2024年大學試題(醫(yī)學)-生物醫(yī)學工程考試近5年真題集錦（頻考類試題）帶答案

（圖片大小可自由調(diào)整）2024年大學試題(醫(yī)學)-生物醫(yī)學工程考試近5年真題集錦（頻考類試題）帶答案第I卷一.參考題庫(共100題)1.靜脈血流和動脈血流的區(qū)別是什么？2.簡述人工器官的概念、分類及特點？3.簡述數(shù)字虛擬人的制作過程？4.家庭保健設備的應用方面？5.簡述X射線的產(chǎn)生過程及其性質(zhì)？6.簡述生物陶瓷的應用、特性？7.與骨骼肌相比，心肌的特點有哪些？8.簡述對心臟起搏器的要求？9.簡述仿生學的研究方法？10.光學分子成像的特點是什么？可用于活體小動物光學成像的技術主要有哪幾種？主流的分子成像技術有哪些？結(jié)合自己的研究方向，描述分子成像在本領域的應用及其發(fā)展前景。11.超聲的生物效應有哪些，具體是什么？12.結(jié)合所熟悉的研究方向，談談你對于生物醫(yī)學工程專業(yè)的認識與了解？13.血流形態(tài)（層流、紊流）對血管壁的影響有哪些？14.請論述納米光學探針在活體動物成像中的應用？15.遠程醫(yī)療的幾個重要的應用領域？16.簡述透視X射線成像系統(tǒng)的工作原理？17.簡述X線成像的原理？18.舉例說明生理功能的神經(jīng)調(diào)節(jié)？19.數(shù)字減影血管造影DSA有三種基本方法？20.什么是生物傳感器？21.人工心臟的概念、原理及分類？22.簡述生物醫(yī)學工程的層次結(jié)構(gòu)？23.簡述生物傳感器的發(fā)展趨勢。24.簡述心電圖機的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理？25.簡述生物玻璃的特性、分類？26.鈷（Co）基合金的特性及其應用？27.人工肺的概念、原理及人工心肺機的設計要求？28.按聲速和阻抗的不同，人體組織可分成哪幾類？簡述B超圖像診斷的物理基礎？29.醫(yī)學圖像的未來發(fā)展趨勢是什么？30.腦電圖的作用和特征是什么？31.簡述生物傳感器的分類？32.簡述生物醫(yī)學工程學的概念。33.簡述組織工程的原理，并舉例說明在組織工程中運用數(shù)字化制造技術的優(yōu)勢？34.影響人體組成的主要因素有哪些？35.簡述臨床數(shù)字制造技術的研究目標、內(nèi)容？36.簡述CT的優(yōu)點及局限性？37.簡述不銹鋼的特性及其應用？38.請舉例論述熒光蛋白標記技術在神經(jīng)科學中應用的原理？39.光在人體組織中傳播的理論模型中，典型的三種是什么？40.人工心臟瓣膜的分類及其演進過程？41.目前，PACS系統(tǒng)研究主要集中在哪些領域？42.鈦（Ti）基合金的特性及其應用？43.神經(jīng)——肌肉系統(tǒng)康復設備與功能訓練器械？44.超聲應用于醫(yī)學可以分為哪兩大類，具體是什么？45.簡述現(xiàn)代醫(yī)學儀器系統(tǒng)的組成及其工作原理？46.膠原的概述、特點及應用？理想的皮膚修復材料應具備哪些特點？47.組織工程支架的要求？48.什么是生物材料的生物相容性？49.人體系統(tǒng)工程的概念和研究目標？50.氧化鋁及羥基磷灰石的特性及應用？51.簡述心臟起搏器的工作原理、分類？52.簡述基因工程載體的基本要求和特點？53.X射線的性質(zhì)有哪些？54.簡述手術導航的基本步驟？55.肌電圖的作用是什么？56.生物醫(yī)學工程學發(fā)展的戰(zhàn)略原則？57.生物醫(yī)學工程學涵蓋的主要學科？58.細胞三維生長的條件？59.簡述生物醫(yī)學信號處理方法中相關分析的作用。60.簡述生物材料的分類？61.什么是人體系統(tǒng)和其組成模型？62.生物醫(yī)學工程學的研究對象有哪些？63.生物醫(yī)學工程學的發(fā)展趨勢？64.人體——環(huán)境系統(tǒng)是如何定義的？65.生物傳感器的概念、工作原理？66.康復工程的概念、任務和目標？67.常用的生物傳感器有哪些？68.生物醫(yī)學工程的概念、內(nèi)涵和特點？69.在醫(yī)學上，紅血球的濃度用什么表示？70.現(xiàn)代生物材料的發(fā)展分為哪三個階段？71.遠程醫(yī)療的概念、目標和基礎？72.試述組織光透明技術在生物醫(yī)學成像的作用及應用前景？73.生物醫(yī)學工程學的特點有哪些？74.簡述X線放射防護？75.簡述機器人進化是什么？76.遠程醫(yī)療的意義和潛在的效益？77.簡述人體肌纖維的特征。78.簡述生物力學的研究內(nèi)容。79.真核細胞核和原核細胞的區(qū)別是什么？80.動物的肌肉有哪幾類？81.生物敏感物質(zhì)的固定化方法及優(yōu)點？82.生物體的磁場主要來自哪三個方面？83.簡述DSA的缺點是什么？84.簡述心臟搏動的力學過程？85.生命的基本特征有哪些？86.X-CT圖像重建問題的本質(zhì)是什么？87.激光對組織的生物效應都有哪些？88.貴金屬（noblemetal）的特性及其應用？89.簡述生物軟組織的黏彈性？90.發(fā)展“省錢”的生物醫(yī)學工程學的重點？91.蛋白質(zhì)組生物技術包括哪些？92.康復工程的研究方法？93.生物醫(yī)學圖像的質(zhì)量評價指標有哪些？94.簡述生物醫(yī)學材料的基本要求？95.簡述人工肝的概念、分類？96.為什么WHO將心血管病列為21世紀危害人類的頭號疾病？97.人體的動態(tài)性主要包括哪些內(nèi)容？98.生物醫(yī)學工程學所包括的內(nèi)容有哪些？99.純金屬鉭（Ta）、鈮（Nb）、鉻（Cr）的特性及其應用？（以鉭為例）100.簡述CT系統(tǒng)的工作原理？CT機的發(fā)展概況？第I卷參考答案一.參考題庫1.參考答案：1.血液在靜脈內(nèi)的壓力低于同一高度動脈內(nèi)的壓力，甚至低于大氣壓力； 2.管壁較薄，管截面的面積變化與動脈相比較大 3.靜脈血流方向都是從外周流向心臟的； 4.除腔靜脈外，靜脈內(nèi)有瓣膜，以防止血液倒流。2.參考答案： （1）概念：主要研究模擬人體器官的結(jié)構(gòu)和功能，用人工材料和電子技術制成部分或全部替代人體自然器官功能的機械裝置和電子裝置。 （2）分類： ①按原理分類： A.機械式裝置（如人工心臟瓣膜、人工氣管、人工晶體等）； B.電子式裝置（如人工耳蝸、人工胰、人工腎、心臟起搏器等）； ②按使用方式分類： A.植入式：如人工關節(jié)、人工心臟瓣膜、心臟起搏器； B.體外式：如人工腎、人工肺、人工胰。這些體外式人工器官實際上都是由電子控制的精密機械裝置。 （3）特點： 人工器官是多種學科研究的結(jié)晶，該學科是生物材料、生物力學、組織工程學、電子學（包括計算機）特別是微電子學以及臨床醫(yī)學相結(jié)合的多學科的交叉學科。3.參考答案： （1）制作過程：選擇尸體標本→標本預處理→數(shù)字化采集切片后處理→分割區(qū)域→構(gòu)建三維模型→優(yōu)化三維模型→可視人平臺 ①選擇尸體標本：標本要求：健康、完整的；具有該國人的代表性。 ②標本預處理：藍色明膠包埋、－70℃冷凍、藥物固定組織；明膠＋朱砂＋淀粉進行動脈的顯色和填充。 ③數(shù)字化采集：CT、MRI采集數(shù)據(jù) ④切片數(shù)據(jù)后處理：校準（配準）；去背景； ⑤器官區(qū)域分割：手工分割，工作量大，重復性差；自動分割，誤分割嚴重、輪廓不連續(xù)。 基本思想： a、將圖像用圖的方式表示，頂點表示像素，邊表示像素之間的關系。圖像分割對應圖的割集。 B、確定圖中邊的權(quán)值，使圖像分割目標（能量最小化）對應圖的最小割。 c、用最大流算法求解最小割問題。 ⑥構(gòu)建三維模型：三維模型一般由很多個多邊形（一般為三角形）拼接而成。 ⑦三維模型優(yōu)化： a、MC算法缺點：視覺效果不好，有階梯現(xiàn)象；三角形數(shù)量巨。 b、優(yōu)化操作：平滑：增強視覺效果，簡化：減少數(shù)據(jù)量。 ⑧可視人平臺的建立；4.參考答案： （1）診斷與監(jiān)護儀器：能夠經(jīng)常檢測患者的生理指標，幫助醫(yī)生及時掌握病情。循環(huán)系統(tǒng)功能信息，如心電、血壓、心率等；呼吸功能信息，如呼吸曲線、動脈血氧飽和度等；其它的生理信息，如體溫、膀胱儲尿量等。目前，我國市場上的家用診斷和生理信息監(jiān)測的設備主要有血壓（包括電子血壓計）、溫度、血氧飽和度、心電圖等監(jiān)測儀。 （2）家庭保健、治療、康復、急救設備：家用理療儀器是HHCE中量大面廣較容易進入家庭應用的部分，用于家庭經(jīng)常性的保健和康復治療。這類設備還包括用于冠心、呼吸功能、慢性腎功能等疾病常見的需要長期護理治療的慢性病癥的家庭專用的醫(yī)療設備、簡易的康復器械和輕便的急救復蘇設備等。在少數(shù)病人家里，已經(jīng)裝備了一些類似的儀器，如紅外理療儀、氧氣袋等。然而普及面不是很大。主要的原因，一方面是因為這類設備不屬于公費醫(yī)療的范疇，另外與我國的經(jīng)濟水平及家庭保健意識有關需要患者自己負擔。 （3）家庭患者病理信息的通信與傳遞系統(tǒng)：這類系統(tǒng)主要包括遙測監(jiān)護系統(tǒng)，將患者的生理功能檢測系統(tǒng)與通信傳遞系統(tǒng)一體化，用于將檢測到的病人生理信息數(shù)據(jù)直接從家中送到有醫(yī)生值班的醫(yī)療中心機構(gòu)，以得到及時的醫(yī)療指導。這類系統(tǒng)屬于網(wǎng)絡系統(tǒng)，涉及到家庭配置、通信網(wǎng)絡以及醫(yī)療中心工作站。5.參考答案： X.射線由旋轉(zhuǎn)陽極X射線管產(chǎn)生。X射線管由陰極、陽極和真空玻璃管等部分組成。陽極由一個帶傾斜角的圓盤構(gòu)成，四周嵌有環(huán)狀鎢面，圓盤后壁與轉(zhuǎn)子軸相連，可以旋轉(zhuǎn)。給陰極的燈絲加一個低電壓，燈絲加熱后就能發(fā)射電子。再給X射線管的陽極與陰極間加上高壓，自由電子群就會在電場的作用下高速向陽極端靶面撞擊。當高速運動的電子突然受阻時，其中的一部分能量轉(zhuǎn)換成了X射線。 X.射線具有下列性質(zhì)： ①穿透作用：X射線波長短、能量大、能穿透一般光線不能穿透的物質(zhì)。 ②熒光作用：當X射線照射某些物質(zhì)（如磷、鎢酸鈣等）時能產(chǎn)生熒光。 ③電離作用：具有足夠能量的X射線光子能擊脫物質(zhì)原子軌道上的電子而使之產(chǎn)生電離。 ④生物效應：生物細胞在受到X射線的電離輻射后有可能會造成損傷甚至壞死。6.參考答案： （1）幾種主要的應用： （2）特性：生物陶瓷材料在生物體內(nèi)極為穩(wěn)定，與生物組織有良好的親和性，特別適于作人體硬組織如骨和齒的替換修補材料，能與人體骨生長在一起，形成化學結(jié)合。目前臨床上應用最多的為氧化鋁、羥基磷灰石兩種。7.參考答案：1.心肌在動物的整個生命階段都要不停的進行收縮和擴張運動，所以它的氧氣和營養(yǎng)供應是非常重要的。心肌中的毛細血管較多。 2.在正常情況下，一個心臟全部心肌細胞的收縮和松弛是同步的，心肌張弛節(jié)律性很強，不同于骨骼肌，它不允許攣縮。 3.研究心肌時不僅要研究收縮狀態(tài)下的應力-應變關系，還要研究松弛狀態(tài)下心肌的應力-應變關系。8.參考答案： （1）材料問題：它的電極、導線及外殼材料不能與肌肉組織發(fā)生有害化學反應； （2）電池壽命問題：電池壽命也就是起搏器的壽命，一定要長壽命?，F(xiàn)在使用鋰電池，壽命可達8~10年。要求體積小、容量大、緩慢釋放能量、密封性能好、性能可靠。 （3）體積盡可能要?。嚎墒褂么笠?guī)模集成電路以縮小體積，現(xiàn)在其厚度可達10～16mm，重量僅40～60克； （4）控制技術：一般采用微處理器，進行按需式程序控制；9.參考答案： （1）從生物體出發(fā)，通過觀察、研究它的某種結(jié)構(gòu)和功能，排除一些無關因素并加以簡化，提出一個生物模型。 （2）將有關生物模型的實驗資料翻譯成數(shù)學語言，用數(shù)學公式來表示，變成具有普遍意義的數(shù)學模型。 （3）根據(jù)數(shù)學模型或直接根據(jù)生物模型，用各種手段（電子線路、機械結(jié)構(gòu)、化學結(jié)構(gòu)等）制作出可以在工程技術上進行實驗的實物模型，再經(jīng)過反復驗證，發(fā)展成技術模型，最終制作成技術裝置。 整個過程就實現(xiàn)對生物系統(tǒng)的工程模擬。10.參考答案： 光學成像具有分辨率高、靈敏度高、價格低等優(yōu)點，特別是近紅外線（near?infrared，NIR）熒光成像分辨率1~2mm，可以穿透厚8?cm的組織，熒光成像信號強，可直接發(fā)出明亮的信號。此外，光學對比劑發(fā)展迅速，特別是隨著納米技術的深入，基于納米顆粒、納米殼和量子點研發(fā)出各種生物特異的分子探針。這些都使得光學分子影像學在生物學、醫(yī)學和藥學領域中有廣泛的應用。 活體小動物體內(nèi)光學成像主要采用生物發(fā)光與熒光兩種技術。生物發(fā)光是用熒光素酶（luciferase）基因標記細胞或DNA，而熒光技術則采用熒光報告基團（GFP、RFP、Cyt及dyes等）進行標記。利用靈敏的光學檢測儀器，可以直接檢測活體生物體內(nèi)的細胞活動和基因行為。? 分子影像技術主要有磁共振成像（magneticresonance?imaging，MRI）、核醫(yī)學成像和光學成像三種成像方法。近年來，光學分子影像學被用來研究在體情況下胚胎發(fā)育過程中的細胞和分子變化，通過揭示這些變化，可以直觀地看到胚胎在經(jīng)歷細胞遷移和細胞分化過程中的細胞分子層面的變化。一些自發(fā)熒光蛋白已經(jīng)被用作報告基因來跟蹤發(fā)育過程中的表達類型。一個熒光蛋白家族可以被激發(fā)發(fā)射出各種不同波長的光從而可以實現(xiàn)多標記。另外熒光染料和量子點等也被用來在這些研究中提供對比。轉(zhuǎn)基因檢測可利用分子成像技術開發(fā)合適的新探針，對轉(zhuǎn)基因動物體內(nèi)的轉(zhuǎn)基因表達或內(nèi)源性基因的活性和功能進行檢測，可以對啟動子或增強子的組織特異性及可誘導性進行評價。11.參考答案：1.機械效應：聲波能量作用于介質(zhì)，會引起質(zhì)點高速細微的震動，產(chǎn)生速度、加速度、聲壓、生強等力學量得變化，從而引起機械效應。 2.空化效應：當超聲波作用于生物組織或液體中的微氣泡（空化核）時，在周期性交變的聲壓作用下，空化核體積急劇膨脹，壓縮，直至破裂，引起生物組織的破碎或位移，這就是空化效應。 3.熱效應：超聲在人體或在其他介質(zhì)中均可顯著產(chǎn)熱，產(chǎn)熱過程既是機械能在介質(zhì)中轉(zhuǎn)變成熱能的能量轉(zhuǎn)換過程。 4.彌散效應和觸變效應：超聲波的彌散效應是指治療劑量超聲可增強生物膜彌散過程，促進物質(zhì)交換，繼而加速代謝，改善組織營養(yǎng)。觸變效應是超聲波引起生物組織物理或化學性質(zhì)變化，如血液黏性降低，血漿變稀等。12.參考答案：生物材料與組織工程是學校重點建設的新型交叉學科，以提高人類生活質(zhì)量為目標。學科組與基礎醫(yī)學、臨床醫(yī)學等學科的研究人員和專家醫(yī)生緊密合作，發(fā)揮理、工、生、醫(yī)相結(jié)合的優(yōu)勢，開展高分子生物材料、先進藥物釋放系統(tǒng)、納米材料、組織工程與再生醫(yī)學、生物分子工程領域的基礎和應用研究，培養(yǎng)跨學科高水平研究和開發(fā)人才。學科組特別重視在物理、化學、材料、生物、醫(yī)學、工程交叉領域的原始創(chuàng)新性基礎和應用研究，重視有產(chǎn)業(yè)化前景和社會價值的高技術開發(fā)。包括生物可吸收內(nèi)固定材料、防術后組織粘連材料、聚電解質(zhì)復合物、生物活性組織工程支架、高分子水凝膠、生物纖維，以及具有特殊功能的不可吸收高分子生物材料，包括整形彌補材料、高透氧隱型眼鏡材料。13.參考答案：血流，特別是形成紊流以后，對血管壁將施加較高的剪應力和交變的正壓力。這有可能引起血管壁的增長或萎縮。剪應力較大時還會引起血管壁的損傷。14.參考答案：納米光學探針中的如隨著小動物成像技術的發(fā)展，成像探針種類越來越多，功能越來越強大。其中的量子點熒光標記是納米技術和體內(nèi)熒光成像技術結(jié)合的一種新技術，將直徑只有15納米的熒光粒子附著到DNA的特殊部分，隨后分析熒光信號的強度以及其它特性。這些粒子稱為量子點，具有獨特的光電性質(zhì)，使其比生物醫(yī)學研究中常用的傳統(tǒng)熒光標簽更易檢測到。NIST?的研究小組證明量子點釋放的信號強度比另外兩種傳統(tǒng)熒光標簽強2到11倍，暴露于光下時穩(wěn)定性也更好。除了能夠?qū)罴毎M行長時間動態(tài)熒光觀測與成像，對細胞間、細胞內(nèi)及其細胞器間的各種相互作用的原位實時動態(tài)示蹤外，還可以標記在其他需要研究的物質(zhì)上，在長時間生命活動監(jiān)測及活體示蹤上有獨到的應用優(yōu)勢。與傳統(tǒng)的熒光標記方法比較，該方法在穩(wěn)定性、靈敏度、應用范圍等方面都有重要突破。15.參考答案： （1）應用于戰(zhàn)爭前線傷病員的診治； （2）應用于諸如地震等自然災害時的醫(yī)療咨詢； （3）繼續(xù)醫(yī)學教育； （4）實時遠程醫(yī)療咨詢及醫(yī)療交流； （5）交互式外科手術； （6）急救遠程醫(yī)療； （7）區(qū)域遠程家庭保??； （8）遠程醫(yī)療會診； （9）遠程醫(yī)療國際會議。16.參考答案：整個系統(tǒng)在計算機的控制下協(xié)調(diào)工作。由X射線管產(chǎn)生的X射線先通過影像增強管得以增強，其輸出的圖像由攝像管采集后送入對數(shù)放大器。之后，經(jīng)過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并送入圖像存儲器。所采集的數(shù)字圖像經(jīng)過各種處理后可以再經(jīng)過數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器送到監(jiān)視器上顯示，也可以用各種存儲媒體將它們保存起來。17.參考答案： （1）穿透效應：X線能夠穿透吸收或反射可見光的物質(zhì)。 （2）熒光效應：當X線被吸收時，可導致某些物質(zhì)發(fā)出熒光，也就是說，發(fā)出低能量的輻射（可見光和紫外光） （3）感光效應：象光線一樣，X線可以在感光膠片上產(chǎn)生影像，如照相膠卷或X線膠片，通過沖洗能夠顯影。 （4）電離效應：由于能量較高，X線能產(chǎn)生離子，也就是說，能使電子從原子逃逸出來形成正離子和負離子。以可控制的方式形成和收集時，這些離子用來測量和控制X線成像曝光。 X.線的這些特性應用于醫(yī)學和工業(yè)X線攝影、放射治療和研究。18.參考答案： ①神經(jīng)調(diào)節(jié)是指由神經(jīng)系統(tǒng)的活動調(diào)節(jié)生理功能的調(diào)節(jié)方式。神經(jīng)調(diào)節(jié)具有快速、局限、準確、精確、協(xié)調(diào)的特點。神經(jīng)調(diào)節(jié)的基本過程是反射，反射的結(jié)構(gòu)基礎是反射弧。反射弧包括五個基本環(huán)節(jié)：感受器、傳入神經(jīng)、神經(jīng)中樞、傳出神經(jīng)和效應器。 ②例如，當血液中氧分壓下降時，頸動脈體等化學感受器發(fā)生興奮，通過傳入神經(jīng)將信息傳至呼吸中樞導致中樞興奮，再通過傳出神經(jīng)使呼吸肌運動加強，吸入更多的氧使血液中氧分壓回升，維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)態(tài)。19.參考答案： 時間減影、能量減影、混合減影。20.參考答案：利用生物活性物質(zhì)具有的選擇識別待測生物化學物質(zhì)的能力制成的傳感器是生物傳感器，它以固定化得生物體成分（如酶、抗原、抗體、激素）或生物體本身（如組織、細胞、細胞器）作為敏感元件。21.參考答案： （1）概念：在人體心臟因病損而部分或完全喪失功能，不能維持全身正常循環(huán)時，可移植一種用人工材料制造的機械裝置以暫時或永久地部分或完全代替心臟功能、推動血液循環(huán)，這種裝置即人工心臟。 （2）原理：利用機械的方法把血液輸送到全身各器官以代替心臟的功能的裝置。 （3）分類： ①按用途分類： A.全人工心臟 B.長時間心室輔助循環(huán)：左心室輔助循環(huán)；右心室輔助循環(huán)；雙心室輔助循環(huán) ②按時限分類： A.暫時性：即部分取代心臟的輔助性人工心臟 B.長期性：即取代整個心臟的安全人工心臟22.參考答案： 生物醫(yī)學工程的研究對象是生物體，尤其是人體。人體是一個多層次的復雜的巨系統(tǒng)。因此，生物醫(yī)學工程學必定具有層次結(jié)構(gòu)。從目前情況來看，大體上可以分為三個層次，即整體層次、器官和組織層次以及微觀層次。 ①整體層次 把人看作一個整體，或者把人和環(huán)境（自然的和人為的）看作一個整體，考慮人的生命運動規(guī)律和影響因素，進而進行能動的協(xié)調(diào)和控制。如：人-機環(huán)境系統(tǒng)工程研究人和工作環(huán)境之間的相互關系。 ②系統(tǒng)、器官、組織層次 1.發(fā)展人體器官、組織的某些功能的補償技術或代用裝置及人工生物醫(yī)學材料。 2.發(fā)展醫(yī)用傳感器和人體參數(shù)測量技術，特別是無創(chuàng)診斷技術和裝置。如生物傳感技術和各種成像技術。 3.發(fā)展新型的醫(yī)療技術制備的系統(tǒng)監(jiān)測裝置。?系統(tǒng)、器官、組織層次的研究涉及現(xiàn)代科學技術，同時又需要生理學、材料科學、生物力學和信息科學的相應進展。 ③微觀層次 主要是指細胞和生物大分子層次上的生物醫(yī)學工程問題。涉及生物技術、生化（生物化學）、分子生物學等。23.參考答案：1.功能多樣化 2.微型化 3.智能化與集成化24.參考答案： 通常心電圖機包括輸入電路、心電放大、心電測量、心電記錄和電源供給五部分。 心電輸入電路包括過壓保護、高頻濾波、緩沖放大器、威爾遜網(wǎng)絡、導聯(lián)選擇電路。過壓保護和高頻濾波電路確保病人安全和心電圖機免遭高壓沖擊，同時阻止外界高頻干擾信號進入心電圖機的前置級。 心電放大電路基本上是由前置放大電路、中間級放大電路和功率放大電路組成。前置放大極的作用是將微弱的心電信號加以放大，需要具有良好的抗干擾能力。中間級放大將心電信號進一步放大，增益調(diào)節(jié)、阻尼調(diào)節(jié)、增益選擇、50Hz電源濾波、35Hz肌電濾波、位移等功能可在這極實現(xiàn)。 功率放大電路把經(jīng)過前置放大和中間級放大后的心電信號再放大到使記錄筆能恰當偏轉(zhuǎn)的電平，驅(qū)動記錄器進行心電描記。 心電機記錄電路由走紙馬達（交流電機）調(diào)速、穩(wěn)速電路、記錄筆調(diào)溫電路、記錄器組成。25.參考答案： （1）特性：生物玻璃經(jīng)特別設計的化學組成可誘發(fā)生物活性的含氧化硅化合物。如將某些玻璃在適當?shù)母邷剡M行晶化處理，則玻璃中可析出大量微小晶體，這樣的玻璃稱為微晶玻璃、結(jié)晶化玻璃或玻璃陶瓷。 （2）分類：生物玻璃材料大致可分為非活性的和生物活性的兩類。 ①非活性的主要包括人工骨用生物醫(yī)學玻璃、人工齒冠用生物醫(yī)學玻璃陶瓷、治療用生物醫(yī)學玻璃。 ②活性玻璃陶瓷組織含有磁鐵礦的生物活性玻璃陶瓷，具有高的飽和磁感應，利用它在磁場中產(chǎn)生的熱，可抑制骨瘤的重新生長。這種陶瓷在種植8周后能在表面形成富Ca-P層，并與骨緊密結(jié)合。26.參考答案： （1）特性：含有較高的鉻和鉬，又稱鈷鉻鉬合金，具有極為優(yōu)異的耐腐蝕性（比不銹鋼高40倍）和耐磨性，綜合力學性能和生物相容性良好。鈷基合金的耐磨性是所有醫(yī)用金屬材料中最好的，與不銹鋼相比，更適于制造體內(nèi)承載苛刻的長期植入件. （2）應用：臨床上主要用于：人工關節(jié)（特別是人體中受載荷最大的髖關節(jié)）；人工骨及骨科內(nèi)處固定器件的制造；齒科修復中的義齒，各種鑄造冠、嵌體及固定橋的制造；心血管外科及整形科等。由于其價格較高，加工困難，應用尚不普及。如人造髖關節(jié)的頭桿部分。27.參考答案： （1）概念：利用特殊人工裝置將回心靜脈血引出體外，進行氣體交換、調(diào)節(jié)溫度和過濾后，輸回體內(nèi)動脈的生命支持技術。由于這種特殊人工裝置取代了人體心肺功能，又稱為心肺轉(zhuǎn)流，這種人工裝置稱為人工心肺機（artificialheart-lungmachine），即體外循環(huán)（Extracorporealcirculation）。 （2）原理：將人體的靜脈血通過管道引入氧合器進行O2和CO2氣體的交換，代替人體肺臟進行血液氧合，氧合后的血液再通過血泵注入人體主動脈供應全身組織，完成身體的供氧代謝。反復地在體外的血液循環(huán)，代替了人體心臟和肺臟的功能，這樣就可以將心臟和肺的血液循環(huán)從體內(nèi)隔開，使得切開心臟或近心段大血管時無血液涌出，因而得到非常清晰的手術野。 （3）設計要求： ①能高效地進行氣體交換； ②能簡便而精確地調(diào)節(jié)循環(huán)流量； ③對血液的破壞極??； ④預充血量少； ⑤無血栓形成； ⑥容易拆卸、消毒，操作簡便等。28.參考答案：①按聲速和阻抗的不同，人體組織可分成三類：氣體和充氣的肺、液體和軟組織、骨骼和礦物化后的組織。?②不同種類的人體組織存在著較大的阻抗差別，超聲很難從某一類材料傳到另一類材料區(qū)域中去，因此使得超聲成像只能用于那些有液體和軟組織的、且聲波傳播通路上沒有氣體或骨骼阻擋的那些區(qū)域。在液體和軟組織中，聲速和阻抗變化不大，使得聲反射量適中，既保證了界面回波的顯像觀察，亦保證了聲波可穿透足夠的深度，而且接收回波的時延與目標深度成近似的正比關系，這是B超診斷圖像成功應用必要的物理基礎。29.參考答案：1.多維圖像 2.功能成像 3.多模式圖像的融合 4.圖像歸檔與通信系統(tǒng) 5.分子影響學30.參考答案：作用： 腦電圖共臨床診斷和神經(jīng)生理研究，諸如診斷癲癇、進行航空神經(jīng)生理研究等： 1.腦電圖是診斷某些精神疾患的重要依據(jù) 2.腦血管疾病會影響腦血管及周邊組織的形態(tài)和特征，進而使得腦電圖發(fā)生特定的改變，因此腦電圖也是診斷這類疾病的重要依據(jù) 3.腦電圖在麻醉領域中也有重要的應用 4.由于腦電源自大腦，因此腦電圖在臨床診斷中，尤其在神經(jīng)疾病的診斷中扮演著舉足輕重的總用 特征： 1.腦電圖的波形不規(guī)則； 2.腦電圖的波形隨生理情況的改變而變化31.參考答案： （1）根據(jù)生物傳感器中分子識別元件（即敏感元件）可分為五類：酶傳感器，生物傳感器，細胞傳感器，組織傳感器，免疫傳感器。顯而易見，所應用的敏感材料依次為酶、微生物個體、細胞器、動植物組織、抗原和抗體。 （2）根據(jù)生物傳感器的換能器（即信號轉(zhuǎn)換器）分類：生物電極傳感器，半導體生物傳感器，光生物傳感器，熱生物傳感器，壓電晶體生物傳感器，換能器依次為電化學電極、半導體、光電轉(zhuǎn)換器、熱敏電阻、壓電晶體等。 （3）以被測目標與分子識別元件的相互作用方式進行分類：生物親合型生物傳感器。32.參考答案：生物醫(yī)學工程學是運用現(xiàn)代自然科學和工程技術的原理和方法，從工程學的角度，在多層次上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，研究用于防病、治病、人體功能輔助及衛(wèi)生保健的人工材料、制品、裝置和系統(tǒng)的工程原理的學科。33.參考答案： 組織工程基本原理和方法： 是將體外培養(yǎng)擴增的正常組織細胞吸附于一種具有優(yōu)良細胞相容性并可被機體降解吸收的生物材料上形成復合物，然后將細胞——生物材料復合物植入人體組織、器官的病損部位，在作為細胞生長支架的生物材料逐漸被機體降解吸收的同時，細胞不斷增殖、分化，形成新的并且其形態(tài)、功能方面與相應組織、器官一致的組織，從而達到修復創(chuàng)傷和重建功能的目的。 組織工程主要包括兩方面內(nèi)容： （1）構(gòu)建具有良好組織相容性的生物學支架，以提供移植細胞定向生長和器官修復的微環(huán)境。 （2）將細胞在體外擴增并使其在新生組織中進行定向分化與生長。 例如快速原型（RP）技術：與傳統(tǒng)工藝相比，快速原型技術可以在較短的時間內(nèi)完成，過程中無需人工參與，患者也可以在幾個小時后看到相應的修復體的形態(tài)，節(jié)省了時間，提高了效率。另外，工程師利用CAD軟件可以很快設計一個產(chǎn)品，而RP設備的快速性允許設計師在很短時間內(nèi)多次驗證并修改其設計，這樣就在設計過程中節(jié)約了時間和金錢從而實現(xiàn)高通量的“面向市場設計”。再者，運用RP技術，設計師可以根據(jù)特定病人的CT或MRI數(shù)據(jù)而非標準的解剖學幾何數(shù)據(jù)來設計并制作種植體，減少出錯空間的同時，為患者提供了適合他本身解剖結(jié)構(gòu)的更好的手術，也為外科醫(yī)生縮短手術時間給予了有力的保證。?總的來說RP技術提高了診斷和手術水平，提高了效率，節(jié)省了金錢和時間。 組織工程中運用數(shù)字化技術的優(yōu)勢包括：快速、高效、高通量、更精密、低成本、可以為不同患者定制專屬治療等。34.參考答案：社會環(huán)境因素；天體和地理因素；物理因素；化學因素；生物因素；行為因素。35.參考答案： （1）目標：將醫(yī)學圖像處理與三維重建、逆向工程、快速成型、CAD/CAM/CAE現(xiàn)代制造技術集成，針對臨床需要構(gòu)建專業(yè)的數(shù)字制造系統(tǒng)，快速制造臨床手術需求的個性化內(nèi)植物或手術器械，滿足現(xiàn)代醫(yī)學向個性化發(fā)展的需求。 （2）目標： ①面向臨床的CAD/CAM/CAE單元技術； ②醫(yī)學快速成型技術； ③逆向工程技術； ④基于網(wǎng)絡的交互式手術方案與內(nèi)植物設計、遠程制造等；36.參考答案： （1）優(yōu)點： ①密度分辨率高：能分辨人體組織細小的吸收差異，提高了病變的檢出率。 ②獲得真正的斷面圖像。 ③可以進行定量分析。 （2）局限性： ①空間分辨率低于X線平片，提高空間分辨率是今后CT機需要解決的問題。 ②CT的檢查范圍并不是對人體的所有部位、器官都有效對心臟、胃腸道的檢查還比不上心臟彩超、電子胃鏡等。 ③CT的定性、定位診斷只是相對而言，它的定性終究比不上病理結(jié)果。 ④不能反映臟器的功能和生化信息：CT圖像基本上反映了解剖學的情況，臟器功能和生化信息還很薄弱。37.參考答案： （1）特性：鐵基耐蝕合金（一般由鐵、鉻、鎳、鉬、錳、硅組成），易加工、價格低廉。不銹鋼的耐蝕性和屈服強度可以通過冷加工而提高，避免疲勞斷裂。 （2）應用：一般不銹鋼制成多種形體，如針、釘、髓內(nèi)針、齒冠、三棱釘?shù)绕骷腿斯ぜ袤w而用于臨床，不銹鋼還用于制作各種醫(yī)療儀器和手術器械。如不銹鋼骨釘。38.參考答案：熒光蛋白的出現(xiàn)使得進行非侵入性的活體細胞成像成為了可能。使用這種熒光蛋白標志物，我們可以研究目的基因的表達情況，蛋白質(zhì)運輸情況以及各種細胞內(nèi)動態(tài)的生物化學信號通路。使用經(jīng)過遺傳修飾的小分子有機熒光標志物構(gòu)建的混合系統(tǒng)，我們還可以對蛋白質(zhì)的壽命進行研究，如果再結(jié)合電鏡技術和快速光淬滅技術（rapid?photoinactivation）還可以對蛋白質(zhì)的定位情況進行研究。39.參考答案：Kubelka-Munk理論、漫射近似法（diffusionapproximation）和蒙特卡洛模擬（MonteCarlosimulation）40.參考答案： （1）分類：根據(jù)使用材料而分為兩大類： 機械瓣：全部用人造材料制成的； 生物瓣：全部或部分用生物組織制成的。 （2）演變過程： ①球型瓣：球型瓣是植入人體的第一種人工心臟瓣膜，包括一個支架和球體，是臨床使用最早的心臟瓣膜。他們是一組最可靠及持久的瓣膜設計。 ②不縫合瓣：采用不縫合的技術植入人體內(nèi)。在瓣膜緣的四周有小的鉤子，手術者將其安置在合適位置后，用小鉤子固定。可能造成球體移位，球體隨脂質(zhì)吸收后體積增加，有可能造成流出道阻塞。 ③碟型瓣：分單頁和雙頁碟瓣，雙葉瓣的血流為平流，有效開口面積相對更大些，單葉瓣為偏心血流，另外雙葉瓣的雜音普遍比單葉瓣要小。 ④生物瓣：生物瓣由采用的材料來源為動物或人體組織。組織類型可以是瓣膜組織，也可以不是瓣膜組織。人體組織瓣無排斥反應：同種異體移植；自身移植。41.參考答案： （1）提高系統(tǒng)互連性：如采用ACR-NEMA/DICOM標準； （2）提高整個系統(tǒng)的智能化和協(xié)同處理能力：通用信息處理模型研究； （3）醫(yī)學信息庫：包括醫(yī)學圖像數(shù)據(jù)庫管理和服務器結(jié)構(gòu)、高性能圖像分析工作站、基于內(nèi)容的醫(yī)學圖像檢索、分布式計算及圖像和記錄的真實性驗證等； （4）提高系統(tǒng)負載：采用高速網(wǎng)絡、大容量存儲設備、多級存儲算法、數(shù)據(jù)壓縮算法及快速計算； （5）簡化系統(tǒng)維護：使用圖形化計算機輔助軟件工程工具，包括處理模型和系統(tǒng)設計； （6）提高系統(tǒng)可靠性：研究中心系統(tǒng)監(jiān)視和恢復軟件； （7）提高臨床可操作性：臨床質(zhì)量控制。42.參考答案： （1）特性：臨床應用廣泛，其質(zhì)量輕、強度高、力學性質(zhì)接近人骨、強度遠低于純鈦，耐疲勞、耐蝕性均優(yōu)于不銹鋼和鈷基合金，但生物相容性和表面活性好，是較為理想的一種植入材料。抗斷裂強度較低，耐磨性能不盡人意，加工困難。冶煉及成型工藝復雜，要求條件較高。 （2）應用：主要用于：修補顱骨，制成鈦網(wǎng)或鈦箔用于修復腦膜和腹膜、人工骨、關節(jié)、牙和矯形物、人工心臟瓣膜支架、人工心臟部件和腦止血夾、口腔頜面矯形頜修補、手術器械、醫(yī)療儀器頜人工假肢等。如頭顱微型鋼板、鈦板。43.參考答案： 神經(jīng)－肌肉系統(tǒng)康復是腦血管意外（CVA）患者和脊髓損傷（SCI）患者康復的重要問題。據(jù)廣州，上海等六大城市調(diào)查結(jié)果，腦血管意外的致殘率高達71.3％，且老齡人口居多。脊髓損傷則主要由于事故或自然災害造成的傷害。隨著老齡人口的增加，神經(jīng)－肌肉系統(tǒng)康復問題將越來越突出。 神經(jīng)－肌肉系統(tǒng)的康復設備的目的是為患者提供康復運動的裝置，利用和調(diào)動神經(jīng)損傷的自身的修復潛力。44.參考答案：超聲應用于醫(yī)學可分為兩類：超聲診斷和超聲治療。 超聲診斷研究如何利用各種組織的差異來區(qū)分不同的組織，特別是區(qū)分正常和病變組織。超聲波在生物組織中的傳播規(guī)律及診斷信息提取方法是超聲診斷的物理基礎。 超聲治療則研究如何利用超聲波得生物效應（超聲波照射引起的組織結(jié)構(gòu)、功能和生物過程的變化）來治療某些疾病，其物理基礎是超聲神武效應的機理和超聲計量學。45.參考答案：現(xiàn)代醫(yī)學儀器系統(tǒng)總以計算機為核心。生理信號首先從人體的特定部位通過電極或傳感器提取出來。如果得到的是模擬電信號，通常需要經(jīng)過放大、濾波等模擬電子技術處理，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，傳到單片機或通用計算機。如果得到的是數(shù)字信號，則可直接傳送至單片機或通用計算機中。在單片機或通用計算機中，利用計算機技術和數(shù)字信號處理技術執(zhí)行放大、濾波、抑制干擾和計算分析處理。然后，信息流至顯示器、記錄器和分配器。分配器可以通過Internet分配到其他更遠的地方，顯示器可以具體地顯示出診斷的結(jié)果。最后，經(jīng)處理后的數(shù)據(jù)流人控制器去控制病人的治療或刺激病人，達到治療的目的。46.參考答案： （1）概述：膠原是人體組織中最基本的蛋白質(zhì)類物質(zhì)，至今已經(jīng)鑒別出13種膠原，其中I～III、V和XI型膠原為成纖維膠原。I型膠原在動物體內(nèi)含量最多，已被廣泛應用于生物醫(yī)用材料和生化試劑。 （2）特點： ①優(yōu)點：膠原材料具有生物力學性能好，免疫原性低等優(yōu)點，被制造成為各種生物醫(yī)學材料，在醫(yī)療器械產(chǎn)品制造領域有著不可替代的優(yōu)勢和相當廣泛的應用。 ②缺點：要通過對實際生產(chǎn)過程的嚴格控制才能達到動物源性膠原的人用標準。 （3）應用：用于制造心臟瓣膜、支架、血管修復材料、止血海綿、創(chuàng)傷輔料、明膠、化妝品、人工皮膚、手術縫合線、組織工程基質(zhì)等。 （4）理想的皮膚修復材料應該具備的特點： ①無毒、無刺激、不會引起免疫反應； ②具有相容性以及類似天然皮膚的透濕性、柔軟性和潤濕性； ③能與創(chuàng)面組織緊貼，起到防止創(chuàng)面的水分、體液損失和吸收創(chuàng)面滲出液的作用； ④易于在皮膚愈合后自動脫落、易于消毒的材料。47.參考答案： （1）符合生物安全性要求 （2）合適的可生物降解吸收性 （3）合適的孔尺寸、高孔隙率和相連的孔形態(tài) （4）特定的三維外形 （5）高表面積和合適的表面理化性質(zhì) （6）與植入部位組織力學性能相匹配的結(jié)構(gòu)強度48.參考答案：生物相容性是指植入材料與機體之間的相互適應性。可分為組織相容性和血液相容性。49.參考答案： （1）、概念：用系統(tǒng)分析、計算數(shù)學、最優(yōu)化方法構(gòu)筑模型，研究人體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能狀態(tài)，使各組成部分維持平衡、協(xié)調(diào)、有序，從而達到整體最佳功能狀態(tài)的應用技術。 （2）、研究目標：保證人的身心健康，提高人體素質(zhì)，使人們高水平工作和生活。50.參考答案： （1）氧化鋁： ①優(yōu)點：生物相容性良好，在人體內(nèi)穩(wěn)定性高，機械強度較大。 ②缺點： A.與骨不發(fā)生化學結(jié)合，長時間后與骨的固定會發(fā)生松弛； B.機械強度不高； C.楊氏模量過高（380GPa）； D.摩擦系數(shù)、磨耗速度較大。 ③措施：若采用多孔氧化鋁，把氧化鋁陶瓷制成多孔質(zhì)形態(tài)，使骨組織長入其孔隙而使植入體固定，保證植入物與骨頭的良好結(jié)合。但這樣做也有缺點：采用多孔氧化鋁會降低陶瓷的機械強度，多孔氧化鋁陶瓷的強度隨空隙率的增加而急劇降低。只能用于不負重或負重輕的部位。如果將金屬與氧化鋁復合在金屬表面形成多孔性氧化鋁薄層，這個問題就解決了。比如：氧化鋁生物陶瓷，采用高純氧化鋁生物陶瓷制備關節(jié)頭，無釩鈦合金制備關節(jié)柄，并在柄部涂覆生物活性陶瓷涂層，有效地解決了人工關節(jié)易磨損、生物相容性不佳、松動、下沉等問題，提高了其使用壽命。 （2）羥基磷灰石：分子式為Ca10（PO4）6（OH）2，簡稱HA。 ①特性：HA植入骨組織后，通過外延生長和骨產(chǎn)生牢固的化學健結(jié)合，即骨性結(jié)合。具有非常好的生物活性、生物降解性，并能被人體吸收，它的單位晶胞與人體骨組織相同，但其性脆、強度不高，不能直接用于承受載荷大的種植體。 ②應用：修復骨組織；置換聽小骨；覆蓋鈦合金假牙。比如：采用羥基磷灰石和聚-DL-乳酸制備成可吸收內(nèi)固定材料，抗彎強度≥120MPa，植入體內(nèi)無需二次手術取出，對組織無刺激，能被人體完全吸收，最終代謝為二氧化碳、水、鈣和磷礦物質(zhì)排出體外，部分鈣和磷參與成骨，無任何毒副作用。適用于人體松質(zhì)骨骨折、截骨術和關節(jié)融合術的骨塊（段）固定。 （3）羥基磷灰石陶瓷：羥基磷灰石具有非常好的生物活性，可與聚合物復合用于人造骨，當人骨組織長入羥基磷灰石孔洞中時，可起到加強作用，效果更好。羥基磷灰石作為金屬種植體表面涂層，能大大提高人體骨長入孔洞的速度。51.參考答案： （1）原理：起搏器在需要的時候通過起搏電極導線向心臟發(fā)出微小的電脈沖，刺激心臟跳動，幫助改善心動過緩的癥狀，以滿足身體對氧的需求。 （2）分類： ①根據(jù)應用時間分類： A.臨時性起搏：一般起搏時間為4周，應用于臨時體外起搏； B.永久性體內(nèi)起搏：將起搏器埋植于體內(nèi)，可連續(xù)工作8至12年。 ②按放置的位置分類： A.體內(nèi)起搏器：起搏器置入人體皮下。它體積小，攜帶方便，安全，用于永久性起搏，但在電池耗盡時需手術切開囊袋更換整個起搏器。 B.體外起搏器：起搏器置于體外。它體積較大，但能隨時更換電池及調(diào)整起搏頻率，另外若出現(xiàn)快速心律失常，尚可進行超速抑制，但攜帶不方便，再者導線入口處易感染，現(xiàn)多用于臨時起搏。52.參考答案： ①載體DNA是單個復制單元，在宿主細胞內(nèi)應具有DNA獨立復制能力。 ②分子量盡可能的小，以便容易從細胞中分離純化，便于離體條件下操作。 ③含有多種限制性內(nèi)切酶單一切點。在切點內(nèi)可以與外源DNA進行連接、重組。 ④載體內(nèi)有不影響其復制、生長的非必要區(qū)域，在此區(qū)域內(nèi)可以插入、接受外源DNA，外源DNA與載體分子一起復制、擴增。 ⑤具有多種選擇性標志，如營養(yǎng)缺陷型、抗藥性、形成噬菌斑的能力、外源性蛋白的產(chǎn)生等，作為區(qū)分重組的轉(zhuǎn)化子與非轉(zhuǎn)化子的指標。53.參考答案：1.穿透作用：X射線波長短、能量大、能穿透一般光線不能穿透的物質(zhì)； 2.熒光作用：當X射線照射某些物質(zhì)（如磷、鎢酸鈉等）時能產(chǎn)生熒光； 3.電離作用：具有足夠能量的X射線光子能擊脫物質(zhì)原子軌道上的電子而使之產(chǎn)生電離； 4.生物效應：生物細胞在受到X射線的電離輻射后有可能會造成損傷甚至壞死。54.參考答案： （1）建立一個支持骨關節(jié)外科手術導航技術開發(fā)的平臺； （2）建立手術導航模擬實驗室； （3）開發(fā)一個骨關節(jié)外科手術導航系統(tǒng)：如基于開放型手術的人工膝關節(jié)置換手術導航系統(tǒng)TBNavis——TKRSS； （4）在導航輔助下確定股骨頭中心，建立力線； （5）點取解剖標志點； （6）實施手術導航；55.參考答案：實驗證明，當運動單位發(fā)生各種病理變化時，會出現(xiàn)異常的肌電圖，故臨床上可利用肌電圖判斷神經(jīng)肌肉的功能是否正常以及神經(jīng)肌肉疾病發(fā)生的部位、性質(zhì)和程度等。肌電圖已成為神經(jīng)肌肉病變的主要診斷工具。56.參考答案： ①“醫(yī)學應該努力使其目的適應經(jīng)濟現(xiàn)實”； ②“公正的和公平的醫(yī)學”； ③“供得起的和可持續(xù)的醫(yī)學”；57.參考答案：人體系統(tǒng)工程；生物醫(yī)學傳感器；醫(yī)學圖像技術與儀器；生物材料；人工器官；組織工程學；康復工程；家庭醫(yī)療保健工程；遠程醫(yī)療系統(tǒng)；仿生學；醫(yī)用機器人。58.參考答案： （1）以經(jīng)過特定的表面處理的生物可降解材料網(wǎng)絡或多孔介質(zhì)為生長構(gòu)架，在適當?shù)沫h(huán)境條件（物理的和化學的）進行細胞培養(yǎng)； （2）利用空間微重力條件，避免重力沉降，進行三維培養(yǎng)。59.參考答案：描述隨機信號的統(tǒng)計特性，只用均值、方差往往是不夠的。相關函數(shù)可表征信號在不同時刻取值間的關聯(lián)程度，因此可以從時域上揭示信號間有無內(nèi)在的聯(lián)系。而且，頻帶愈寬的信號其相關函數(shù)隨時間衰減愈快（例如白噪聲的功率頻譜是常數(shù)，有無限帶寬，而它的自相關函數(shù)卻是δ函數(shù)型），所以相關分析又是從寬帶噪聲中檢測信號是否存在的有效手段。因此，相關分析是隨機信號處理中最基本的方法之一。60.參考答案： （1）按材料屬性分類： ①醫(yī)用金屬材料：包括不銹鋼、鈷基合金，鈦及合金等，廣泛應用于人工假體、人工關節(jié)、醫(yī)療器械等； ②醫(yī)用無機材料：主要是生物陶瓷； ③醫(yī)用高分子材料：根據(jù)來源分為天然的和合成的，用于人體器官、組織、關節(jié)、藥物載體等； ④醫(yī)用復合材料：不同種材料的混合或結(jié)合，克服單一材料的缺點，可獲得性能更優(yōu)的材料。 （2）按材料的功能分類： ①硬組織相容性材料：如醫(yī)用金屬、聚乙烯、生物陶瓷等，主要用于生物機體的關節(jié)、牙齒及其他骨組織等； ②軟組織相容性材料：主要用于人工皮膚、人工氣管、人工食道、人工輸尿管、軟組織修補等領域，如隱形眼睛片的高分子材料，人工晶狀體、聚硅氧烷、聚氨基酸等； ③血液相容性材料：主要用于人工血管、人工心臟、血漿分離膜、血液灌流用吸附劑、細胞培養(yǎng)基材等； ④生物降解材料：如甲殼素、聚乳酸等，主要用于吸收型縫合線、藥物載體、愈合材料、粘合劑以及組織缺損用修復材料； ⑤高分子藥物：多肽、胰島素、人工合成疫苗等，用于糖尿病、心血管、癌癥以及炎癥等； （3）按材料來源分類： ①自體組織：如人體聽骨、血管等替代組織； ②同種異體器官及組織：如不同人體之間的器官移植； ③異種器官及組織：如動物骨、腎替換人體器官； ④天然生物材料：如動物骨膠原、甲殼素、珊瑚等； ⑤人工合成材料：如各種人工合成的新型材料； （4）按使用部位分類： ①硬組織材料：骨、牙齒用材料； ②軟組織材料：軟骨、臟器用材料； ③心血管材料：心血管以及導管材料； ④血液代用材料：人工紅血球、血漿等； ⑤分離、過濾、透析膜材料：血液凈化、腎透析以及人工肺氣體透過材料等；61.參考答案： （1）人體系統(tǒng)：人體是一個包括在宇宙這個超級系統(tǒng)中的、開放的、復雜的巨系統(tǒng)。 （2）組成： ①開放：指人體每日每時通過呼吸、飲食、排泄等與外界環(huán)境進行著物質(zhì)和能量的交換，通過視聽、語言、動作進行著信息的交流。 ②復雜性：表現(xiàn)在各組成部分具有多層次、高級功能、復雜結(jié)構(gòu)且密切相關等特性。 ③巨系統(tǒng)：“巨”是指構(gòu)成人體系統(tǒng)的器官、組織、細胞及大分子在數(shù)量上是巨大的。62.參考答案：生物醫(yī)學工程學的重要領域主要包括生物力學、生物材料學、生物技術、生物醫(yī)學信號檢測與傳感器、生物醫(yī)學信號處理、醫(yī)學圖像技術、物理因子在治療中的應用及其生物效應、人工器官等八個方面。63.參考答案： ①從宏觀向微觀深入，宏觀與微觀相結(jié)合。 ②在生物醫(yī)學工程科學研究的方法上，分析與綜合相結(jié)合來解決實際問題。 ③東方傳統(tǒng)醫(yī)學（非常規(guī)醫(yī)學或替代醫(yī)學等等） ④生物醫(yī)學工程和生物化學工程正在交匯、融合。 ⑤幾乎各個學科領域的新發(fā)現(xiàn)、新技術都有可能被引入生物醫(yī)學工程領域，而應用于醫(yī)學。64.參考答案：人體與自然環(huán)境、社會環(huán)境的相互作用，構(gòu)成了人體系統(tǒng)的開放性，構(gòu)成了人體-環(huán)境系統(tǒng)。65.參考答案： （1）概念：使用固定化的生物分子（immobilizedbiomolecules）結(jié)合換能器，用來偵測生物體內(nèi)或生物體外的環(huán)境化學物質(zhì)或與之起特異性交互作用后產(chǎn)生響應的一種裝置。 （2）工作原理：通過感受器的分子識別作用，生物傳感器中的生物敏感材料和樣品中的待測物質(zhì)，發(fā)生生物化學反應，產(chǎn)生離子、質(zhì)子、氣體、光、熱、質(zhì)量變化等信號。在一定條件下，信號的大小與樣品中被測物質(zhì)的量存在定量關系。這些信號通過換能器轉(zhuǎn)換成電信號或光信號，再經(jīng)信號處理放大系統(tǒng)處理后，在儀器上顯示或記錄下來。66.參考答案： （1）概念：康復工程是工程學在康復醫(yī)學領域中的應用。利用工程學的原理和手段，通過對所喪失的功能進行代償和補償，來彌補功能缺陷，使患者能最大限度的實現(xiàn)生活自理和回歸社會。 （2）任務：利用一切現(xiàn)代科學技術、提取殘疾人體存在的殘留控制信息，為他們提供工具，使他們能從事健全人所能做的一切事情。 （3）目標：充分利用現(xiàn)代科學技術手段克服人類由于意外事故、先天缺陷、疾病、戰(zhàn)爭和機體老化等因素產(chǎn)的功能障礙或殘疾，使其盡可能最大程度地恢復或代替原有功能，實現(xiàn)最大限度的生活自理、乃至回歸社會，以提高人們特別是傷殘人士和老年人的生活水平。67.參考答案： （1）電化學傳感器：傳感電極通過電化學儀器將化學和物理信號轉(zhuǎn)化為電信號（電流、電壓、電量、阻抗）。 電化學傳感器分類： ①電流型化學傳感器； ②電位型化學傳感器； ③電阻型化學傳感器； （2）光導纖維生物傳感器：光導纖維生物傳感器（fiberopticalbiosensor）是近年來隨著光導纖維技術的發(fā)展而出現(xiàn)的新型傳感器，具有抗電磁干擾能力強、安全性能高、靈巧輕便、使用方便等特點。 （3）酶傳感器（enzymesensor）：酶傳感器的基本原理是用電化學裝置檢測在酶催化反應過程中產(chǎn)生或消耗的化學物質(zhì)，將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵觥?特點： ①穩(wěn)定性好，分析精度高。 ②分析成本最低。 ③品種多，應用范圍廣，適用于許多生物技術產(chǎn)業(yè)過程監(jiān)控和科學研究。 ④分析速度快，不到20秒可以獲得準確的分析結(jié)果，這在臨 床急癥室、某些重癥病人的監(jiān)護等許多場合都很重要。 （4）生物芯片：生物芯片是生物傳感器的陣列和集成化。生物芯片是指包被在硅片、尼龍膜等固相支持物上的高密度的組織、細胞、蛋白質(zhì)、核酸、糖類以及其它生物組分的微點陣。芯片與標記的樣品進行雜交，通過檢測雜交信號即可實現(xiàn)對生物樣品的分析。 （5）組織傳感器（tissuesensor）：組織傳感器是利用天然動植物組織中酶的催化作用，本質(zhì)上也屬于酶傳感器。 優(yōu)點： ①酶存在于天然的動植物組織中，與其他生物分子協(xié)同作用，性質(zhì)非常穩(wěn)定，制備成的傳感器的壽命較長；②組織細胞中酶處于天然狀態(tài)和理想環(huán)境，可發(fā)揮最佳的催化功效，催化效率高； ③生物組織通常有一定的膜結(jié)構(gòu)和機械性，適于直接固定做膜。所以，組織傳感器制作簡便、價格便宜； ④生物組織可提供豐富的酶源，有利于工作。 （6）微生物傳感器：微生物傳感器（MicrobialSensor）是把經(jīng)過培養(yǎng)的細菌細胞（或固定化細胞）覆蓋于相應的電化學元件（電極或FET）表面而構(gòu)成的生物傳感器。 （7）免疫傳感器：免疫傳感器是利用抗體和抗原的特效性結(jié)合，檢測膜上生成抗體和抗原的復合物的電位改變，從而獲得不同的響應的裝置。68.參考答案： （1）概念：是包含多種技術并相互交叉融合的一門科學。它綜合了生物學、醫(yī)學與工程學的理論和方法，研究生命體的構(gòu)造、功能、狀態(tài)和變化，研究新材料、新技術、新儀器設備，用于防病、治病、保護人民健康和提高醫(yī)學水平。 （2）內(nèi)涵：是工程科學原理和方法與生命科學的原理和方法相結(jié)合，認識并解決人類心身健康的問題，并使有限的衛(wèi)生資源為全社會共享。 ①、是大跨度、多學科和多種技術的深度交叉、結(jié)合。不僅要發(fā)現(xiàn)規(guī)律，解釋現(xiàn)象，還解決實際問題。 而且后者更為重要。 ②、是科學研究、技術發(fā)展、產(chǎn)品開發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，密切結(jié)合。這里，不僅有經(jīng)濟效益的追求（市場導向），更重要的是，它必須服從全社會醫(yī)療保健系統(tǒng)整體目標的需要。 （3）特點：是工程科學的原理和方法與生命科學的原理和方法相結(jié)合，從不同的層次（整體、系統(tǒng)、器官、組織、細胞、亞細胞結(jié)構(gòu)和生物大分子等）研究人的生命運動的規(guī)律（定量）并發(fā)展相應的技術和裝置，應用于醫(yī)學和保健，維持和促進人類的健康。69.參考答案：在醫(yī)學上，紅血球的濃度常用血球比積H來表示，它是血液中紅血球體積與血樣總體積之比。70.參考答案：1.1950~1980年，第一代生物材料即生物惰性材料（bioinertmaterials）研究； 2.1980~1990年，第二代生物材料即生物活性材料（bioactivematerials）研究； 3.1990年至今，第三代生物材料即細胞、蛋白質(zhì)和基因活化材料（cell-，proteinandgene-activatingmaterials）研究。71.參考答案： （1）概念：使用遠程通信技術、全息影像技術、新電子技術和計算機多媒體技術發(fā)揮大型醫(yī)學中心醫(yī)療技術和設備優(yōu)勢對醫(yī)療衛(wèi)生條件較差的及特殊環(huán)境提供遠距離醫(yī)學信息和服務。 （2）目標： ①醫(yī)學信息（數(shù)據(jù)）的傳輸速率的提高：隨著光纖通信技術、計算機的速度和存儲容量、通信方式的演進，醫(yī)療信息可走上一條高速、大容量的通道。“信息高速公路”使得遠程醫(yī)療才能接近目前醫(yī)院中患者與醫(yī)生交流的實際環(huán)境。 ②虛擬醫(yī)院（hyperhospital）：虛擬醫(yī)院是一種基于計算機網(wǎng)絡的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，建立在一個分布的計算機網(wǎng)絡上，各節(jié)點代表了門診室、護士室、檢驗科等，提供了一個友好的人-機-人的界面。 ③對于病人：可以隨時在遠程以不同身份登錄，利用個人的醫(yī)療信息記錄，還可以設置個人環(huán)境。 ④對于醫(yī)生：各專家（包括人工專家）可以協(xié)同工作；利用世界上的各種醫(yī)學數(shù)據(jù)和新聞；利于評價醫(yī)療效果。 （3）基礎： ①多媒體技術：媒體采集；媒體存儲；壓縮/解壓縮；圖像處理；用戶界面。 ②通信技術：網(wǎng)絡接口；網(wǎng)絡協(xié)議；視頻傳輸；音頻傳輸；靜態(tài)圖像傳輸；病歷檔案；骨干網(wǎng)絡。72.參考答案： 作用：生物組織屬于渾濁介質(zhì)，具有高散射和低吸收的光學特性，這種高散射特性限制光在組織的穿透深度和成像的對比度，使得很多光學成像技術只能用于淺表組織，制約了光學手段檢測診斷及治療技術的發(fā)展和應用。生物組織光透明技術的作用就是通過向生物組織中引入高滲透、高折射、生物相容的化學試劑，來改變組織的光學特性，以此來暫時降低光在組織中的散射、提高光在組織中的穿透深度，從而提高光學成像的成像深度，推動成像技術的發(fā)展和新方法的產(chǎn)生。 前景： 1、應用骨組織使得骨組織變得光透明，進而對骨組織下的組織成像，避免手術開骨窗照成的傷害，如應用于顱骨，用得當?shù)某上穹椒ǐ@得皮層神經(jīng)亞細胞結(jié)構(gòu)與微血管信息； 2、解決皮膚角質(zhì)層的天然阻擋作用，促進透皮給藥系統(tǒng)的研究和應用； 3、皮膚光透明劑的發(fā)展推動光學相干斷層成像技術的發(fā)展； 4、光透明劑使得光輻射能在生物組織達到一定深度之后，可以極大地推動光學顯微成像、光學手段檢測診斷及治療技術的發(fā)展和應用。推進無損光學成像技術在臨床上的發(fā)展。73.參考答案：1.大跨度的、多學科的綜合性應用學科。 2.生物醫(yī)學工程學學科本身是各學科在高水平上交叉、結(jié)合的產(chǎn)物，是現(xiàn)代科學技術發(fā)展到一定時期的必然結(jié)果。 3.生物醫(yī)學工程學依賴于各個相關學科，但是又有自己的獨特方法學，既有基礎理論的交叉也有技術方法的交叉結(jié)合，最后達到在應用對象上的融合。 4.生物醫(yī)學工程學是工程技術科學領域里的一名新兵，但又不同于一般的工程學，而是以工程學為主要手段，專門研究和解決醫(yī)學方法問題的一門獨立的學科。 5.生物醫(yī)學與工程學相結(jié)合后形成生物醫(yī)學工程學，不僅用工程技術對生物醫(yī)學的作用包括人體生理、病理個方面功能的研究，人體結(jié)構(gòu)的研究，人體信息傳遞的研究、各種疾病的診斷、治療、預防的研究等各個方面。而且反過來還促進工程學科的發(fā)展。74.參考答案： 我們在使用X線時要遵循下列原則： （1）時間防護：指盡可能減少在X線場內(nèi)的時間，盡量縮短照射時間； （2）距離防護：指X線機工作時，應盡可能使工作人員遠離X線源； （3）屏蔽防護：指在X線源和人員間放置一種能吸收X線的物質(zhì)，如鉛玻璃、混凝土。75.參考答案：工業(yè)機器人（主要理論是力學和經(jīng)典控制論）→遙控機器人（主要用于危險性大、環(huán)境惡劣的場合）→智能機器人（將人工智能等成果融入機器人系統(tǒng)中）→進化機器人（設計原理側(cè)重于生物運動學、遺傳學與進化論等）76.參考答案： （1）意義： ①在一定程度上緩解了我國專家資源、中國人口分布極不平衡的現(xiàn)狀。 ②緩解了偏遠地區(qū)的患者轉(zhuǎn)診比例高、費用昂貴的問題。 （2）潛在效益： ①人們能夠享有更好的醫(yī)療保健，特別是偏遠地區(qū)； ②可降低保健費用（交通、工資、床位費、早診斷早治療）； ③當?shù)氐纳鐓^(qū)醫(yī)院可以有較高的收入； ④病人在家中接收遠程醫(yī)療可減輕許多醫(yī)院就醫(yī)時的思想壓力 ⑤容易建立跨越國界的護理和醫(yī)療標準； ⑥醫(yī)生在會診中業(yè)務水平得以提高； ⑦能提高急救診治水平等。77.參考答案：構(gòu)成骨骼肌的單位是肌纖維，它本身是一個細胞，含有多個細胞核。呈長圓柱形或長棱柱形。人體內(nèi)的肌纖維最短約1mm，最長可達幾十厘米。通常在3~40mm之間。直徑約為10~60μm。對于一個人來說，通過鍛煉或體力勞動會使他的某些部分肌纖維的直徑增大，但并不能使肌纖維的數(shù)量增多。肌纖維是由肌膜、細胞核、肌漿和肌原纖維所組成。78.參考答案：生物力學研究的重點是與生理學、醫(yī)學有關的力學問題。依研究對象的不同可分為生物流體力學、生物固體力學和運動生物力學等。79.參考答案：在原核細胞中，細胞核沒有膜包圍，沒有細胞器等特定結(jié)構(gòu)，它是原核生物的基本*單位如細菌、藍藻等。 真核細胞中有定性的核、完備的細胞器等，它是真核細胞生物的基本構(gòu)成單位。80.參考答案：動物的肌肉有3類：骨骼肌、心肌和平滑肌。81.參考答案： （1）概念：生物活性物質(zhì)的固定化技術是指通過物理或化學的方法，將酶、抗體、抗原等生物物質(zhì)限制在一定的區(qū)間內(nèi)，使其只能在特定的區(qū)間進行生化反應，但不妨礙底物的自由擴散的技術。 （2）方法：夾心法；吸附法；包埋法；交聯(lián)法；共價結(jié)合法；微膠囊法。 （3）優(yōu)點： ①生物材料固定化后，熱穩(wěn)定性提高； ②可以重復使用； ③不需要在反應完成后進行生物材料和敏感物質(zhì)的分離； ④能避免外源微生物對生物敏感物質(zhì)的污染和降解。82.參考答案：1.生物電流是引起生物磁場的源泉。 2.由生物磁性材料產(chǎn)生的感應場。 3.生物體本身含有的磁性物質(zhì)產(chǎn)生的磁場。83.參考答案： （1）對于運動器官或不自主運動（如胃腸道）部位不宜做DSA。 （2）靜脈法DSA顯示細小血管不夠清楚。 （3）視野小，球管包含的范圍不夠大。84.參考答案： 心室的舒張和收縮類似于活塞式的發(fā)動機。在一個心搏周期內(nèi)，心動過程經(jīng)歷了4個時期： ①心室充盈期：心臟舒張，心肌松弛。心室內(nèi)壓力變化不大，心室容積變大。 ②等容收縮期：心肌收縮，心室內(nèi)壓力迅速提高。等容收縮期末端打開主動脈瓣。 ③射血期：受到高壓的血液經(jīng)主動脈瓣流入主動脈，心室容積逐漸變小。射血期末端關閉主動脈瓣。 ④等容舒張期：心肌松弛，心室內(nèi)壓力下降。等容舒張期末端打開二尖瓣。85.參考答案：新陳代謝，繁殖，遺傳、變異與進化，應激性與活動性。86.參考答案：X-CT圖像重建問題實際上就是如何從投影數(shù)據(jù)中解算出成像平面上各像素點的衰減系數(shù)。87.參考答案：研究表明激光對組織的生物效應主要包含熱效應、光化學效應、壓強作用、電磁場效應和生物刺激效應，其中壓強作用和電磁場效應主要由中等功率以上的激光所產(chǎn)生、光化學效應在低功率激光照射時特別重要，熱效應存在于所有的激光照射，而生物刺激作用則只發(fā)生在弱激光照射時。88.參考答案： （1）特性：是一種金屬或合金，如金子具有極高的抗氧