医学仪器原理和设计试题库.docx

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医学仪器原理和设计试题库

一、简答题

第一章

1、简述医疗器材的定义。

指那些独自或组合应用于人体的仪器、设施、用具、资料或其余物件，包含所需要的软件；

2、简述生物医学信号的基本特点。

不稳固性非线性概任性

3、简述医疗仪器的特别性。

噪声特征、个体差别与系统性、生理机能的自然性、接触界面的多样性

操作与安全性

4、画出医学电子仪器的结构框图，简述各构成部分的作用

（1）被丈量（被测对象）：

需要医学仪器丈量的人体的物理量、化学量、特征和状态等。

（2）传感器：

传感器是将一种能量变换成另一种能量的器件。

（3）生物信息的办理：

为了从检测到的信号中获取更多的实用信息，同时使信息的特点更明确、更

正确、更直观

（4）生物信息的记录与显示系统：

记录显示，供人可直接察看

5、简述医学仪器的主要技术指标。

正确度：

权衡仪器丈量系统偏差的一个尺度

精细度：

指仪器对丈量结果划分程度的一种胸怀

输入阻抗：

外加稳态作使劲输入变量X1（如电压、力、压强等）与相应稳态流速输入变量X2（如

电流、速度、流量等）之比为仪器的输入阻抗。

敏捷度：

指输出变化量与惹起它变化的输入变化量之比。

频次响应：

仪器保持线性输出时，同意其输入频次变化的范围，它是权衡系统增益随频次变化的一

个尺度

信噪比：

定义为信号功率PS与噪声功率PN之比

零点漂移：

仪器的输入量在恒定不变（或无输入信号）和恒定条件下，输出量偏离本来开端值而上、

下漂动、迟缓变化的现象

共摸克制比：

放大差模信号和克制共模信号的能力为共模克制比

6、简述医学仪器的设计步骤。

（1）成立生理模型

（2）系统设计（3）试验样机设计（4）动物实验研究

（5）临床试验（6）医疗仪器新产品的审批和注册

第二章

1、简述扰乱耦合的门路。

（1）传导耦合：

经导线流传将扰乱引入测试系统称为传导耦合

（2）经公共阻抗耦合：

在测试系统内部各单元电路之间、或许两种测试系统之间存在公共阻抗，由电

流流经公共阻抗形成压降造成扰乱

（3）电场和磁场耦合

（4）近场感觉耦合：

电容性耦合与电感性耦合

2、简述扰乱形成的三个条件。

扰乱源、耦合通道、敏感电路

3、简述电磁兼容性设计原则。

克制来自外面的扰乱和克制系统自己对外界其余设施的扰乱

4、生物电信号丈量系统对来自丈量系统以外的扰乱十分敏感，简述其原由。

5、简述减少电感性耦合的基本举措。

（1）远离扰乱源，削弱扰乱源的影响

（2）采纳绞合线的走线方式：

每个绞合结的细小面积所惹起的感觉电压大概相等，但因为相邻绞合结的

方向相反，使局部的感觉电压互相抵消

（3）尽量减小耦合通路，即减小面积A和值

6、简述减少电容性耦合的基本举措。

接地优秀的优良障蔽线

7、简述噪声的一般性质。

均方值表示噪声的强度，概率密度表示噪声在幅度域中的散布密度，功率谱密度表示在频域中的特征。

8、简述生物医学丈量系统中噪声的主要种类。

（1）1/f噪声（低频噪声）：

S（f）

K

f

（2）热噪声：

24

UkTRf

t

，S（f）4kTR

（3）散粒噪声：

22

IqIf

DC

9、带宽加倍，关于白噪声来说其噪声功率如何变化？

粉红色噪声又将如何？

10、噪声系数的定义，多级放大器的总噪声系数如何计算？

F

总的输出噪声功率

源电阻产生的输出噪声功率

总的等效输入噪声功率

源的热噪声功率

输入信噪比

S/N

ii

输出信噪比

S/N

oo

PF1F1F1

no234

FF

1

APAAAAAA

pnsp1p1p2p1p2p3

F

APP

S/NNP

pnsn

iion

1

S/NAPAPAP

oopnspnspns

F

1

1

P

n1

APPnsPnsAp1Ap2Pn1Ap2Pn2

p1ns

第三章

1、对生物电前置放大器的有哪些基本要求？

高输入阻抗；高共模克制比；低噪声、低漂移；设置保护电路

2、简述三运放差动放大器元器件选择的一般原则。

经过丈量，确立共模克制比严格对称的A1、A2（往常相差不该超出）和高共模克制比参数的A3

（往常大100dB）

3、简述采纳集成仪用运算放大器要考虑的主要技术参数？

输入阻抗、共模克制比、偏置电流、输入失调电压、输入噪声

4、简述浮地观点。

利用诸如电磁耦合或光电耦合等隔绝技术，信号从浮地部分传达到接地部分，两部分之间没有电路上

的直接联系

5、生物电丈量中采纳隔绝级设计的主要目的是什么？

实现电气隔绝一般有哪两种方法？

（1）目的：

保障从身安全，除去电源、地线扰乱。

（2）方法：

电磁耦合；光电耦合。

6、画出电磁耦合的原理框图，简述其工作原理。

Ui

放大调制解调放大

U

O

浮置电源

载波发生

直流电源

工作原理：

经过调制电路，把低频信号调制在高频载波上，经过变压器耦合，再解调，恢复生物信号。

主

要因为变压器不传达低频、直流信号。

7、障蔽驱动电路的主要作用是什么？

并剖析该电路是如何实现其功能的。

（1）作用是使引线障蔽层散布电容的两头电压保持相等

（2）

第四章

1、电极的主要功能是什么？

电极除了一定拥有传导电流的能力外，主要的功能是达成一个换能的作用，因为电流在体内是靠离子

传导的，而在电极和导线中则是靠电子传导的。

所以电极一定起换能器的作用，将离子电流变换成电子电

流。

2、画出电极/电解液界面等效电路，简述各元件的意义。

在电流密度很小时，电极与电解液界面可用如图的等效电路表示。

Ehc——半电池电位

Cd——代表电极与电解液界面双电层所表现的电容性

Rd——代表双电层的泄露电阻

Rs——表示电解液电阻

3、简述电极极化的观点，各列出一种极化电极和不极化电极。

在有电流经过电极/溶液界面时，电极电位便从均衡电极电位E（0）变成一个新的、与电流密度有关

的电极电位E（i），将电极在有电流经过时的电极电位与它没有电流经过时的均衡电极电位发生偏离的现

象称为极化现象。

极化电极：

惰性金属。

不极化电极：

银/氯化银（Ag/AgCl）电极、甘汞电极。

4、列出心电图的标准十二导联并说明它们分别是如何形成的。

5、威尔逊中心电端是如何形成的？

画出威尔逊网络（可不注明电阻值）。

将左上肢、右上肢和左下肢的三个电位各经过相等的电阻连结到一点，其电位一直稳固，靠近于零。

6、列出心电图机的主要性能指标。

输入阻抗，敏捷度，噪声，时间常数，线性偏差，共模克制比，阻尼，频次响应，走纸速度，

绝缘性。

7、画出一般心电图机的原理框图

8、简述心电图机前置级的保护举措。

9、什么是可喜悦细胞的静息电位和动作电位？

它们的形成机理。

单个可喜悦细胞的内在环境和四周环境之间保持着稳固的电位差，称为静息电位。

因为细胞内外离子浓度不一样，存在经过细胞膜的扩散梯度，在静息状态下，钾离子的通透性高，主要

是钾离子沿扩散梯度挪动，其方向是由细胞内移向细胞外。

由此形成膜电位差。

当可喜悦细胞的膜上某点受适量刺激时，由激动所产生的跨膜电位，称为跨膜动作电位，简称动作电

位。

当可喜悦细胞的膜上某点受适量刺激时，受刺激处的细胞膜对Na+的通透性忽然高升，所以细胞外

液中的大批Na+渗透到细胞内，使细胞内Na+大批增添，细胞内电位由-90毫伏忽然高升到+20～+30

毫伏（跨膜电位逆转）。

10、体表电极运动伪差产生的原由和减少运动伪差的方法。

当一个可极化电极与电解质溶液接触时，在界面上便形成双电层，假如电极有关于电解液运动，则会

搅乱界面处的电荷散布，使半电池电位产生瞬时变化。

一是尽量保持搁置电极的局部皮肤不变形，使电极/导电膏/皮肤接界稳固；二是对皮肤进行充足打磨，

以减少皮肤阻抗中的表皮阻抗部分。

11、正常心电波一般包含哪几个波形？

各波形的意义？

P波:

由心房的激动所产生，前一半主要由右心房所产生，后一半主要由左心房所产生。

正常P波的宽

度不超出，最高幅度不超出。

QRS波群:

反应左、右心室的电激动过程，称QRS波群的宽度为QRS时限，代表所有心室肌激动过

程所需要的时间，正常人最高不超出。

T波:

代表心室激动后还原时所产生的电位影响。

在R波为主的心电图上，T波不该低于R波的1/10。

U波:

位于T波以后，可能是反应心肌激动后电位与时间的变化，人们对它的认识仍在商讨之中。

12、心电图机的输入部分一般包含哪些零件和电路？

电极，滤波保护电路，导联选择器。

13、心电图机的放大多半一般包含哪些电路？

前置放大器，隔绝电路，驱动放大器（1mv定标）

14、依据频次和振幅的不一样一般将脑电波分为哪四种波？

依据频次与振幅的不一样将脑电信号分为α波、β波、θ波和δ波。

15、什么是引发电位？

其基本特点是什么？

引发电位（evokedpotential，EP）是指对感觉器官施加适合刺激，在中枢神经系统（包含部分四周神

经结构）相应部位（头皮或身体其余部位）安置检测电极检测出的该刺激所激发的电活动。

基本特点是与刺激

存在显然的锁时关系，重复刺激时波形及幅度基真同样，而自觉脑电却无极性亦不规律，体现凌乱的电位

变化。

16、按刺激种类的不一样，当前引发电位分为哪三种？

①躯体感觉引发电位（SSEP）:

以轻微电流刺激被试者肢体或指（趾）端所惹起的引发电位。

②听觉引发电位（AEP）:

以各样音响刺激、多为短声刺激所惹起的引发电位。

③视觉引发电位（VEP）:

以闪光、各样图像和文字，甚至人物面部表情等视觉刺激所惹起的引发电位。

17、当前，脑电电极搁置地点一般采纳哪一种标准？

按电极的功能将脑电电极分为哪两种？

固然脑电图导联还没有一致的标准，可是脑电电极的搁置却有比较一致的方案，这就是10-20系统电

极法。

脑电图的电极分为作用电极和参照电极。

18、脑电图的导联分为哪两类？

单极导联和双极导联。

19、脑电图机的放大电路与心电图机有和异同？

说明造成这些差别的原由。

脑电图机和心电图机都属于人体生物电信号检测和记录仪器，二者的工作原理基真同样，但因为脑电

信号与心电信号在幅度和频次上的差别以及丈量部位的不一样，使得二者在细节上仍是有很大的不一样。

第五章

1、什么是缩短压、舒张压、均匀压和脉压差？

缩短压：

心脏缩短时所达到的最高压力称为缩短压。

它把血液推动到主动脉，并保持浑身循环。

舒张压：

心脏扩充时所达到的最低压力称为舒张压，它使血液能回流到右心房。

均匀压：

是在整个心动周期动脉压的均匀值。

脉压差：

缩短压和舒张压的差称为脉压差，它表示血压脉动量，必定程度上反应心脏的缩短能力，是

反应动脉系统特征的重要指标。

2、简述血压丈量技术的分类？

血压丈量技术可分为直接法和间接法两种

3、简述动能和势能对血压丈量的影响？

势能的影响：

传感器的压力膜片应和测压点处于同一水平，如不可以做到，应进行修正，。

动能的影响：

当流速高时，动能的影响变得严重。

4、简述血压直接丈量的基来源理，比较血压直接丈量方法中传感器置于体内和置于体外的优弊端？

由偏置电源电路（A1、A2）、前置办理电路（A3～A6）、显示电路（A7）和压力传感器构成。

5、在血压直接丈量中，导管送到血管中或心腔内时，其测压端口方向不一样，“动压”会致使测压偏差。

试

剖析测压端口与血流方向相对、同样和垂直三种状况下，动压对丈量偏差的影响。

6、当前，比较常用的间接血压丈量方法是哪三种？

柯氏音法，超声发，测振法

7、简述柯氏音法无创血压丈量的原理。

它由血压计、袖带和听诊器构成，袖带内部由无弹性纤维覆盖的橡皮囊构成。

把它绕在上臂的臂动脉

或腿部的大腿动脉上一周，袖带与压力计及充气球相连。

8、简述超声法无创血压丈量的原理。

超声法的原理是利用超声波对血流和血管壁运动的多普勒效应来检测缩短压和舒张压。

9、简述示波法（测振法）无创血压丈量的原理，从脉搏波构成的钟形包络中辨别特点点获取血压值的方法

有哪两种？

测振法经过压力脉搏波与袖带压力同时记录来丈量血压。

方法一：

固定比率计算法，方法二：

微分法

第六章

1、简述医用监护仪的基本功能？

能够对人体的生理参数进行长时间连续监测，而且能够对检测结果进行储存、显示、剖析和控制，出

现异样状况时能够发出警报提示医护人员实时进行办理.

2、医用监护仪的分类？

按检测参数分类：

⑴单参数监护仪；⑵多参数监护仪。

按使用范围分类：

⑴床边监护仪；⑵中央监护仪；⑶离院监护仪。

按功能分类：

⑴通用监护仪；⑵专用监护仪。

按仪器接收方式分类：

⑴有线监护仪；⑵无线遥测监护仪。

按监护仪作用分类：

纯监护仪和急救、治疗用监护仪。

按仪器结构功能分类：

一体式监护仪；插件式监护仪。

3、画出医用监护仪的结构框图，简述各构成部分的作用。

现代医用监护仪器主要由五个部分构成：

传感器与电极、多路模拟办理系统、计算机系统、信号

的记录、报警和显示部分以及治疗部分，有的监护仪还有遥测部分及摄像机。

各部分的功能简要描绘以下：

1.传感器与电极：

各样传感器和电极用以获取各样生理参数。

监护系统中的传感器要求能长久稳固

地检出被测参数，且不可以给病人带来难过和不适等。

2.多路模拟办理系统：

它主假如将传感器获取的信号加以放大，同时减少噪声和扰乱提升信噪比，

实现采样、调制、解调、阻抗般配等。

3.计算机系统：

计算机系统是医用监护仪器的控制核心，主要负责信号的储存、运算、剖析及诊疗。

监护仪具备的功能主要由计算机系统实现，详细包含：

⑴阈值比较；⑵计算；⑶剖析；⑷建

模

4.信号的显示、记录和报警

5.治疗部分

4、医用监护仪的常有监护参数。

心率和节律

有创血压、无创血压、中心静脉压、动脉压

心输出量

体温

呼吸

血气

5、血氧饱和度的定义。

简述脉搏血氧仪丈量血氧饱和度的原理。

血液中的有效氧分子,经过与血红蛋白（Hb）联合后形成氧合血红蛋白（HbO2），氧合血红蛋白占

功能性血红蛋白的百分比称为血氧饱和度。

血氧饱和度是权衡人体血液携带氧的能力的重要参数。

脉搏血氧测定法是一种光学丈量方法。

6、画出模块化多参数监护仪的原理框图。

7、中央监护系统由哪几部分构成？

画出中央监护系统的基本构成框图。

中央监护仪系统由一台中央工作站和若干台床边监护仪构成

8、什么叫动向心电图？

动向心电图机由哪两个主要部分构成？

动向心电图（DCG）指的是先用磁带或固态式记录器24小时连续不停地记录病人在平时活动状态下

的心电信息，而后经过计算机回放，剖析和编写打印，这类在临床上可实现“长时间”、“动向”

记录的心电图，就称为动向心电图（DCG）。

动向心电图机（Holter）由心电数据记录器和心电数据回放系统构成。

第七章

1、电刺激系一致般由哪三部分构成？

电刺激系统往常由三部分构成：

①脉冲发生器，产生使神经去极化的脉冲序列；②导联线，切脉

冲传输到刺激地点；③电极，把刺激脉冲安全、有效地传输到可喜悦组织。

2、简述植入式电刺激器的基本要求。

㈠植入式电子仪器的封装

电子电路一定在人体的环境下遇到保护。

植入电路的封装使用不一样的资料，包含聚合物、金属、

陶瓷和玻璃。

㈡导联和电极设计

导联线连结脉冲发生器和电极，要穿过连结处，一定足够牢固。

导联一定可伸展，以同意与身体

运动有关的脉冲发生器和电极之间的距离变化。

-

㈢植入式刺激器的安全设计

神经肌肉植入刺激器设计的目标寿命是使用者的寿命，起码以10年计。

一定选择能知足工作环境

的适合资料；对装置寿命期内可能碰到的机械和电子伤害的防备一定包含在设计中，同时还一定

经过生产过程和检测程序来防止其出现不可熟的故障。

㈣植入式刺激器的电源设计

一般，植入式电池要工作5~10年。

在此时期，植入式电池要拥有极小的输出电压降，无任何不良

副作用。

3、什么叫人工心脏起搏？

用必定形式的脉冲电流刺激心脏，使有起搏功能阻碍或房室传导功能阻碍等疾病的心脏按必定频

率应激缩短，这类方法称为人工心脏起搏。

4、人工心脏起搏器由哪几部分构成？

心脏起搏系统的基本结构由心脏起搏器（低频脉冲发生器及其控制电路）、导线、刺激电极、电源等构成。

5、人工心脏起搏器有哪几种分类方法？

如何分类的？

依据起搏器与病员的关系分类

①感觉式。

②经皮式（体外携带式）。

③植入式心脏起搏器

依据起搏器与患者心脏活动发出的P波与R波的关系分类

①非同步型（固定型）：

起搏器发出的起搏脉冲与患者的P波或R波没关。

②同步型起搏器：

分为P波同步起搏器和R波同步起搏器。

按起搏电极分类

①单极型。

②双极型。

6、画出非同步心脏起搏器的原理框图。

7、画出按需式心脏起搏器的原理框图。

8、画出心房同步心脏起搏器的原理框图。

9、简述AAI、VVI和DDD型心脏起搏器中各字母的意思。

AAI:

A-心房（起搏的心脏地点），A-心房（感知的心脏地点），I-克制（反响模式）。

VVI:

V-心室（起搏的心脏地点），V-心室（感知的心脏地点），I-克制（反响模式）。

DDD:

D-双腔（起搏的心脏地点），D-双腔（感知的心脏地点），D-两重（反响模式）。

10、简述心脏起搏器的常用参数。

1.起搏频次

2.起搏脉冲幅度和宽度

3.感知敏捷度

4.反拗（ao）期

11、按电极搁置地点，心脏起搏器的电极分为哪三类？

1.心内膜电极2.心外膜电极3.心肌电极

12、简述心脏除颤器的作用。

用较强的脉冲电流经过心脏来除去心律失态、使之恢复窦性心律的方法，称为电击除颤或电复律术。

13、简述心脏起搏与心脏除颤复律的差别。

心脏起搏与心脏除颤复律的差别是：

电击复律时作用于心脏的是一次刹时高能脉冲，一般连续时间是

4～10ms，电能在40～400J（W·s）瓦·秒（焦耳）内。

14、简述心脏除颤器的基来源理。

一般心脏除颤器多半采纳RLC阻尼放电的方法，其充放电基来源理如图7-13所示。

除颤治疗时，控制高压继电器K动作，使充电器被切断，由储能电容C、电感L及人体（负荷）串连接通，

使之构成RLC（R为人体电阻、导线自己电阻、人体与电极的接触电阻三者之和）串连谐振衰减振荡电路，

即为阻尼振荡放电电路。

15、画出同步式心脏除颤器的原理框图。

16、画出自动心脏除颤器的原理框图。

17、心脏除颤器有哪几种分类方法？

如何分类的？

1.按能否与R波同步来分

⑴非同步型除颤器。

⑵同步型除颤器。

2.按电极板搁置的地点来分

（1）体内除颤器。

（2）体外除颤器。

18、简述心脏除颤器的主要性能指标。

⑴最大储能值。

⑵开释电能量。

⑶开释效率。

⑷最大储能时间。

⑸最大开释电压。

19、画出高频电刀的原理框图，并简述各部分功能。

高频电刀事实上是一个大功率的信号发生器，如图7-24所示。

信号的宏观（低频）形态由函数发

生器产生，经射频调制（200kHz～3MHz）后，再经功率放大器放大输出到电极（电刀）。

电极有双

极和单极之分。

双极电极一般用于局部电凝和功率较小的场合；而单极电极配以返回电极（又称

为分别电极）可供给手术切割所需要的高功率输出。

20、画出高频电刀输出的典型波形，简述各样波形的用途。

典型波形有三种，如图7-25所示，对应了电凝、电切和混淆三种不一样功能和应用。

第八章

1、当电流流过生理组织时，一般会产生三种效应，它们分别是？

当电流流过生理组织时，一般会产生三种效应：

（1）组织的热效应；

（2）易喜悦组织（神经和肌肉）的电刺激效应；

（3）电化学效应。

2、什么是宏电击？

什么是微电击？

宏电击：

当电流加在体表上的两个点时，总电流中只有很小一部分流过心脏，这些加在体表上的弘大

电流惹起电击称为宏电击。

微电击：

进入体内在心脏内部所加的电流所惹起的电击叫做微电击，微电击的安全极限一般是10uA。

3、简述B型设施、BF型设施和F型设施对电击防备程度及应用状况。

B型设施：

对电击有特定防备程度的设施，特别要注意同意漏电流，保护接地连结（如有）的可

靠性。

BF型设施：

有F型应用部分的B型设施。

在同意漏电流规定值方面增添了对应用部分加电压的电

流丈量。

CF型设施：

对电击的防备程度特别是在同意漏电流规定值的方面高于BF型设施，并拥有F型应

用部分的设施。

应用：

B型、BF型设施适合应用于患者体外或体内，不包含直接用于心脏。

B型设施能够是无应用部分的设施，也能够是有应用部分的设施，一般该应用部分与患者无导电

连结。

B型设施不可以直接用于心脏。

BF型设施上有应用部分的设施，一般该应用部分与患者有导电连结。

BF型设施不可以直接用于心脏。

CF型设施主假如直接用于心脏。

比如，一般心电诊疗仪可定义为II类、BF型设施。