shí)別、采樣、分類(lèi)等，以把某些部分增強(qiáng)，或提取某些特征。（3）醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究應(yīng)用醫(yī)學(xué)成像所提取的信息，進(jìn)行生理或病理學(xué)研究，從而認(rèn)識(shí)人體生理活動(dòng)的規(guī)律，探索疾病的機(jī)理。11、X-CT圖像重建的目的是什么？X-CT機(jī)上普遍采用的是濾波反投影重建法，簡(jiǎn)述其優(yōu)點(diǎn)和重建步驟。（10’）目的：根據(jù)所得到的某種形式的投影數(shù)據(jù)，解算出成像平面上各體素點(diǎn)上的CT數(shù)的具體數(shù)值，并以不同的圖像灰度或顏色直觀反映不同組織之間這些性質(zhì)的差別。優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濾波處理后，每個(gè)投影波形不僅包含了代表X線(xiàn)強(qiáng)度的正向脈沖，同時(shí)其相鄰一邊又加上了反向的修正脈沖。將這些濾波函數(shù)與投影波形相加，云暈狀陰影就抵消了。抵消得越徹底，反投影重建圖像就越接近原來(lái)物體。重建步驟：書(shū)P21412、什么是圖像增強(qiáng)，其目的是什么圖像增強(qiáng)主要包括哪四個(gè)方面的作用圖像增強(qiáng)方法往往分為兩大類(lèi)，分別是什么，其中包括哪些基本方法圖像增強(qiáng)中往往采用一些微分算子（模板），圖1，圖2兩種3*3的模板，在圖像增強(qiáng)中分別起到什么作用（

10’）-1-1-1-18-1-1-1-1111111111 圖1圖2目的：采用某種技術(shù)手段，改善圖像的視覺(jué)效果，或?qū)D像轉(zhuǎn)換成更適合人眼觀察和機(jī)器分析識(shí)別的形式，以便從圖像中獲得更有用的信息。作用：1、對(duì)比度調(diào)整2、對(duì)圖像濾波達(dá)到消除圖像噪聲，或增強(qiáng)邊緣等提高圖像質(zhì)量，利于觀察。3、采用圖像濾波處理使之有效的改善視覺(jué)效果。4、抑制噪聲。5、突出邊緣。方法：空域處理：點(diǎn)處理（圖像灰度變換、直方圖均衡、偽彩色處理等）；鄰域處理（線(xiàn)性、非線(xiàn)性平滑和銳化等）。頻域處理：高、低通濾波，同態(tài)濾波等。3、金屬離子在人體內(nèi)致毒的原因是什么什么是生物降解酶在醫(yī)學(xué)高分子的生物降解中有什么作用（10’）金屬致毒：任何金屬材料進(jìn)入人體后，由于腐蝕作用和摩擦磨損作用金屬離子或金屬顆粒將會(huì)釋放進(jìn)入組織，從而在機(jī)體組織中聚集。金屬致毒的原因是由于金屬?gòu)?fù)合物干擾了機(jī)體重要的生化反應(yīng)所致。不同的金屬產(chǎn)生不同的毒性效應(yīng)，是由于金屬形成的復(fù)合物的不同和復(fù)合物的濃度不同所致。生物降解：在某些特殊的、具有生命力的環(huán)境中發(fā)生的降解。真正的生物降解必然發(fā)生在體內(nèi)，通過(guò)新陳代謝活動(dòng)中某些成份而進(jìn)行，即通過(guò)宿主或傳播給宿主的某些微生物的生命活力而進(jìn)行。酶在醫(yī)用高分子材料生物降解中的作用：有酶存在時(shí)，可大大的降低降解反應(yīng)所需的激活能量，促進(jìn)聚合物的降解。當(dāng)聚合物植入人體時(shí)，在各種酶的作用下，聚合物會(huì)發(fā)生一定程度的降解。另外，當(dāng)酶溶液中有低濃度小分子量的肽存在時(shí)，酶的活性將受到抑制。當(dāng)分子量超過(guò)40,000的聚氨酸發(fā)生降解，液體中有分子量低于2,500的低分子量聚氨酸存在時(shí)，酶和聚合物可形成不溶性復(fù)合物，從而抑制酶的活性。4、什么是心肺旁路（CPB）請(qǐng)說(shuō)明心肺旁路的回路組成裝置。（10’）心肺旁路期間，血液繞過(guò)心臟而起繞過(guò)肺，這樣在進(jìn)行心臟手術(shù)時(shí)，就可以有安靜的而又比較干爽的手術(shù)視野。在心肺旁路的體外循環(huán)中，機(jī)械血泵和氧合器分別暫時(shí)代替了天然心臟和肺的功能。血液從腔靜脈通過(guò)引流旁路導(dǎo)管輸出，進(jìn)入人工肺以前首先通過(guò)熱交換器。在人工肺中血液獲得氧氣和排除二氧化碳，氧合后的動(dòng)脈血重新通過(guò)導(dǎo)管從主動(dòng)脈弓回到體循環(huán)。7、請(qǐng)結(jié)合某一種或一類(lèi)疾病，闡述“力”在其中所起的作用。（20’）8、生物醫(yī)學(xué)測(cè)量有哪些安全要求？并舉例說(shuō)明。（15’）（1）生物醫(yī)學(xué)測(cè)量的電安全性：如在生物醫(yī)學(xué)測(cè)量中為獲取更真實(shí)的信息，有時(shí)需將測(cè)量系統(tǒng)的一部分（電極、傳感器和導(dǎo)線(xiàn)等）插入或植入體內(nèi)，若儀器系統(tǒng)有漏電現(xiàn)象，則漏電流將會(huì)不經(jīng)過(guò)皮膚而直接達(dá)到心臟重要器官，在微弱電流的電擊下，即可引起心臟室顫等危險(xiǎn)后果，因此需要根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，將漏電流的允許極限取為10μA以下。（2）生物醫(yī)學(xué)測(cè)量中的機(jī)械安全性：如CT掃描中，需使人體部分置于機(jī)械裝置中，如果傳感器的結(jié)構(gòu)不當(dāng)或安置不當(dāng)，或測(cè)量系統(tǒng)的機(jī)械裝置不穩(wěn)固，則可能對(duì)被測(cè)對(duì)象造成傷害，因此對(duì)生物醫(yī)學(xué)測(cè)量?jī)x器設(shè)備可靠性的要求比較工業(yè)測(cè)量高得多。（3）生物醫(yī)學(xué)測(cè)量中的化學(xué)安全性：許多測(cè)量系統(tǒng)的傳感器件是反復(fù)試用的，由于它們往往直接與人體皮膚或體液接觸，所以易引起交叉性感染，因此，醫(yī)用的傳感器應(yīng)便于消毒，并在可能的條件下用一次性使用的器件。9、生物醫(yī)學(xué)傳感器分為哪三類(lèi)？每一類(lèi)舉一個(gè)具體例子。（15’）(1)物理傳感器（利用物理性質(zhì)和物理效應(yīng)制成的傳感器）如：壓電式壓力傳感器。壓電元件支撐于本體上，由膜片將被測(cè)壓力傳遞給壓電元件，再有壓電元件輸出與被測(cè)壓力成一定關(guān)系的電信號(hào)。（2）化學(xué)傳感器（把人體內(nèi)某些化學(xué)成分、濃度等轉(zhuǎn)換成與之有確切關(guān)系的電學(xué)量的器件）如：用離子選擇電極測(cè)量人體中的鉀、鈉、氯、鈣等離子。（3）生物傳感器（利用某些生物活性物質(zhì)具有的選擇識(shí)別待測(cè)生物化學(xué)物質(zhì)的能力而制成）如：由酶電極、酶熱敏電阻、FET、酶光極構(gòu)成的酶?jìng)鞲衅鳌?0、動(dòng)物體的系統(tǒng)表現(xiàn)為哪兩種作用？分析植入材料引起免疫反應(yīng)的機(jī)制。

答：第一種作用表現(xiàn)為炎性反應(yīng)。異物的存在將刺激體內(nèi)間質(zhì)中的某些細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榫奘杉?xì)胞，這些巨噬細(xì)胞企圖吞噬和破壞異物。低等動(dòng)物的防御系統(tǒng)主要為該類(lèi)反應(yīng)。對(duì)高等脊椎動(dòng)物，除了炎性反應(yīng)外，還有高度特異性的免疫過(guò)程參與，同時(shí)也有免疫記憶過(guò)程，對(duì)同樣的異物，第二次暴露將導(dǎo)致機(jī)體較迅速?gòu)?qiáng)烈的反應(yīng)。接受矯形植入物的病人，可能發(fā)展為細(xì)胞介導(dǎo)免疫反應(yīng)。雖然免疫反應(yīng)的主要效應(yīng)物并不直接作用于植入材料，但對(duì)其周?chē)M織可產(chǎn)生影響，最終導(dǎo)致機(jī)體對(duì)植入物的排斥。在植入?yún)^(qū)域，由激活的淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的巨噬細(xì)胞抑制因子和巨噬細(xì)胞活化因子能引起巨噬細(xì)胞在組織中的聚積，若有從植入物中排出的碎片，將被巨噬細(xì)胞吞噬。如果被吞噬的物質(zhì)是有毒的，這些細(xì)胞將被毒死，導(dǎo)致組織壞死。此外，還應(yīng)注意的是，還有一種遺傳因子決定個(gè)體對(duì)材料的免疫反應(yīng)敏感性。這種因素決定機(jī)體對(duì)一種特殊材料是否會(huì)引免疫反應(yīng)。因此，免疫反應(yīng)既取決于材料的形式，也取決于宿主。6、目前在臨床上有很多涉及人體植入物或置換物的手術(shù)介入治療，其植入人體后有許多和力學(xué)相關(guān)的問(wèn)題，請(qǐng)結(jié)合一具體事例說(shuō)明其中的力學(xué)問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)。（20’）7、生物醫(yī)學(xué)測(cè)量?jī)x器分為哪幾類(lèi)？并舉出其中一個(gè)儀器加以描述。（15’）按測(cè)量對(duì)象分：離體測(cè)量、在體測(cè)量。按測(cè)量條件分：無(wú)創(chuàng)測(cè)量、有創(chuàng)測(cè)量。按測(cè)量結(jié)果表達(dá)形式分：一維信息測(cè)量、多維信息測(cè)量。例如：X-CT成像儀……8、請(qǐng)描述生物醫(yī)學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的基本組成，請(qǐng)解釋什么是體表心電圖的導(dǎo)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)是如何連接的為什么要在心電圖電極上涂導(dǎo)電膏（15’）組成：被測(cè)對(duì)象、測(cè)量?jī)x器、測(cè)量環(huán)境。體表心電圖的導(dǎo)聯(lián)：將兩個(gè)電極放在人體表面的任何兩點(diǎn)，分別同心電圖機(jī)的正負(fù)極端相連，可用來(lái)描記這兩點(diǎn)電位差的變化，這種放置電極的方法及其與心電圖機(jī)的方式為導(dǎo)聯(lián)。標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)：勻稱(chēng)標(biāo)準(zhǔn)肢體導(dǎo)聯(lián)，它是直接將兩個(gè)肢體電極的電位加至心電放大器的輸入端，記錄兩者之差。涂上導(dǎo)電膏后可增加傳導(dǎo)電極的導(dǎo)電性，可使信號(hào)更加準(zhǔn)確的傳入心電圖機(jī)內(nèi)，減少噪聲的干擾。9、簡(jiǎn)述濾波反投影法的原理及其相對(duì)于直接反投影重建算法的優(yōu)點(diǎn)。（10’）原理：書(shū)P214優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濾波處理后，每個(gè)投影波形不僅包含了代表X線(xiàn)強(qiáng)度的正向脈沖，同時(shí)其相鄰一邊又加上了反向的修正脈沖。將這些濾波函數(shù)與投影波形相加，云暈狀陰影就抵消了。抵消得越徹底，反投影重建圖像就越接近原來(lái)物體。10、“醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)”和“醫(yī)學(xué)圖像處理”是醫(yī)學(xué)圖像研究領(lǐng)域兩個(gè)重要的研究方向，請(qǐng)簡(jiǎn)述它們的區(qū)別。（15’）醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)研究圖像形成的過(guò)程和設(shè)備。包括成像機(jī)理、成像原理與算法、成像設(shè)備、成像系統(tǒng)的分析等。任務(wù)是把人體中醫(yī)生感興趣的信息提取出來(lái)，并以圖像的形式表現(xiàn)出來(lái)。醫(yī)學(xué)圖像處理針對(duì)已獲得的圖像作進(jìn)一步的處理，使