醫(yī)學(xué)儀器原理及設(shè)計(jì)試題庫

一、簡答題第一章1、簡述醫(yī)療器械的定義。指那些單獨(dú)或組合應(yīng)用于人體的儀器、設(shè)備、器具、材料或其它物品，包括所需要的軟件；2、簡述生物醫(yī)學(xué)信號的基本特征。不穩(wěn)定性非線性概率性3、簡述醫(yī)療儀器的特殊性。噪聲特性、個體差異與系統(tǒng)性、生理機(jī)能的自然性、接觸界面的多樣性操作與安全性4、畫出醫(yī)學(xué)電子儀器的結(jié)構(gòu)框圖，簡述各組成部分的作用（1）被測量（被測對象）：需要醫(yī)學(xué)儀器測量的人體的物理量、化學(xué)量、特性和狀態(tài)等。（2）傳感器：傳感器是將一種能量轉(zhuǎn)換成另一種能量的器件。（3）生物信息的處理：為了從檢測到的信號中獲得更多的有用信息，同時使信息的特征更明確、更準(zhǔn)確、更直觀（4）生物信息的記錄與顯示系統(tǒng)：記錄顯示，供人可直接觀察5、簡述醫(yī)學(xué)儀器的主要技術(shù)指標(biāo)。準(zhǔn)確度：衡量儀器測量系統(tǒng)誤差的一個尺度精密度：指儀器對測量結(jié)果區(qū)分程度的一種度量輸入阻抗：外加穩(wěn)態(tài)作用力輸入變量X1（如電壓、力、壓強(qiáng)等）與相應(yīng)穩(wěn)態(tài)流速輸入變量X2（如電流、速度、流量等）之比為儀器的輸入阻抗。靈敏度：指輸出變化量與引起它變化的輸入變化量之比。頻率響應(yīng)：儀器保持線性輸出時，允許其輸入頻率變化的范圍，它是衡量系統(tǒng)增益隨頻率變化的一個尺度信噪比：定義為信號功率PS與噪聲功率PN之比零點(diǎn)漂移：儀器的輸入量在恒定不變（或無輸入信號）和恒定條件下，輸出量偏離原來起始值而上、下漂動、緩慢變化的現(xiàn)象共摸抑制比：放大差模信號和抑制共模信號的能力為共模抑制比6、簡述醫(yī)學(xué)儀器的設(shè)計(jì)步驟。（1）建立生理模型（2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)（3）試驗(yàn)樣機(jī)設(shè)計(jì)（4）動物實(shí)驗(yàn)研究（5）臨床試驗(yàn)（6）醫(yī)療儀器新產(chǎn)品的審批和注冊第二章1、簡述干擾耦合的途徑。（1）傳導(dǎo)耦合：經(jīng)導(dǎo)線傳播將干擾引入測試系統(tǒng)稱為傳導(dǎo)耦合（2）經(jīng)公共阻抗耦合：在測試系統(tǒng)內(nèi)部各單元電路之間、或者兩種測試系統(tǒng)之間存在公共阻抗，由電流流經(jīng)公共阻抗形成壓降造成干擾（3）電場和磁場耦合（4）近場感應(yīng)耦合：電容性耦合與電感性耦合2、簡述干擾形成的三個條件。干擾源、耦合通道、敏感電路3、簡述電磁兼容性設(shè)計(jì)原則。抑制來自外部的干擾和抑制系統(tǒng)本身對外界其他設(shè)備的干擾4、生物電信號測量系統(tǒng)對來自測量系統(tǒng)之外的干擾十分敏感，簡述其原因。5、簡述減少電感性耦合的基本措施。（1）遠(yuǎn)離干擾源，削弱干擾源的影響（2）采用絞合線的走線方式：每個絞合結(jié)的微小面積所引起的感應(yīng)電壓大體相等，但由于相鄰絞合結(jié)的方向相反，使局部的感應(yīng)電壓相互抵消（3）盡量減小耦合通路，即減小面積A和cos值6、簡述減少電容性耦合的基本措施。接地良好的優(yōu)質(zhì)屏蔽線7、簡述噪聲的一般性質(zhì)。均方值表示噪聲的強(qiáng)度，概率密度表示噪聲在幅度域中的分布密度，功率譜密度表示在頻域中的特性。簡述心電圖機(jī)前置級的保護(hù)措施。9、什么是可興奮細(xì)胞的靜息電位和動作電位？它們的形成機(jī)理。單個可興奮細(xì)胞的內(nèi)在環(huán)境和周圍環(huán)境之間保持著穩(wěn)定的電位差，稱為靜息電位。由于細(xì)胞內(nèi)外離子濃度不同，存在通過細(xì)胞膜的擴(kuò)散梯度，在靜息狀態(tài)下，鉀離子的通透性高，主要是鉀離子沿?cái)U(kuò)散梯度移動，其方向是由細(xì)胞內(nèi)移向細(xì)胞外。由此形成膜電位差。當(dāng)可興奮細(xì)胞的膜上某點(diǎn)受適度刺激時，由激動所產(chǎn)生的跨膜電位，稱為跨膜動作電位，簡稱動作電位。當(dāng)可興奮細(xì)胞的膜上某點(diǎn)受適度刺激時，受刺激處的細(xì)胞膜對Na+的通透性突然升高，因此細(xì)胞外液中的大量Na+滲入到細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞內(nèi)Na+大量增加，細(xì)胞內(nèi)電位由-90毫伏突然升高到+20～+30毫伏（跨膜電位逆轉(zhuǎn)）。體表電極運(yùn)動偽差產(chǎn)生的原因和減少運(yùn)動偽差的方法。當(dāng)一個可極化電極與電解質(zhì)溶液接觸時，在界面上便形成雙電層，如果電極相對于電解液運(yùn)動，則會攪亂界面處的電荷分布，使半電池電位產(chǎn)生瞬間變化。一是盡量保持放置電極的局部皮膚不變形，使電極/導(dǎo)電膏/皮膚接界穩(wěn)定；二是對皮膚進(jìn)行充分打磨，以減少皮膚阻抗中的表皮阻抗部分。正常心電波一般包含哪幾個波形？各波形的意義？P波:由心房的激動所產(chǎn)生，前一半主要由右心房所產(chǎn)生，后一半主要由左心房所產(chǎn)生。正常P波的寬度不超過0.11s，最高幅度不超過2.5mm。QRS波群:反映左、右心室的電激動過程，稱QRS波群的寬度為QRS時限，代表全部心室肌激動過程所需要的時間，正常人最高不超過0.10s。T波:代表心室激動后復(fù)原時所產(chǎn)生的電位影響。在R波為主的心電圖上，T波不應(yīng)低于R波的1/10。U波:位于T波之后，可能是反映心肌激動后電位與時間的變化，人們對它的認(rèn)識仍在探討之中。心電圖機(jī)的輸入部分一般包括哪些部件和電路？電極，濾波保護(hù)電路，導(dǎo)聯(lián)選擇器。心電圖機(jī)的放大部分一般包括哪些電路？前置放大器，隔離電路，驅(qū)動放大器（1mv定標(biāo)）根據(jù)頻率和振幅的不同一般將腦電波分為哪四種波？根據(jù)頻率與振幅的不同將腦電信號分為α波、β波、θ波和δ波。什么是誘發(fā)電位？其基本特征是什么？誘發(fā)電位(evokedpotential，EP)是指對感覺器官施加適宜刺激，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)(包括部分周圍神經(jīng)結(jié)構(gòu))相應(yīng)部位(頭皮或身體其他部位)安放檢測電極檢測出的該刺激所激發(fā)的電活動?；咎卣魇桥c刺激存在明顯的鎖時關(guān)系，重復(fù)刺激時波形及幅度基本相同，而自發(fā)腦電卻無極性亦不規(guī)律，呈現(xiàn)雜亂的電位變化。按刺激類型的不同，目前誘發(fā)電位分為哪三種？①軀體感覺誘發(fā)電位(SSEP):以微弱電流刺激被試者肢體或指(趾)端所引起的誘發(fā)電位。②聽覺誘發(fā)電位(AEP):以各種音響刺激、多為短聲刺激所引起的誘發(fā)電位。③視覺誘發(fā)電位(VEP):以閃光、各種圖像和文字，甚至人物面部表情等視覺刺激所引起的誘發(fā)電位。目前，腦電電極放置位置一般采用哪種標(biāo)準(zhǔn)？按電極的功能將腦電電極分為哪兩種？雖然腦電圖導(dǎo)聯(lián)還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但是腦電電極的放置卻有比較統(tǒng)一的方案，這就是10-20系統(tǒng)電極法。腦電圖的電極分為作用電極和參考電極。18、腦電圖的導(dǎo)聯(lián)分為哪兩類？單極導(dǎo)聯(lián)和雙極導(dǎo)聯(lián)。19、腦電圖機(jī)的放大電路與心電圖機(jī)有和異同？說明造成這些差異的原因。腦電圖機(jī)和心電圖機(jī)都屬于人體生物電信號檢測和記錄儀器，兩者的工作原理基本相同，但由于腦電信號與心電信號在幅度和頻率上的差異以及測量部位的不同，使得兩者在細(xì)節(jié)上還是有很大的不同。第五章什么是收縮壓、舒張壓、平均壓和脈壓差？收縮壓：心臟收縮時所達(dá)到的最高壓力稱為收縮壓。它把血液推進(jìn)到主動脈，并維持全身循環(huán)。舒張壓：心臟擴(kuò)張時所達(dá)到的最低壓力稱為舒張壓，它使血液能回流到右心房。平均壓：是在整個心動周期動脈壓的平均值。脈壓差：收縮壓和舒張壓的差稱為脈壓差，它表示血壓脈動量，一定程度上反映心臟的收縮能力，是反映動脈系統(tǒng)特性的重要指標(biāo)。簡述血壓測量技術(shù)的分類？血壓測量技術(shù)可分為直接法和間接法兩種簡述動能和勢能對血壓測量的影響？勢能的影響：傳感器的壓力膜片應(yīng)和測壓點(diǎn)處于同一水平，如不能做到，應(yīng)進(jìn)行修正，1mmHg/1.3cm。動能的影響：當(dāng)流速高時，動能的影響變得嚴(yán)重。簡述血壓直接測量的基本原理，比較血壓直接測量方法中傳感器置于體內(nèi)和置于體外的優(yōu)缺點(diǎn)？由偏置電源電路（A1、A2）、前置處理電路（A3～A6）、顯示電路（A7）和壓力傳感器組成。5、在血壓直接測量中，導(dǎo)管送到血管中或心腔內(nèi)時，其測壓端口方向不同，“動壓”會導(dǎo)致測壓誤差。試分析測壓端口與血流方向相對、相同和垂直三種情況下，動壓對測量誤差的影響。6、目前，比較常用的間接血壓測量方法是哪三種？柯氏音法，超聲發(fā)，測振法簡述柯氏音法無創(chuàng)血壓測量的原理。它由血壓計(jì)、袖帶和聽診器組成，袖帶內(nèi)部由無彈性纖維覆蓋的橡皮囊構(gòu)成。把它繞在上臂的臂動脈或腿部的大腿動脈上一周，袖帶與壓力計(jì)及充氣球相連。簡述超聲法無創(chuàng)血壓測量的原理。超聲法的原理是利用超聲波對血流和血管壁運(yùn)動的多普勒效應(yīng)來檢測收縮壓和舒張壓。簡述示波法（測振法）無創(chuàng)血壓測量的原理，從脈搏波構(gòu)成的鐘形包絡(luò)中識別特征點(diǎn)獲取血壓值的方法有哪兩種？測振法通過壓力脈搏波與袖帶壓力同時記錄來測量血壓。方法一：固定比率計(jì)算法，方法二：微分法第六章1、簡述醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀的基本功能？能夠?qū)θ梭w的生理參數(shù)進(jìn)行長時間連續(xù)監(jiān)測，并且能夠?qū)z測結(jié)果進(jìn)行存儲、顯示、分析和控制，出現(xiàn)異常情況時能夠發(fā)出警報提醒醫(yī)護(hù)人員及時進(jìn)行處理.2、醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀的分類？按檢測參數(shù)分類：⑴單參數(shù)監(jiān)護(hù)儀；⑵多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀。按使用范圍分類：⑴床邊監(jiān)護(hù)儀；⑵中央監(jiān)護(hù)儀；⑶離院監(jiān)護(hù)儀。按功能分類：⑴通用監(jiān)護(hù)儀；⑵專用監(jiān)護(hù)儀。按儀器接收方式分類：⑴有線監(jiān)護(hù)儀；⑵無線遙測監(jiān)護(hù)儀。按監(jiān)護(hù)儀作用分類：純監(jiān)護(hù)儀和搶救、治療用監(jiān)護(hù)儀。按儀器構(gòu)造功能分類：一體式監(jiān)護(hù)儀；插件式監(jiān)護(hù)儀。3、畫出醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀的結(jié)構(gòu)框圖，簡述各組成部分的作用?，F(xiàn)代醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器主要由五個部分組成：傳感器與電極、多路模擬處理系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、信號的記錄、報警和顯示部分以及治療部分，有的監(jiān)護(hù)儀還有遙測部分及攝像機(jī)。各部分的功能簡要描述如下：傳感器與電極：各種傳感器和電極用以獲取各種生理參數(shù)。監(jiān)護(hù)系統(tǒng)中的傳感器要求能長期穩(wěn)定地檢出被測參數(shù)，且不能給病人帶來痛苦和不適等。多路模擬處理系統(tǒng)：它主要是將傳感器獲得的信號加以放大，同時減少噪聲和干擾提高信噪比，實(shí)現(xiàn)采樣、調(diào)制、解調(diào)、阻抗匹配等。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀器的控制核心，主要負(fù)責(zé)信號的存儲、運(yùn)算、分析及診斷。監(jiān)護(hù)儀具備的功能主要由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，具體包括：⑴閾值比較；⑵計(jì)算；⑶分析；⑷建模信號的顯示、記錄和報警治療部分4、醫(yī)用監(jiān)護(hù)儀的常見監(jiān)護(hù)參數(shù)。心率和節(jié)律有創(chuàng)血壓、無創(chuàng)血壓、中心靜脈壓、動脈壓心輸出量體溫呼吸血?dú)?、血氧飽和度的定義。簡述脈搏血氧儀測量血氧飽和度的原理。血液中的有效氧分子,通過與血紅蛋白（Hb)結(jié)合后形成氧合血紅蛋白（HbO2），氧合血紅蛋白占功能性血紅蛋白的百分比稱為血氧飽和度。血氧飽和度是衡量人體血液攜帶氧的能力的重要參數(shù)。脈搏血氧測定法是一種光學(xué)測量方法。6、畫出模塊化多參數(shù)監(jiān)護(hù)儀的原理框圖。7、中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)由哪幾部分組成？畫出中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的基本構(gòu)成框圖。中央監(jiān)護(hù)儀系統(tǒng)由一臺中央工作站和若干臺床邊監(jiān)護(hù)儀組成8、什么叫動態(tài)心電圖？動態(tài)心電圖機(jī)由哪兩個主要部分組成？動態(tài)心電圖(DCG)指的是先用磁帶或固態(tài)式記錄器24小時連續(xù)不斷地記錄病人在日?；顒訝顟B(tài)下的心電信息，然后通過計(jì)算機(jī)回放，分析和編輯打印，這種在臨床上可實(shí)現(xiàn)“長時間”、“動態(tài)”記錄的心電圖，就稱為動態(tài)心電圖(DCG)。動態(tài)心電圖機(jī)（Holter）由心電數(shù)據(jù)記錄器和心電數(shù)據(jù)回放系統(tǒng)組成。第七章1、電刺激系統(tǒng)一般由哪三部分組成？電刺激系統(tǒng)通常由三部分組成：①脈沖發(fā)生器，產(chǎn)生使神經(jīng)去極化的脈沖序列；②導(dǎo)聯(lián)線，把脈沖傳輸?shù)酱碳の恢?；③電極，把刺激脈沖安全、有效地傳輸?shù)娇膳d奮組織。2、簡述植入式電刺激器的基本要求。㈠植入式電子儀器的封裝電子電路必須在人體的環(huán)境下受到保護(hù)。植入電路的封裝使用不同的材料，包括聚合物、金屬、陶瓷和玻璃。㈡導(dǎo)聯(lián)和電極設(shè)計(jì)導(dǎo)聯(lián)線連接脈沖發(fā)生器和電極，要穿過連接處，必須足夠堅(jiān)固。導(dǎo)聯(lián)必須可伸展，以允許與身體運(yùn)動相關(guān)的脈沖發(fā)生器和電極之間的距離變化。-㈢植入式刺激器的安全設(shè)計(jì)神經(jīng)肌肉植入刺激器設(shè)計(jì)的目標(biāo)壽命是使用者的壽命，至少以10年計(jì)。必須選擇能滿足工作環(huán)境的合適材料；對裝置壽命期內(nèi)可能遇到的機(jī)械和電子損害的防護(hù)必須包含在設(shè)計(jì)中，同時還必須通過生產(chǎn)過程和檢測程序來避免其出現(xiàn)不成熟的故障。=4\*GB4㈣植入式刺激器的電源設(shè)計(jì)一般，植入式電池要工作5~10年。在此期間，植入式電池要具有極小的輸出電壓降，無任何不良副作用。3、什么叫人工心臟起搏？用一定形式的脈沖電流刺激心臟，使有起搏功能障礙或房室傳導(dǎo)功能障礙等疾病的心臟按一定頻率應(yīng)激收縮，這種方法稱為人工心臟起搏。4、人工心臟起搏器由哪幾部分組成？心臟起搏系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)由心臟起搏器(低頻脈沖發(fā)生器及其控制電路)、導(dǎo)線、刺激電極、電源等組成。5、人工心臟起搏器有哪幾種分類方法？怎樣分類的？按照起搏器與病員的關(guān)系分類感應(yīng)式。經(jīng)皮式(體外攜帶式)。植入式心臟起搏器按照起搏器與患者心臟活動發(fā)出的P波與R波的關(guān)系分類非同步型(固定型)：起搏器發(fā)出的起搏脈沖與患者的P波或R波無關(guān)。同步型起搏器：分為P波同步起搏器和R波同步起搏器。按起搏電極分類單極型。雙極型。6、畫出非同步心臟起搏器的原理框圖。7、畫出按需式心臟起搏器的原理框圖。8、畫出心房同步心臟起搏器的原理框圖。9、簡述AAI、VVI和DDD型心臟起搏器中各字母的意思。AAI:A-心房(起搏的心臟位置），A-心房(感知的心臟位置)，I-抑制(反應(yīng)模式)。VVI:V-心室(起搏的心臟位置），V-心室(感知的心臟位置)，I-抑制(反應(yīng)模式)。DDD:D-雙腔(起搏的心臟位置），D-雙腔(感知的心臟位置)，D-雙重(反應(yīng)模式)。10、簡述心臟起搏器的常用參數(shù)。起搏頻率起搏脈沖幅度和寬度感知靈敏度反拗（ao）期11、按電極放置位置，心臟起搏器的電極分為哪三類？1.心內(nèi)膜電極2.心外膜電極3.心肌電極12、簡述心臟除顫器的作用。用較強(qiáng)的脈沖電流通過心臟來消除心律失常、使之恢復(fù)竇性心律的方法，稱為電擊除顫或電復(fù)律術(shù)。13、簡述心臟起搏與心臟除顫復(fù)律的區(qū)別。心臟起搏與心臟除顫復(fù)律的區(qū)別是：電擊復(fù)律時作用于心臟的是一次瞬時高能脈沖，一般持續(xù)時間是4～10ms，電能在40～400J(W·s)瓦·秒(焦耳)內(nèi)。14、簡述心臟除顫器的基本原理。一般心臟除顫器多數(shù)采用RLC阻尼放電的方法，其充放電基本原理如圖7-13所示。除顫治療時，控制高壓繼電器K動作，使充電器被切斷，由儲能電容C、電感L及人體（負(fù)荷）串聯(lián)接通，使之構(gòu)成RLC（R為人體電阻、導(dǎo)線本身電阻、人體與電極的接觸電阻三者之和）串聯(lián)諧振衰減振蕩電路，即為阻尼振蕩放電電路。15、畫出同步式心臟除顫器的原理框圖。16、畫出自動心臟除顫器的原理框圖。17、心臟除顫器有哪幾種分類方法？怎樣分類的？按是否與R波同步來分⑴非同步型除顫器。⑵同步型除顫器。按電極板放置的位置來分（1）體內(nèi)除顫器。（2）體外除顫器。18、簡述心臟除顫器的主要性能指標(biāo)。⑴最大儲能值。⑵釋放電能量。⑶釋放效率。⑷最大儲能時間。⑸最大釋放電壓。19、畫出高頻電刀的原理框圖，并簡述各部分功能。高頻電刀事實(shí)上是一個大功率的信號發(fā)生器，如圖7-24所示。信號的宏觀（低頻）形態(tài)由函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生，經(jīng)射頻調(diào)制（200kHz～3MHz)后，再經(jīng)功率放大器放大輸出到電極（電刀）。電極有雙極和單極之分。雙極電極一般用于局部電凝和功率較小的場合；而單極電