思考题一：1.生物医学工程的概念是什么？列举至少三种生物医学工程产品。

理、工、医相结合的边缘学科，运用自然科学和工程技术的原理和方法，研究生物体，特别是人体的结构、功能，揭示和论证生命的运动规律，深化对生命系统的认识，并从工程角度解决防病、治病问题的一门综合性高技术学科。

心电图，电子显微镜，临床呼吸机，X射线，CT，MRI2.生物医学工程的研究方向有哪些，至少列举5种。

生物材料，人工器官，医疗仪器，医学图像处理，生物医学信号的检测与传感器，生物系统建模与仿真，生物医学信号处理3.什么是医院信息系统？利用计算机软硬件技术、网络通讯技术等现代化手段，对医院及其所属各部门的人流、物流、财流进行综合管理，对在医疗活动各阶段中产生的数据进行采集、存贮、处理、提取、传输、汇总、加工生成各种信息，从而为医院的整体运行提供全面的、自动化的管理及各种服务的信息系统。

4.医院信息系统包括哪几部分，各自的功能是什么？5.什么是临床诊疗系统(CIS)，包括哪几部分？以病人信息为核心，随着病人在医院中每一步诊疗活动的进行产生并处理与病人诊疗有关的各种诊疗数据与信息。

整个诊疗活动主要由各种与诊疗有关的工作站完成，并将这部分临床信息进行整理、处理、汇总、统计、分析等。

6.医院信息系统的实施步骤是什么？第一步：医疗业务流程和患者服务的信息化建设第二步：物资和财务的信息化建设第三步：医疗与护理的信息化建设第四步：管理信息化和办公自动化建设第五步：面向社会的信息化建设7.超声成像的工作原理是什么？探头向被检人体组织发射超声波，遇到不同的组织和器官时，会因其声阻抗不同（界面）而产生声强有差异的回波。

信息处理系统检测出回波中物理量的变化（幅度、频率等），再通过某种方式在显示器上显示8.超声探头的原理是什么？探头的制造原理来源于压电效应。

9.什么是正压电效应和逆压电效应？在晶体的一定方向上，加上机械力使其发生形变，晶体的两个受力面上，会产生符号相反的电荷；形变方向相反，电荷的极性随之变换，电荷密度同外施机械力成正比，这种因机械力作用而激起表面电荷的效应，称为正压电效应。

在晶体的表面沿着电场方向施加电压，在电场作用下引起晶体的几何形状发生改变；电压方向改变，应变方向亦随之改变，形变与电场电压成比例，这种因电场作用而诱发的形变效应，称为逆压电效应。

10.伽马相机的成像过程是什么？γ照相机的探测器(探头)固定不动，在整个视野上对体内发出的γ射线都是敏感的，所以是一次性成像。

检测器所得数据要输入计算机，γ照相可以对图像作后处理。

能把形态学和功能性信息显示结合起来。

11.PET的全称是什么，并叙述PET成像的物理机制。

正电子发射型计算机断层显像正电子放射性核素通常为富质子的核素，它们衰变时会发射正电子。

原子核中的质子释放正电子和中微子并衰变为中子：P →β＋ + n + ν其中 P为质子，n为中子，β＋为正电子，ν为中微子。

12.什么是湮灭反应？正电子发射体发射出的正电子（β＋）在极短的时间内与其临近的电子（β－）碰撞而发生湮灭辐射，即在两者湮灭的同时，产生两个方向相反的能量都为511KeV的γ光子，此即质量湮灭现象。

13.X线成像中产生X线的基本条件是什么，并对其进行阐述。

X射线是高速带电粒子在与物质相互作用中产生。

高速电子与内层电子发生作用，就会产生标识X射线14.CT的全称是什么，并简述CT的成像原理。

计算机体层摄影（CT）CT是以X线束对人体某部一定厚度的层面进行横断扫描；探测器接受该层面X线的衰减信号，经光电转换器转变为电信号，经模/数转换器，输入计算机进行处理。

经计算机重建程序，排列成矩阵，经数/模转换器，在显示器上重建出CT图像。

15.生物医学信号有哪些特点，并简单叙述。

1．信号弱，直接从人体中检测到的生理电信号其幅值一般比较小。

2．噪声强，噪声是指其它信号对所研究对象信号的干扰。

3．频率范围一般较低，经频谱分析可知，除声音信号（如心音）频谱成分较高外，其它电生理信号的频谱一般较低。

4．随机性强，生物医学信号是随机信号，一般不能用确定的数学函数来描述，它的规律主要从大量统计结果中呈现出来，必须借助统计处理技术来检测、辨识随机信号和估计它的特征。

而且它往往是非平稳的，即信号的统计特征（如均值、方差等）随时间的变化而改变。

16.生物医学信号检测的步骤是什么，并画出流程图。

生物医学信号通过电极拾取或通过传感器转换成电信号，经放大器及预处理器进行信号放大和预处理，然后经A/D转换器进行采样，将模拟信号转变为数字信号，输入计算机，然后通过各种数字信号处理算法进行信号分析处理，得到有意义的结果。

17.生物医学信号的分类有哪些？1）按信号取值的确定性与否，分为：确定性信号，随机信号2）按信号的时间取值特点，分为：连续时间信号离散时间信号18.什么叫心电图的导联系统？12导联分别指的是哪些导联？对测定ECG时电极位置和引线放大器连接方式的严格规定称为心电图的导联系统12导联包括双极导联I、II、III导联，加压单极肢体导联aVR、aVL、aVF以及胸导联V1、V2、V3、V4、V5.19.心电图中的P波、QRS波、T波分别代表什么生理过程？心电检测仪器的放大电路主要由哪几部分组成？P波：由心房的激动所产生。

前一半主要由右心房所产产生，后一半主要由左心房所产生。

正常P波的宽度不超过0.1s，最高幅度不超过0.25mV。

QRS波：反映左、右心室的电激动过程，QRS波群的宽度称为QRS时限，代表全部心室激动过程所需要的时间。

正常人最长不超过0.1s。

Q波大约0.1mV；R 波大约0.5~1.5mV；S波大约0.2mV。

T波：代表心室激动后复原时所产生的电位。

T波大约0.1~0.5mV，在R波为主的心电图上，T波不应低于R波的1/10.放大电路主要组成：前置放大，隔离电路，高通滤波，补偿放大，50Hz电波，低通滤波，后级放大20.人体基本脑电波有哪几类？简述脑电图的临床生理学意义。

α波，β波，θ波，δ波（1）可以确定诊断和分型癫痫，判断预后和分析疗效（2）对普通检查难以确定的轻微脑外伤，脑电图可以发现异常（3）对诊断肿瘤或损伤有一定帮助（4）判断脑部是否有器质性病变（5）用于生物反馈治疗（6）δ波与传递物质血清有关，θ波一般出现在小孩子和成人情绪紧张时，α波在人清醒和休息时可发现，β波在神经系统活动时出现21.生物电阻抗测量技术的定义和特点分别是什么？生物电阻抗测量（Electrical Bioimpedance Measurement），或简称阻抗技术，是一种利用生物组织与器官的电特性及其变化规律提取与人体生理、病理状况相关的生物医学信息的检测技术。

特点：无创、无害，廉价、操作简单和功能信息丰富等，医生和病人易于接受。

22.简述阻抗心动图的定义和测量原理。

是一种判断心脏功能，反映心脏血液动力学变化的无创性检查方法。

胸腔阻抗值的变化，主要是由平行于检测电流流动方向的胸腔大血管（主动脉和上、下腔静脉）中的血流所产生。

左心室开始收缩后，室内压急剧增加，主动脉瓣开放，左心室血液迅速流入主动脉，使主动脉中血液的流量和流速产生大的脉动变化。

由于血液是导体，当流量增加时，主动脉容积增大、阻抗减小。

主动脉中的血液脉动变化是胸腔阻抗变化的主要来源（98%）。

23.相比于心脑电图，心脑磁图这种磁测量技术具有哪些优缺点？1）磁信号比电信号更微弱，但是更加稳定，而且丝毫不受肺、胸壁、肋骨等介质的干扰，获取的信号可靠。

2）心、脑磁图是非接触式的记录法，且比心、脑电图具有更高的空间、时间分辨率。

3）心磁图与心电图相比，具有信号高度保真和对心肌局部电流变化高度敏感的优点。

4）SQUID磁强计装置体积大且价格昂贵。

24.简述柯氏音法血压测量原理。

当动脉不完全受阻时，血液喷射形成涡流或湍流，它使血管振动并传到体表即为柯氏音。

25.比较说明直接法和间接法这两种血压测量技术的优缺点。

直接法特点：测量值准确、定点明确，连续测量、有创测量，一般限于危重病人或开胸手术病人。

间接法特点：测量精度低、不能进行连续测量、不能用以测定心脏、静脉系统的压力、但简单易行、使用方便，无创测量。

26.脉冲多普勒血流计的原理和优点分别是什么？单一既发射又接收的换能器，它将多普勒系统与脉冲发射与回声接收分时工作系统相结合。

不仅能测得血流速度，同时也能测出血管大小和被测运动目标的位置和深度，通过控制采样门的时间距离达到深度选择的目的。

27.什么是心脏除颤器？分析说明起搏器和除颤器的相同和不同之处。

又称电复律机，是一种能将脉冲电流输入到心脏，以消除心脏颤动，使之恢复窦性心律的近代医疗电子仪器。

起搏器和除颤器都是利用外源性的电流来治疗心律失常的装置。

不同之处：除颤器用电击复律心脏整体功能，作用于心脏的是一次瞬时高能脉冲，持续4~10ms，电能为40~400J(W•s)。

其作用是用较强的脉冲电流通过心脏来消除心律失常，使之恢复窦性自主心律，尤其适合出现心室纤颤的患者。

28.临床中使用最广泛的心脏起搏器类型是什么（按起搏方式分）？描述其工作原理。

R波抑制型，避开了易激期，克服了固定式起搏器与心脏自搏发生竞争心率的缺点。

另外由于不发生无用的刺激，从心脏生理和电能消耗来看都比较合理。

29.举例说出四种医用金属材料的名称，以其中一种为例说明其主要特点。

不锈钢钴（Co）基合金钛（Ti）基合金形状记忆合金贵金属纯金属钽、铌和铬等30.什么是全人工心脏？可在临床中使用的全人工心脏有哪几种类型，它们的区别是什么？长期性利用机械的方法把血液输送到全身各器官以取代心脏的装置CardioWest全人工心脏和AbioCor全人工心脏两者的主要区别是CardioWest型连接的是一个外部电源而AbioCor型却并非如此31.人工肾由哪几部分组成？其核心部分是什么、实现什么功能？透析型人工肾由三部分组成：血液净化系统（透析器）、透析液供给系统和自动控制系统。

核心部分是一种用高分子材料（称为膜材料）制成的透析器。

这种膜材料具有半通透特性，可代替肾小球以实现其毛细血管壁的滤过功能，达到血液净化的目的。

32.什么叫监护仪？列举监护仪常用的5个监护模块。

测量患者生理及病理状态的生物信号，提取其特征，并及时转变成可视信息，对潜在的危及生命的事件自动报警。

a）数字显示b）屏幕显示c）用记录仪作永久的记录d）光报警和声报警e）中央监护系统网络通讯部分33.什么叫Holter心电图？该系统主要由哪几部分组成？简述其优缺点。

动态心电图(DCG)于1949年由美国Holter首创，故称Holter心电图，国外20世纪80年代已在临床广泛应用。

由随身携带的记录装置和设置在医院内的中心站组成优点：可长时间检测患者在日常工作、生活状态下心脏生理病变情况，尤其对各类偶发性、一过性和隐形心律失常，及无痛性心肌局部缺血的检测十分有效。