医工概论重点.doc

医工复习重点总结（05基础） 一、填空题： 1．医用传感器按工作原理分类，大致可分为生物电电极、物理传感器、化学传感器、生物传感器 2. 医学成像，按信号源（能量性质）分为X射线医学成像、超声医学成像、核医学成像（放射性核素医学成像）、核磁共振医学成像、红外线医学成像、微波医学成像等方法（前四个构成现代医学成像的四大支柱）。 3．生物医学工程的经典研究领域：生物力学、生物材料学、人工器官、生物系统建模与仿真、生物医学信号与传感器、生物医学信息处理、医学图像技术、物理因子在治疗中应用及生物学效应 4．生物医学材料按材料属性分为天然生物材料、合成高分子生物材料、医用金属材料、 无机生物医学材料、杂化生物材料、复合生物材料 二、名词解释： 1．生物相容性：是指生命体组织对非存活材料产生合乎要求的反应的一种性能。 2．人工器官：主要研究模拟人体器官的结构和功能，用人工材料和电子技术制成部分或全部替代人体自然器官功能的机械装置和电子装置。 3.窗口技术：是CT检查中用以观察不同密度组织的一种显示技术，包括窗宽（window width）和窗位（window level）。 （1）窗宽表示所显示CT值的范围。窗宽越大，对比度越小；窗宽越小，对比度越大。 （2）窗位是指对应于灰度级中心的位置的某一CT值（将某一CT值对应于灰度级中心的位置，这个CT值表示窗位）。窗位的高低影响图像的亮度：窗位低图像亮度高呈白色；窗位高图像亮度低呈黑色。 4．传感器：是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，它通常由敏感元件和转换元件组成。 医用传感器，顾名思义，它是应用于生物医学领域的那一部分传感器，它所拾取的信息是人体的生理信息，而它的输出常以电信号来表现，因此，医用传感器可以定义为：把人体的生理信息转换成为与之有确定函数关系的电信息的变换装置。 5．生物信号及特点： 生物医学信号包括生物体各层次的生理和生物化学信号，如心电、脑电、肌电、眼电等生物电信号，心磁、脑磁、眼磁等生物磁信号，血压、体温、呼吸、血流、脉搏等非电磁生理信号，血液、尿液、血气中的各种化学量信号，酶、抗体、抗原、受体、激素、神经质等生物化学量信号。 主要特点：（1）信号弱 （2）噪声强（3）频率范围一般较低（4）随机性强 或：生物医学信号包括主动的、被动的、电的和非电的人体物理信息。（生命信号与生物医学信号不同，生命信号包括物理信息和化学信息） 6．MRI: Magnetic Resonance Imaging磁共振成像（又称核磁共振成像），将人体置于磁场中，施加射频脉冲，使人体氢质子产生MRI信号，将这些信号收集经计算机转成图像。（影像课本） 或：通过对人体施加强磁场及射频照射，并在梯度场作用下，扫描获取人体内部信息，由计算机合成断层影像（医工课件） 或：（1）将人体置于强磁场中，磁矩按磁力线方向排列： 当原子核系置于静磁场中时，各个核磁矩将绕H0方向作进动，原子核系被静磁场H0磁化产生磁化强度M0。在静磁场中，原子核系达到热平衡状态时，磁化强度与静磁场平行。 （2）施加射频脉冲，原子核获得能量 施加射频脉冲，M0发生偏转。 （3）射频脉冲停止后，产生MRI信号 当射频脉冲停止作用后，磁化强度M0会从偏离热平衡状态的方向逐渐恢复到平衡状态的方向，这个过程称为磁化强度的弛豫过程，所用的时间称为弛豫时间。这是一个释放能量的过程，也是产生MRI信号的过程。 采集这些信号后，经过计算机的处理，组成MRI图像。 CT: Computed Tomography计算机断层成像，用X线束对人体层面进行扫描，X线射入体，被人体吸收而衰减。通过探测器采集衰减后的X线信号，经模/数转换器转变为数字信号，送入计算机，经计算机处理将原始数据转为显示数据，用不同等级灰度的像素构建CT图像。 三、简答题： 1．医用传感器按工作原理分类 电学量参数 （1）生物电电极：机体的各种生物电（心电、脑电、肌电、神经元放电等） 非电学量参数 （2）物理传感器：利用材料的物理变化 （3）化学传感器：利用化学反应原理，把化学成分、浓度转换成电信号 （4）生物传感器：利用生物活性物质选择性识别来测定生化物质 2．生物医学工程的经典研究领域 （1）生物力学（2）生物材料学（3）人工器官（4）生物系统建模与仿真（5）生物医学信号与传感器（6）生物医学信息处理（7）医学图像技术（8）物理因子在治疗中应用及生物学效应 3.X线成像基本原理 X线穿过人体时，由于人体组织密度和厚度的差别，对X线吸收量变不同，到达荧光屏或X线片上的X线量亦出现差异，从而形成黑白对比度不同的影像。根据人体组织结构对X线吸收量的差异，可将影像分为三大类：（1）高密度影像，如骨骼密度大，吸收X线量多，X线片呈白色；（2）等密度影像，如