生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)歷年真題及答案

生物醫(yī)學(xué)工程基礎(chǔ)1.簡(jiǎn)述生物力學(xué)的研究對(duì)象、容、基本方法和主要特點(diǎn)（20’）定義：生物力學(xué)是解釋生命及其活動(dòng)的力學(xué)，是力學(xué)與醫(yī)學(xué)，生物學(xué)等多種學(xué)科相互結(jié)合、相互滲透而形成的一門新興交叉學(xué)科。研究對(duì)象：力與生物體運(yùn)動(dòng)、生理、病理之間的關(guān)系。研究目的：通過生物力學(xué)的研究，用力學(xué)分析的手段了解、學(xué)習(xí)、利用、治療、保護(hù)并配合創(chuàng)造生物。另有仿生學(xué)、聽診器、血壓計(jì)等都利用了生物力學(xué)的原理。研究容：（1）生物運(yùn)動(dòng)學(xué)：任務(wù)是分析動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)。用一個(gè)有限的自由度系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)模擬動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)，在此基礎(chǔ)上研究動(dòng)物的能量，力與位移、速度與加速度之間的關(guān)系。（2）生物流體力學(xué)：研究血液、各種體液等流體的特性及生物體的流體情況，研究生物與空氣、水之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。（3）生物固體力學(xué)：研究生物體形狀穩(wěn)定部分的受力特性和變形性，以及一些醫(yī)療體育器械的強(qiáng)度和變形情況。（4）綜合問題：同時(shí)考慮多項(xiàng)介質(zhì)的相關(guān)影響。研究方法：用解析方法或數(shù)值方法求解數(shù)學(xué)模型。用試驗(yàn)方法測(cè)定物理模型或?qū)嵨镌嚰?。?duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行分析研究。特點(diǎn)：另外，生物力學(xué)在研究方法上有有別于其他各種物理問題或工程問題的研究方法：生物力學(xué)的試驗(yàn)有“在體”和“離體”之分。一部分生物材料（如肌肉）能產(chǎn)生主動(dòng)力，因此不能用常規(guī)的材料試驗(yàn)方法對(duì)他們進(jìn)行研究。在體實(shí)驗(yàn)分麻醉態(tài)和非麻醉態(tài)。2.簡(jiǎn)述細(xì)胞力學(xué)的研究容、實(shí)驗(yàn)手段及其應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)。（10’）研究容：實(shí)驗(yàn)手段：應(yīng)用：仿生學(xué)。在對(duì)生物了解的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)生物的優(yōu)點(diǎn)，進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造。體育競(jìng)技等。通過對(duì)生物所做的力學(xué)分析，可以更好地發(fā)揮生物的效能。對(duì)疾病的治療：聽診器、血壓計(jì)、人體器官（人工心臟、假肢）等基于生物力學(xué)。從力學(xué)的角度改造生物，可以指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練等。發(fā)展趨勢(shì)：主要集中在細(xì)胞-分子力學(xué)、骨力學(xué)、血液動(dòng)力學(xué)、組織工程方面。宏-微觀結(jié)合的趨勢(shì)明顯，如骨力學(xué)，生物流變學(xué)，組織工程等研究開始深入到細(xì)胞-分子水平。3.試述下肢假肢接受腔與殘端之間存在哪些生物力學(xué)問題。（10’）1’接受腔/殘肢界面應(yīng)力測(cè)試。2’接受腔CAD/CAM3’有限元分析4’假肢三維剛體動(dòng)力學(xué)的模型5’假肢步態(tài)分析、足底受力系統(tǒng)4．簡(jiǎn)述主要醫(yī)學(xué)成像（X-CT成像、超聲成像、磁共振成像、核素成像）方法中任意三種方法的基本原理和所得圖像的特點(diǎn)（圖像特征適用圍、不同于其他方法的特殊之處）。（18’）（1）X-CT：基本原理：X射線被準(zhǔn)直后成為一條很窄的射線束。當(dāng)X射線管沿一個(gè)方向平移時(shí)，與之相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)器也跟著作平移運(yùn)動(dòng)。這樣，射線束就對(duì)整個(gè)感興趣的平面進(jìn)行了一次掃描，檢測(cè)器接收到了與臟器衰減系數(shù)直接相關(guān)的投影數(shù)據(jù)。圖像的特點(diǎn)：與投影成像比較，X-CT具有以下優(yōu)越性：能鑒別處較小的衰減系數(shù)差，對(duì)軟組織的分辨能力高；可獲得任意部位的斷層圖象，并可重建三維圖象；可精確測(cè)定組織的衰減系數(shù)，有利于組織性質(zhì)判斷。與MRI等成像比較，X-CT的特點(diǎn)是：分辨率高；骨組織與軟組織的分辨能力較強(qiáng)；軟組織之間的分辨能力差；對(duì)人體有一定的輻射；只給出解剖結(jié)構(gòu)信息，幾乎無功能信息。（2）超聲成像基本原理：進(jìn)入人體的超聲波遇到密度變化的組織界面時(shí)，產(chǎn)生較強(qiáng)的回波信號(hào)。反射波的延遲確定界面的位置，根據(jù)接收到的回波成像，反映人體斷面結(jié)構(gòu)，對(duì)多普勒回波信號(hào)頻移的分析，可得血流運(yùn)動(dòng)方向和速度信息；圖像特點(diǎn)：無傷害性，可以動(dòng)態(tài)顯示體器官的運(yùn)動(dòng)情況；(3)MRI成像基本原理：將人體置入一個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng)中，對(duì)人體施加一個(gè)一點(diǎn)頻率的交變射頻場(chǎng)，使探測(cè)的質(zhì)子振動(dòng)向外輻射能量，人體接受線圈中就會(huì)有感應(yīng)電勢(shì)產(chǎn)生，收到電信號(hào)經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后，得到人體的斷層圖像，圖像灰度代表磁共振信號(hào)的強(qiáng)度，弛豫時(shí)間T1和T2，典型MRI對(duì)氫核和質(zhì)子成像。圖像特點(diǎn)：1、基于核磁共振，無高能輻射的危險(xiǎn)，對(duì)人體無創(chuàng)；2、可以對(duì)人體組織作出形態(tài)和功能的診斷，fMRI：磁共振功能成像；3、提供精確的解剖結(jié)構(gòu)信息，MRI分辨率高達(dá)0.5mm,獲取的三維圖像數(shù)據(jù)較容易；4、可以不注射造影劑就可對(duì)血管成像；5、直接產(chǎn)生二維數(shù)據(jù)，無需重建。（4）核素成像原理：把放射性同位素標(biāo)記在藥物上引入病人體，當(dāng)他被人體吸收后，人體成了放射源。放射性同位素在衰變的過程中，將向體外輻射r射線。用核素探測(cè)器體外定量的觀察這些同位素在體的分布情況，以此成像。目前是心臟功能評(píng)價(jià)和心臟疾病診斷的主要手段，但分辨率較低，圖像質(zhì)量差。4、試從空間分辨率、功能（圖像所提供的信息）方面對(duì)X射線斷層成像、磁共振成像、正電子發(fā)射斷層成像和超聲成像進(jìn)行比較分析：X線機(jī)透視拍片X-CT磁共振斷層結(jié)構(gòu)代功能PETUS功能特點(diǎn)斷層結(jié)構(gòu)代功能結(jié)構(gòu)形態(tài)血流測(cè)量組織定征無創(chuàng)、無電離輻射斷層成像實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)放射性藥物形態(tài)功能與定征設(shè)備價(jià)格便宜設(shè)備簡(jiǎn)單電離輻射影像重疊斷層攝影電離輻射非實(shí)時(shí)斷層攝影設(shè)備昂貴非實(shí)時(shí)斷層攝影分辨率低空間分辨率分辨率低，分辨率高，分辨率較X-分辨率低分辨力低，圖像質(zhì)能區(qū)分軟組骨組織、軟CT低，對(duì)軟量差織的細(xì)節(jié)組織分辨力組織的診斷強(qiáng)，軟組織能力強(qiáng)之間分辨力差主要應(yīng)用領(lǐng)域骨骼、血管腦、骨、鈣腦、神經(jīng)、人腦、心肝器外形及大小、血管、肌肉臟、全身其柔度或可動(dòng)度；病他器官及腫邊緣回聲；部結(jié)構(gòu)等化等軟組織瘤特征；同臨關(guān)系等，心臟功能評(píng)5、簡(jiǎn)述生物醫(yī)學(xué)測(cè)量的特點(diǎn)。簡(jiǎn)述生物測(cè)量系統(tǒng)組成及各部分的功能，并舉一具體儀器加以說明。特點(diǎn)：1、生物醫(yī)學(xué)測(cè)量基本屬于弱信號(hào)測(cè)量；2、生物體噪聲對(duì)測(cè)量有重要影響；3、信息測(cè)量中容易引入外界環(huán)境的干擾；4、生物醫(yī)學(xué)信息的多變性；5、生物醫(yī)學(xué)測(cè)量的安全要求：電安全性、機(jī)械安全性、化學(xué)安全性。生物醫(yī)學(xué)系統(tǒng)的組成：a、被測(cè)對(duì)象b、測(cè)量?jī)x器c、測(cè)量環(huán)境生物醫(yī)學(xué)測(cè)量?jī)x器的組成:信息獲取、信號(hào)加工、記錄與顯示三大部分。功能：1’感知被測(cè)信息并使之轉(zhuǎn)換成為易于測(cè)量和加工的電信號(hào)或其他性質(zhì)的信號(hào)；2’用以對(duì)電機(jī)或傳感器獲取的新信號(hào)做放大、存儲(chǔ)、信號(hào)處理等必要加工，以適于對(duì)測(cè)量結(jié)果的分析、識(shí)別和量化，并提供給記錄與顯示部分;3’將各種測(cè)量結(jié)果最終以一定形式顯示給需要者，并按其需要記錄下來供存儲(chǔ)分析。如X-CT醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)，由X射線源、檢測(cè)器、計(jì)算機(jī)和顯示器構(gòu)成。其中，X射線源和檢測(cè)器為信息獲取裝置，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為信息技工裝置，而顯示器為記錄與顯示裝置。6、任舉三例，說明醫(yī)學(xué)圖像處理與分析容和意義。（1）醫(yī)學(xué)圖像增強(qiáng)容：空域處理（點(diǎn)處理、鄰域處理），頻域處理意義：對(duì)比度調(diào)整；對(duì)圖像濾波，達(dá)到消除圖像中的噪聲或者增強(qiáng)邊緣等提高圖像質(zhì)量，有利于操作者的觀察；采用圖像處理往往能有效地改善圖像的觀察效果；抑制噪聲；突出邊緣。（2）醫(yī)學(xué)圖像變換容：傅里葉變換、離散余弦變換、正弦變換、沃-哈變換意義：把原先二維空間域中的數(shù)據(jù)變換到另外一個(gè)“變換域”，使一些在空間域不易實(shí)現(xiàn)的操作，在變換域中簡(jiǎn)單，方便的完成。（3）醫(yī)學(xué)圖像分割容：根據(jù)某種均勻性的原則，將圖像分成若干有意義的部分，使得每一部分都符合某種一致性的要求，而任意兩個(gè)相鄰部分合并都會(huì)破壞這種一致性。意義：對(duì)人體各種組織的正確分割和分類為臨床組織病變提供計(jì)算機(jī)輔助的依據(jù)，也是圖像三維重建，醫(yī)學(xué)圖像可視化的基礎(chǔ)。7、簡(jiǎn)述醫(yī)學(xué)材料的基本性能要求有哪些？生物醫(yī)學(xué)材料生物功能性涵式什么？生物醫(yī)學(xué)材料按照化學(xué)組成可劃分為哪些種類？雜化生物已足額材料的構(gòu)成特征是什么？基本性能要求：A、生物功能性B、生物相容性C、生物安全性生物功能性：指生物醫(yī)學(xué)材料在植入位置行使功能的能力，或?yàn)閳?zhí)行能力，其自身和植入位置應(yīng)當(dāng)滿足適當(dāng)?shù)奈锢砘瘜W(xué)要求；生物醫(yī)學(xué)材料能否有效的行使功能，除與其自身的物理化學(xué)性質(zhì)相關(guān)外，還和其所處的生物環(huán)境相關(guān)。生物功能性即指材料本身行使功能必須具有的物理化學(xué)性質(zhì)也包括材料對(duì)其植入位置的物理化學(xué)要求。按化學(xué)組成分類：1、無機(jī)生物醫(yī)學(xué)材料2、金屬及合金生物醫(yī)學(xué)材料3、高分子生物醫(yī)學(xué)材料4、復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料5、生物功能材料（雜化生物醫(yī)學(xué)材料）雜化生物醫(yī)學(xué)材料構(gòu)成特征：采用物理或化學(xué)的方法將生物活性分子加抗體、抗原等固定在人工材料表面或部，構(gòu)成具有生理功能的生醫(yī)材料，是活體材料與非活體材料雜化組成的新型復(fù)合生材。7’、列舉一種典型生物功能材料，說明其在材料體系構(gòu)成與修復(fù)功能上與其他復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料的異同，分析金屬生物醫(yī)學(xué)材料應(yīng)用過程中除了滿足基本性能要求外，還有哪些特殊要求？列舉：將酶固定高分子微膠囊，利用高分子半透膜，將酶與體蛋白分開，避免了免疫反應(yīng)，小分子物質(zhì)和酶反應(yīng)產(chǎn)物又可以自由通過高分子膜，達(dá)到治療目的。用類似方法，利用生物活性分子固定在材料上以制備各種雜化人工器官，代替和修復(fù)人體器官，可實(shí)現(xiàn)生物功能的目的。金屬材料特殊要求：1、腐蝕問題：金屬浸在體液中被腐蝕，降低或破壞金屬的機(jī)械性能，導(dǎo)致斷裂，產(chǎn)生腐蝕物對(duì)人體有刺激性和毒性。2、毒性問題：金屬的毒性主要作用于細(xì)胞，可抑制酶的活動(dòng)，阻止酶通過細(xì)胞膜擴(kuò)散和破壞溶酶體。某些金屬會(huì)引起過敏反應(yīng)。3、金屬材料的機(jī)械性能：健康骨骼具有自行調(diào)節(jié)能力，不易損壞或斷裂。植入材料不具有自行調(diào)節(jié)能力，需要比自然骨更高的強(qiáng)度和彈性模量，一般要求強(qiáng)度不低于450MPa。4、其它問題：冶煉工藝添加劑問題、消毒方法問題、抗凝血及溶血問題、松動(dòng)問題及多孔材料等。1、生物醫(yī)學(xué)材料的應(yīng)用特征是什么？什么是載藥生物醫(yī)學(xué)材料？答：生物醫(yī)學(xué)材料的應(yīng)用特征：生物醫(yī)學(xué)材料很少單獨(dú)使用，通常是結(jié)合在醫(yī)學(xué)裝置中替代發(fā)生病變或失去功能的生命體器官。載藥生物醫(yī)學(xué)材料：在材料中（最常見是修復(fù)材料）復(fù)合治療藥物植入人體后緩慢釋放，進(jìn)行輔助治療。金屬醫(yī)學(xué)材料在臨床上的應(yīng)用：（1）不銹鋼作為生物醫(yī)學(xué)材料，在臨床上已有多年實(shí)際應(yīng)用，一般作為人工骨、人工關(guān)節(jié)、接骨板、銷釘?shù)?；?）鈷基合金目前主要用作人工關(guān)節(jié)及關(guān)節(jié)修復(fù)體；（3）由于鈦合金抗剪切強(qiáng)度較低，一般不作為骨螺釘、骨片及類似應(yīng)用，鈦合金具有一定的形狀記憶效應(yīng)（材料變形后，通過加熱可恢復(fù)原狀），因此是矯形外科、管狀器官治療的理想材料。8、什么是天然生物材料？在天然生物材料的應(yīng)用中，對(duì)生物組織進(jìn)行處理的方法主要有哪兩種？接近惰性的生物瓷材料的行為特征是什么？有哪些主要性能要求？常用的接近惰性的生物瓷有哪些？有什么主要用途？（20’）天然生物材料：來自人體自身組織同體（如人尸體）或異體（如動(dòng)物）同類器官與組織的材料，是天然高分子材料。人類和動(dòng)物機(jī)體的皮膚，肌肉組織和器官，成機(jī)體的基本物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、多糖、核酸都是高分子化合物，他們?cè)跈C(jī)體行使各種生理功能。醫(yī)用：天然蛋白質(zhì)材料；天然多糖類材料；經(jīng)特殊處理的天然生物材料=>生物再生材料(生物衍生材料）。處理方法：1、維持組織原有構(gòu)型而進(jìn)行的固定、滅菌和消除抗原性和較輕微處理。2、拆散原有構(gòu)型，重建新的物理形態(tài)的強(qiáng)烈處理。接近惰性的生物瓷行為特征和主要性能要求：在宿主能維持其物理、化學(xué)和力學(xué)性能，并由此而長(zhǎng)期的維持其生物功能。應(yīng)該是無毒、非致癌、不過敏、不發(fā)生炎癥的。常用的惰性生物瓷主要有：氧化鋁瓷、氧化鋯瓷、單相鋁酸鈣瓷、碳素材料等。氧化鋁瓷——由于氧化鋁瓷具有優(yōu)良的抗腐蝕性能、良好的生物相容性、高的強(qiáng)度和耐磨損性能，常將其應(yīng)用于承重、承力的髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)置換體、牙科種植體等。氧化鋯瓷——基于氧化鋯瓷優(yōu)良的生物相容性、良好的斷裂韌性、高斷裂強(qiáng)度和低彈性模量，適合制作需承受高剪切應(yīng)力的人工關(guān)節(jié)。碳素材料——制作人工心臟瓣膜等。生物碳素材料具有良好的生物相容性和血液相容性，廣泛用于心血管材料；與人骨彈性模量相近，可作為牙科種植體構(gòu)成材料。什么是生物活性材料？生物活性材料的組成特征？生物活性材料是一類能在材料界面上誘發(fā)出特殊生物反應(yīng)的材料，這種反應(yīng)導(dǎo)致組織與材料之間形成鍵合。特征：可降解，可誘導(dǎo)成骨，組織與材料之間形成鍵合。生物活性瓷的組成中含有能夠通過人體正常新代途徑進(jìn)行置換的鈣、磷等元素，或含有能與人體組織發(fā)生鍵合的羥基(OH-)等基團(tuán)9、什么是人工器官？它的主要作用是什么？試比較天然器官移植與人工器官的優(yōu)缺點(diǎn)。（13’）人工器官：廣義：不論體或體外、短期或長(zhǎng)期、局部或全部的補(bǔ)償、替代或修復(fù)人體天然器官或其功能的人造裝置，都可認(rèn)為是人工器官。人工器官作為一種醫(yī)療方法或裝置，是對(duì)人體器官的某種模擬。狹義：只有那些替代了原自然器官的位置，并能發(fā)揮其余全部功能的和具有生物活性的人造裝置才是人工器官。主要功能：功能和置換倆方面人工器官和天然器官的對(duì)比：自然器官一般都具有多種功能，而人工器官僅能代替天然器官的部分功能。天然器官都具有生命活性，而人工器官很難有。同種天然器官的生物相容性好，而人造材料與機(jī)體相容性不好。天然器官無需加以控制，而人工器官需加以控制。天然器官可生長(zhǎng)與自我修復(fù)，而人工器官不生長(zhǎng)與自我修復(fù)，但天然器官供體有限，而人工器官可大量生產(chǎn)。試舉一例說明一種工器官的分類、基本組成、應(yīng)用和組成的基本問題。（以工心瓣為例）（10’）分類：機(jī)械瓣：籠球瓣、籠碟瓣、斜碟瓣、雙葉瓣生物瓣：同種生物瓣、異種生物瓣基本組成：瓣環(huán)、瓣架、阻塞體應(yīng)用：置于心臟的相應(yīng)位置（不一定是天然心瓣的原位置），替代天然心瓣開放或阻斷功能（止逆閥）的人造裝置。基本問題：（機(jī)械瓣）：血液相容性問題始終存在，導(dǎo)致凝血和血栓。更換機(jī)械瓣的病人需終生抗凝。此外在流體力學(xué)和機(jī)械性能上也存在欠缺。（生物瓣）：瓣開口面積小，跨瓣壓差大，有類射流效應(yīng)，類脂質(zhì)沉積，鈣化衰變。10、人工肺有哪些（各種臨床應(yīng)用）？什么是血液透析？它的主要作用是什么？人工肺的作用：①CPB心肺旁路ECMO體外膜式氧合器ECCOR體外CO2排除法CPCR心肺腦復(fù)IVOX靜脈血管氧合器（植入式人工肺）⑥重要器官保存⑦人造子宮⑧人工肺輔助血液透析：將血液用人造的裝置來加以過濾。作用：對(duì)血液進(jìn)行過濾，濾除血液中有毒的含氮化合物，調(diào)節(jié)ＰＨ值，維持正常的血漿電解質(zhì)平衡。人工腎叫血液透析器，廣義地說，體或體外的部分或全部地短時(shí)或長(zhǎng)期的替代人體腎及其功能的裝置可稱為人工腎，主要用于治療急慢性腎衰和尿毒癥，目前的人工腎主要用于治療和作為天然異體腎的移植的過渡或橋梁。用于排泄和調(diào)節(jié)。生物醫(yī)學(xué)材料的生物安全性——采用生物學(xué)方法檢測(cè)材料對(duì)復(fù)合體的毒副作用，從而預(yù)測(cè)該材料在醫(yī)學(xué)實(shí)際應(yīng)用中的安全性。包括，材料對(duì)受體局部組織、血液和整體的反應(yīng)，對(duì)受體的遺傳效應(yīng)等。11、簡(jiǎn)述人工機(jī)械心瓣與人工生物心瓣的優(yōu)缺點(diǎn)。（7’）機(jī)械生物優(yōu)點(diǎn):使用壽命長(zhǎng)，終生使用與機(jī)械心瓣相比，人工生物心瓣：1、中心流型，血流狀態(tài)接近天然心瓣?duì)顟B(tài)。2、瓣葉有柔性，撓性，對(duì)血液損傷小。3、表面相容性好，血栓生成少。4、不用終身抗凝5、無噪音。缺點(diǎn)：1、阻塞體（瓣葉等）多為非中心1、瓣開口面積較小。2、跨瓣壓差較大。阻礙正常的血流狀態(tài)，即使是最好的雙3、有類射流效應(yīng)。4、類脂質(zhì)沉積。流型；葉瓣，也僅是近中心流型。2、人工材料與人體組織相容性差，易5、鈣化衰變。產(chǎn)生血栓。3、必須終生抗凝，因此易導(dǎo)致大出血。4、有時(shí)會(huì)發(fā)生機(jī)械結(jié)構(gòu)失靈，會(huì)直接威脅生命。5、機(jī)械瓣多是剛性材料，關(guān)閉不是一、填空題（2005）1、人工器官的作用主要是功能與置換兩個(gè)方面。2、器官移植可分為同種異體器官移植與異種器官移植。3、按應(yīng)用部位分類，可以將人工器官分為體與體外兩大類。4、心肺旁路是人工肺最早最基本的應(yīng)用，體外循環(huán)是它實(shí)現(xiàn)的前提，它是由氧合器、血泵、插管與管道、血液回收器、過濾器、熱交換系統(tǒng)等組成。5、以工作原理進(jìn)行分類，人工肺可分為直接接觸式與間接接觸式。6、膜式人工腎可以分為平板式與中空纖維式。7、人工輸尿管的關(guān)鍵是抗返瓣的設(shè)計(jì)。8、心血管系統(tǒng)人工器官主要是人工心瓣、人工心臟輔助、全人工心臟。9、人工心瓣按材料分為機(jī)械瓣和生物瓣。10、人工機(jī)械心瓣由瓣環(huán)、瓣架和阻塞體三基本部分組成。11、全人工心臟由血泵、功能系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)四部分組成。12、人工肝分為非生理人工肝輔助、生理人工肝輔助和雜化式人工肝三類。13、在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的人工器官中，最普及用量最大的事人工肝和人工關(guān)節(jié)。14、克隆器官的關(guān)鍵是克隆技術(shù)與定向分化培育。15、克隆器官有技術(shù)、社會(huì)和倫理等問題。二、簡(jiǎn)述生物醫(yī)學(xué)工程的一般定義；說明生物醫(yī)學(xué)工程研究的目標(biāo)是什么？（10）一般定義：綜合運(yùn)用現(xiàn)代自然科學(xué)和工程技術(shù)的原理、方法，從工程學(xué)的角度在多種程度研究生物體，特別是人體的結(jié)構(gòu)、功能和其他生命現(xiàn)象，揭示和論證生命運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，深化對(duì)生命系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，提供防病、治病、衛(wèi)生保健、康復(fù)、安全防護(hù)的新理論和新方法，設(shè)計(jì)和研制用于防病治病等的新材料、人工器官裝置與系統(tǒng)的新興交叉學(xué)科。應(yīng)用物理學(xué)和工程學(xué)的技術(shù)來解決生命系統(tǒng)中的問題，突出強(qiáng)調(diào)人類疾病的診斷、治療和預(yù)防。研究的基本任務(wù)：運(yùn)用工程技術(shù)手段研究和解決生物學(xué)和醫(yī)學(xué)中的有關(guān)問題。三、六十年代將生物醫(yī)學(xué)材料的定義為“植入活體或與活體結(jié)合而設(shè)計(jì)的生活體系統(tǒng)不起藥物反應(yīng)的惰性物質(zhì)”；80年代則將生物醫(yī)學(xué)材料定義為“用于取代、修復(fù)活體組織的人造的或天然的材料”。請(qǐng)從生物醫(yī)學(xué)材料定義的演變分析生物醫(yī)學(xué)材料的發(fā)展。（10’）60年代對(duì)生物醫(yī)學(xué)材料的定義特征為：人造、非生命、應(yīng)用、生物相容、無藥物反應(yīng)——生物材料與藥物的區(qū)別。惰性——化學(xué)穩(wěn)定，生物穩(wěn)定。隨著生物材料的發(fā)展，該定義已明顯不適應(yīng)生物材料的功能與疇的飛速發(fā)展——載藥生物材料，生物活性材料。80年代的定義不限制：人造/天然，體/體外，活性/惰性，長(zhǎng)期/短期。圍：醫(yī)用、生物相容。生物醫(yī)學(xué)材料的應(yīng)用特征：通常結(jié)合在醫(yī)學(xué)裝置中替代發(fā)生病變成失去功能的生命體器官。最早的應(yīng)用追溯至公元前3500年（棉花纖維、木片修補(bǔ)顱骨缺損等）20世紀(jì)，高分子材料的應(yīng)用帶來了生物醫(yī)學(xué)材料的巨大發(fā)展。20世紀(jì)50年代，各種復(fù)雜人工器官的出現(xiàn)，使生物醫(yī)學(xué)材料學(xué)科與其他相關(guān)技術(shù)的交叉與滲透更趨深入，進(jìn)入新階段。骨修復(fù)材料的基本功能特性：（特征：可降解，可誘導(dǎo)成骨）硬度，強(qiáng)度，彈性模量。四、什么是組織工程材料？組織工程材料有什么優(yōu)點(diǎn)？骨組織工程支架材料有什么性能要求？（15’）組織工程材料：為解決器官或組織損傷的修復(fù)，利用組織工程將活體某一器官的細(xì)胞在體外進(jìn)行分離培養(yǎng)，種植到三維支架上植入體，使細(xì)胞借助支架和營(yíng)養(yǎng)物慢慢生長(zhǎng)出新的細(xì)胞和器官。從材料學(xué)與工程觀點(diǎn)看，這種具有生命的活體組織科視為細(xì)胞的復(fù)合生物材料，即為組織工程材料。優(yōu)點(diǎn)：無抗原性，來源不受限制，可按預(yù)先設(shè)計(jì)塑性，具有生命力和功能比較。學(xué)術(shù)：（1）高的孔隙率，大的表面積，以培養(yǎng)更多的細(xì)胞，為再生器官提供足夠的細(xì)胞。（2）高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，這對(duì)修復(fù)硬組織尤為重要。（3）特殊的三維構(gòu)型。（4）加工的技術(shù)先須使其制備的支架構(gòu)型不引起不利于生物相容性的效應(yīng)。（5）待成熟后自行降解，降解的碎片不引起炎癥和毒性（骨組織工程化材料常用課降解的磷酸鈣瓷，如–磷酸鈣瓷作支架材料）四’、簡(jiǎn)述組織工程的概念及其在人工器官中的應(yīng)用（8’）組織工程：應(yīng)用生命科學(xué)和工程學(xué)的原理和方法，去認(rèn)識(shí)動(dòng)物的正常和病態(tài)的結(jié)構(gòu)——功能的關(guān)系，建造一種生物裝置來維護(hù)、增進(jìn)人體細(xì)胞核組織成長(zhǎng)，已恢復(fù)或重建受損組織或器官的結(jié)構(gòu)和功能，維持或改善組織器官的一門新興邊緣學(xué)科組織工程在人工器官中的應(yīng)用：利用組織工程的概念與方法，產(chǎn)生具有生物活性的組織，可成為器官的部分替代物。人工器官的關(guān)鍵是材料。為了發(fā)展人工器官，人工材料的研究必須先行。在活性生物材料的基礎(chǔ)上開發(fā)具有生物活性的人工器官，這就是仿生人工器官。目前主要的途徑就是組織工程器官。組織工程材料用于制備組織工程化人工器官和組織（仿生人工器官和組織），如人造血管，骨和軟骨，人工胰臟，腎上腺，人工皮膚，神經(jīng)再生等。五、盡你所能論述生物力學(xué)與組織工程的關(guān)系（25’）無論是廣義而言還是狹義而言；無論從科學(xué)基礎(chǔ)層面還是從工程技術(shù)層面來看，生物力學(xué)都是組織工程的不可或缺的基礎(chǔ)。大體而言，主要包括：1、組織、器官在體力學(xué)環(huán)境（應(yīng)力分布等）的分析和在體力等環(huán)境外模擬（調(diào)控）。2、應(yīng)力——細(xì)胞發(fā)育、增殖、分化的關(guān)系。3、細(xì)胞——材料表面之間的mechano-chemicaleffects.4、細(xì)胞粘附，變形，運(yùn)動(dòng)的力度規(guī)律及生物學(xué)圖式形成和變化的動(dòng)力學(xué)規(guī)律。5、離體培養(yǎng)組織植入體后和機(jī)體組織的相互作用。6、細(xì)胞/組織三維培養(yǎng)系統(tǒng)的流動(dòng)和傳質(zhì)規(guī)律。7、離體培養(yǎng)組織的力學(xué)性能及其和自然組織性能的比較等等。生物力學(xué)和生命科學(xué)的真正結(jié)合，是組織工程未來發(fā)展中至關(guān)重要的一點(diǎn)。六、描述有創(chuàng)/無創(chuàng)測(cè)量方法的分類和定義，并舉出實(shí)際的例子（30’）無創(chuàng)測(cè)量按測(cè)量條件分有創(chuàng)測(cè)量微創(chuàng)測(cè)量無創(chuàng)測(cè)量：又稱非侵入式測(cè)量，其測(cè)量系統(tǒng)的探測(cè)部分不侵入生物體組織，不造成機(jī)體創(chuàng)傷，是生物醫(yī)學(xué)測(cè)量技術(shù)的發(fā)展方向。如大量高速發(fā)展的醫(yī)學(xué)成像技術(shù)（X-CT、MRI、US等）。舉X—CT有創(chuàng)測(cè)量：又稱侵入式測(cè)量，其測(cè)量系統(tǒng)的探測(cè)部分需侵入生物體，會(huì)造成機(jī)體不同程度的創(chuàng)傷。慎用，一般用于危重病人監(jiān)測(cè)、動(dòng)物監(jiān)測(cè)。如心或大血管的血壓或血流形，因難以從體表有效傳遞生物信息，故采用心導(dǎo)管手術(shù)等有創(chuàng)方法進(jìn)行測(cè)量。植入式測(cè)量微創(chuàng)測(cè)量窺檢查植入式測(cè)量：將測(cè)量系統(tǒng)的部分或全部經(jīng)手術(shù)埋植于體，多用于長(zhǎng)期連續(xù)測(cè)量生物體的功能狀態(tài)和控制心臟起搏器等人工器官裝置及某些自動(dòng)輸藥系統(tǒng)。安全性和可接受性均優(yōu)于有創(chuàng)測(cè)量。窺鏡檢查：如胃鏡、直腸鏡、膀胱鏡等，它們基本不損傷皮膚，不侵入機(jī)體的組織，只會(huì)引起輕微的組織擦傷和不適，信息失真小，信號(hào)強(qiáng)，測(cè)量準(zhǔn)確。七、CT成像的原理可用以下三個(gè)公式來描述，請(qǐng)說明每個(gè)公式的含義及其在X—CT中的實(shí)現(xiàn)方法。（1）(2)其中為極坐標(biāo)中的變量，且.（3）F(x,y)（1）表示函數(shù)f（x，y）沿直線線積分，此投影稱為函數(shù)f（x，y）的Radon變換。即假設(shè)要重建的圖象性質(zhì)用一個(gè)密度函數(shù)f（x，y）表示。設(shè)某一投影方向，對(duì)每一條投影線計(jì)算密度函數(shù)的線積分，可得該投影線上的投影值。計(jì)算出該投影方向上所有的投影值，可得該方向的投影函數(shù)。（2）Fourier中心切片定理函數(shù)f（x，y）在方向上投影函數(shù)的一維Fourier變換，等于極坐標(biāo)下該函數(shù)二維Fourier變換中沿同一方向且過原點(diǎn)的直線上的值。取無窮多個(gè)角度，F(xiàn)(u,v)在u-v平面上的每一個(gè)值都可得到對(duì)F(u,v)作Fourier變換，就可恢復(fù)函數(shù)f（x，y）（3）濾波—反投影圖像重建法將f（x，y）轉(zhuǎn)變?yōu)闃O坐標(biāo)（w，）形式，得到需要重建的圖像的公式。八、MRI成像系統(tǒng)中存在三種主要的磁場(chǎng)，即靜磁場(chǎng)，射頻場(chǎng)和梯度磁場(chǎng)。請(qǐng)分別說明這三種磁場(chǎng)的作用。（10）靜磁場(chǎng)的作用：在靜磁場(chǎng)B0的作用下，磁軸原為任意取向的自旋質(zhì)子，將依外磁場(chǎng)的方向重新取向，并依拉摩爾方程（LarmourEquation）的規(guī)律，以新的角速度（自旋頻率）自旋，產(chǎn)生自旋質(zhì)子的“進(jìn)動(dòng)”運(yùn)動(dòng)。因此，靜磁場(chǎng)的作用是使自旋質(zhì)子進(jìn)動(dòng)。射頻場(chǎng)的作用：具有一定進(jìn)動(dòng)頻率的自旋質(zhì)子，當(dāng)受到相同頻率（拉摩爾頻率）的脈沖電磁波（射頻脈沖）B1呈一定的方向進(jìn)行“激勵(lì)”時(shí)，部分低能態(tài)的自旋質(zhì)子，則可吸收脈沖電磁波的能量，“逆轉(zhuǎn)”為高能態(tài)質(zhì)子。一旦射頻脈沖處于暫停的瞬時(shí)，由低能態(tài)逆轉(zhuǎn)為高能態(tài)的自旋質(zhì)子，將會(huì)回復(fù)為低能態(tài)質(zhì)子，并將它們所吸收的能量，以電磁波的形式，重新釋放到質(zhì)子的周圍環(huán)境。這時(shí)，在質(zhì)子周圍（受檢人體周圍）如果置有探測(cè)器，便可檢測(cè)到電磁波信號(hào)、即磁共振信號(hào)。上述過程，也就是自旋質(zhì)子的磁共振現(xiàn)象。因此，射頻電磁場(chǎng)的作用是產(chǎn)生磁共振。梯度磁場(chǎng)的作用：為了檢測(cè)3D空間中每一點(diǎn)的T1和T2，施加梯度磁場(chǎng)定位空間點(diǎn)，并使B0沿z軸方向。在z方向施加線性梯度場(chǎng)Gz(與B0相比很小)，Z方向的不同點(diǎn)受到不同的磁場(chǎng)(B0+Gz)作用，受激后不同的射頻信號(hào)，從而定位來自不同空間點(diǎn)（Z方向）的信號(hào)。同理，在X、Y方向也施加線性梯度場(chǎng)，以全面實(shí)現(xiàn)信號(hào)源的空間定位。因此，梯度場(chǎng)的作用是實(shí)現(xiàn)磁共振信號(hào)源的空間定位。九、試述圖像變換在醫(yī)學(xué)圖像壓縮和醫(yī)學(xué)圖像分割中的作用（10）。（1）在醫(yī)學(xué)圖像增強(qiáng)中，點(diǎn)處理實(shí)際上是一種圖像灰度變換，而圖像增強(qiáng)的頻域處理中，圖像經(jīng)過濾波器對(duì)信號(hào)頻率成分的濾波可在變換域?qū)崿F(xiàn)，即把原始圖像進(jìn)行正變換，設(shè)計(jì)一個(gè)濾波器用點(diǎn)操作的方法加上頻譜數(shù)據(jù)，然后進(jìn)行變換。（2）圖像壓縮：在醫(yī)學(xué)圖像壓縮中，有一類“變換編碼”是利用余弦變換（DCT）、沃爾什——哈達(dá)瑪變換WHT等圖像變換方式對(duì)信息進(jìn)行壓縮的，壓縮效果很好。（3）醫(yī)學(xué)圖像分割的算法中，有基于小波變換的方法。用小波進(jìn)行醫(yī)學(xué)圖像閾值分割的思想是利用二進(jìn)制小波變換將圖像直方圖分解為不同層次的小波系數(shù)，依照給定的分割準(zhǔn)則和小波系數(shù)選擇閾值門限，整個(gè)過程由粗到細(xì)，由尺度來控制。十、簡(jiǎn)述膜式人工肺原理，比較膜肺與鼓泡式人工肺。（10’）。（為什么鼓泡式人工肺最終被膜肺所取代？）模式人工肺根據(jù)天然肺的原理設(shè)計(jì)，血液與氣體不直接接觸，而由一層人造薄膜相互隔開，即氣液兩相各走自己的通道。氣體通過膜的傳質(zhì)是通過膜點(diǎn)陣、孔穴或微孔進(jìn)行的。由于膜孔的尺寸較小，同時(shí)選用疏水性的人造膜材料，這層膜允許氧氣和二氧化碳?xì)怏w自由通透，而不允許血球和血漿通過。由于血液和氧氣不直接接觸，避免了血細(xì)胞的破壞和蛋白質(zhì)的變性，減少了氣栓和微栓的形成，可用于長(zhǎng)期體外循環(huán)，適用于呼吸輔助支持（ECMO）和人工肺的其他多種用途。2、試述口腔正畸、修復(fù)、種植醫(yī)學(xué)領(lǐng)域存在哪些生物力學(xué)問題？（20’）根據(jù)口腔的結(jié)構(gòu)和臨床治療，簡(jiǎn)述2-3個(gè)口腔醫(yī)學(xué)中的力學(xué)問題及其研究方法手段和研究現(xiàn)狀等。（20’）在口腔正畸領(lǐng)域，生物力學(xué)角度所涉及的問題是探討矯治力傳遞所致應(yīng)力分布和規(guī)律，以探索矯治機(jī)制。1’口腔正畸中的多層次(宏觀、細(xì)胞等層次)的生物力學(xué)機(jī)制研究2’口腔正畸的系統(tǒng)建模與仿真及其應(yīng)用研究；生物力學(xué)問題3’“無托槽正牙新技術(shù)”的生物力學(xué)基礎(chǔ)及應(yīng)用性研究4’口腔正畸微植體支抗、舌側(cè)矯治器的生物力學(xué)研究5’顳下頜關(guān)節(jié)(TMJ)改建的生物力學(xué)研究；6’與口腔正畸中的應(yīng)用軟件和儀器開發(fā)修復(fù)：口腔修復(fù)體的材料力學(xué)特性、結(jié)構(gòu)的的應(yīng)力分析、構(gòu)型優(yōu)化設(shè)計(jì)、疲勞與破壞等均與生物力學(xué)有密切的關(guān)系。1’固定修復(fù)和可摘局部義齒修復(fù)基牙及牙周組織的生物力學(xué)特性研究，2’與顳下頜關(guān)節(jié)的生物力學(xué)研究，牙頜面畸形矯治的生物力學(xué)研究；3’機(jī)械應(yīng)力下成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞在骨改建中的細(xì)胞、分子機(jī)制生物力學(xué)研究；4’口腔修復(fù)體，如樁冠修復(fù)、橋、精密附著體的生物力學(xué)研究等。種植：口腔種植體構(gòu)型設(shè)計(jì)、骨整合、口腔種植體材料的力學(xué)特性評(píng)測(cè)等與生物力學(xué)關(guān)系密切。生物力學(xué)問題：種植牙作為一個(gè)生物仿生器官，其行使咀嚼功能時(shí)所應(yīng)具有的生物力學(xué)特性以及種植牙與頜骨間的牢固骨整合成為本領(lǐng)域最為關(guān)注的研究焦點(diǎn)。3、試從宿主反應(yīng)和材料反應(yīng)兩個(gè)方面說明生物醫(yī)學(xué)材料生物相容性的意義。（20’）生物相容性（不引起急性或慢性炎癥，對(duì)周圍組織不呈現(xiàn)異物感特征）是指生命體組織與非生命材料產(chǎn)生合乎要求的反應(yīng)(生物學(xué)行為)的一種性能，即生物相容性表征生物醫(yī)學(xué)材料的生物學(xué)性能，它決定于材料與活體間的相互作用。（1）宿主反應(yīng)：包括局部和全身反應(yīng)，如：炎癥、細(xì)胞毒性、凝血、溶血、刺激性、致敏、致癌、致誘變、致畸、免疫反應(yīng)等。其結(jié)果可導(dǎo)致對(duì)機(jī)體的毒副作用和機(jī)體對(duì)材料的排斥。（2）材料反應(yīng)：主要來自生物環(huán)境對(duì)材料的腐蝕和降解，可能使材料性質(zhì)腐蝕變化，甚至破壞。因此，對(duì)生物醫(yī)學(xué)材料必須進(jìn)行生物相容性評(píng)價(jià)，要求生物醫(yī)學(xué)材料植入人體后，其宿主反應(yīng)和材料反應(yīng)必須保持在可接受的水平。材料的生物相容性與其使用目的和條件密切相關(guān)，如血液相容性、組織相容性等。4、簡(jiǎn)述復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料的定義及其復(fù)合體系與復(fù)合方式的種類；試舉一典型復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料，分析其復(fù)合的目的和意義。（16’）定義：廣義的講，由兩種或多種有機(jī)高分子、無機(jī)非金屬、金屬或天然生物等幾類不同材料通過物理、化學(xué)或生物不同工藝組合而成的具有生物相容性的材料。復(fù)合體系：有機(jī)/有機(jī)復(fù)合；有機(jī)/無機(jī)復(fù)合；無機(jī)/無機(jī)復(fù)合；金屬/無機(jī)復(fù)合。復(fù)合方式：表面復(fù)合；整體復(fù)合；多層復(fù)合。復(fù)合目的：增強(qiáng)、改進(jìn)、功能化如：HA加入到聚乳酸中，（1）粉體加入，強(qiáng)度上升；（2）調(diào)節(jié)聚乳酸降解速率（增大表面積）；（3）降解的乳酸呈酸性，產(chǎn)生無菌炎癥，抑制成骨細(xì)胞生長(zhǎng)增殖，用HA中和乳酸的酸性。列舉三種金屬生物醫(yī)學(xué)材料并說明其在臨床中的用途（1）不銹鋼：人工骨、人工關(guān)節(jié)、接骨板、銷釘?shù)龋唬?）鈷基合金：人工關(guān)節(jié)及關(guān)節(jié)修復(fù)體；（3）鈦及鈦合金：人工骨替代材料，人工心瓣等人工器官的基本材料。10、（1）醫(yī)學(xué)圖像處理中的圖像增強(qiáng)的目的是什么？（2）空域和頻域增強(qiáng)的方法主要有哪些？試分別舉例說明。（1）目的：采用某種技術(shù)手段，改善圖像的視覺效果，或?qū)D像轉(zhuǎn)換成更適合人眼觀察和機(jī)器分析識(shí)別的行式，以便從圖像中獲取更有用的信息。（2）空域處理：點(diǎn)處理（圖像灰度變換、直方圖均衡、偽彩色處理等）；鄰域處理（線性、非線性平滑和銳化等）。頻域處理：高、低通濾波，同態(tài)濾波等。一、填空題（2006年）3．人工機(jī)械心瓣是指用人工制造或合成的無機(jī)或有機(jī)的材料，制成與天然心瓣相識(shí)的形狀，置于心臟的相應(yīng)位置，替代天然心瓣開放或阻斷功能的人造裝置。4.鈣化是人工生物瓣的最大缺點(diǎn)。它不僅限制了病人的適用圍，還限制了瓣的壽命。7．人工胰的主要功能和作用是替代天然胰臟beta細(xì)胞的功能，輸送供給或分泌胰島素以治療糖尿病。9.導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)置換的嘴主要原因是骨關(guān)節(jié)炎。11.人工器官研究與開發(fā)中的問題主要是材料、價(jià)格和社會(huì)倫理道德等問題。四、簡(jiǎn)述生物功能材料的定義；試舉一典型生物功能材料，簡(jiǎn)述其制備方法并分析其在植入人體后的行為特點(diǎn)。（20’）定義：采用物理或化學(xué)的方法將生物活性分子如酶、抗體、抗原、多糖類、酯類、藥物及細(xì)胞等固定在材料表面或部，構(gòu)成具有生理功能的生物醫(yī)學(xué)材料。是活體材料與非活體材料雜化組成的新型復(fù)合生物醫(yī)學(xué)材料，也稱為雜化生物醫(yī)學(xué)材料。如：將酶固定高分子微膠囊，利用高分子半透膜，將酶與體蛋白分開，避免了免疫反應(yīng)，小分子物質(zhì)和酶反應(yīng)產(chǎn)物又可以自由通過高分子膜，達(dá)到治療目的。五、試從診斷、治療和基礎(chǔ)與臨床的研究三個(gè)方面說明醫(yī)學(xué)圖像的作用。（15’）醫(yī)學(xué)圖像的作用主要表現(xiàn)在診斷、治療、研究三方面。醫(yī)學(xué)圖象在臨床診斷中的應(yīng)用：?提高臨床診斷的水平?實(shí)現(xiàn)治療中的監(jiān)護(hù)，提高治療中的有效性?外科手術(shù)的規(guī)劃?為基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)提供研究手段?圖象的計(jì)算機(jī)管理六、二維X-CT圖像重建主要有哪幾種方法（至少列舉三種方法）？試根據(jù)圖說明X-CT中用傅里葉變換法重建圖像的基本原理。重建方法：直接Fourier逆變換重建算法直接反投影重建算法濾波—反投影圖像重建算法卷積—反投影重建算法基本原理：1）對(duì)每一個(gè)角度的投影，計(jì)算其一維的Fourier變換；2）計(jì)算所有角度的投影，形成Fourier變換域的函數(shù)F(ω,θ)；3）計(jì)算F(ω,θ)在極坐標(biāo)下的二維Fourier逆變換。八、請(qǐng)寫出一種描述血液的本構(gòu)方程，并加以解釋（20’）血液的穩(wěn)態(tài)方程：Casson模型rc為Casson屈服應(yīng)力，ηc為Casson粘度。Casson方程描述血液與時(shí)間發(fā)展無關(guān)的本構(gòu)方程，描述高剪切條件下血液的流變行為，在較高的切變率圍，人血與母牛血同Casson方程符合很好。不但紅細(xì)胞懸浮液,而且白血球懸浮液也符合Casson方程。滿足Casson方程的物質(zhì)是一類較簡(jiǎn)單的非牛頓流體，其主要特點(diǎn)是存在屈服應(yīng)力。1、現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的主要任務(wù)是什么？生物醫(yī)學(xué)工程的主要任務(wù)是什么？舉例說明生物醫(yī)學(xué)工程在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中的作用。（15’）現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的主要任務(wù)：診斷－－治療－－康復(fù)－－預(yù)防（1）預(yù)防疾病和損傷，促進(jìn)和維持健康；（2）解除由疾病引起的疼痛和痛苦；（3）治療和照料那些無法治愈者；（4）避免早死，追求安詳死亡。生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的基本任務(wù)：運(yùn)用工程技術(shù)手段，研究和解決生物學(xué)和醫(yī)學(xué)中的有關(guān)問題。作用：生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)在保障人類的健康和為疾病的預(yù)防、診斷、治療、康復(fù)服務(wù)等方面發(fā)揮著巨大作用。另外，又由于它的高技術(shù)含量大，正在創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益。如人工肺的應(yīng)用……2、分析生物材料表面對(duì)血漿蛋白的吸附程度及選擇性對(duì)其血液相容性的主要影響。蛋白質(zhì)的吸附對(duì)生物材料的生物相容性影響巨大。1）血液與材料表面接觸，首先發(fā)生的是血漿蛋白在表面上的吸附。表面吸附的蛋白包括白蛋白、γ球蛋白和纖維蛋白原。2）材料表面對(duì)蛋白的吸附速度與蛋白的種類、材料表面性質(zhì)、吸附條件等有關(guān)，其吸附曲線都屬于Langmuir型。3)這三種蛋白在材料表面的吸附對(duì)其血液相容性的影響非常大。白蛋白的吸附使表面變得更相容，而γ球蛋白和纖維蛋白原的吸附則加速了凝血。4）材料表面性質(zhì)對(duì)蛋白的吸附量有明顯影響，親水性表面比疏水性表面吸附蛋白量少。選擇性：蛋白質(zhì)在材料表面的另一特征是吸附相的選擇，從而導(dǎo)致其蛋白質(zhì)相對(duì)其他蛋白質(zhì)的富集。4、人工心瓣的概念、分類、基本組成和存在的基本問題。（15’）人工心瓣：心瓣是一種單向止逆閥，它開放允許血液流向下游，而關(guān)閉時(shí)卻阻止血液反向流動(dòng)，人工心瓣是人工制成的閥門，代替出故障的天然心瓣的功能。分類：按材料分機(jī)械瓣（人造的材料制成）：籠球瓣、籠碟瓣、斜碟瓣、雙葉瓣生物瓣：（動(dòng)物或人體的組織材料加工制成）同種生物瓣、異種生物瓣基本組成：瓣環(huán)、瓣架、阻塞體基本問題：人工機(jī)械瓣：1、阻塞體（瓣葉等）多為非中心流型；阻礙正常的血流狀態(tài)。2、人工材料與人體組織相容性差，易產(chǎn)生血栓。3、必須終生抗凝，因此易導(dǎo)致大出血。4、有時(shí)會(huì)發(fā)生機(jī)械結(jié)構(gòu)失靈，會(huì)直接威脅生命。5、機(jī)械瓣多是剛性材料，關(guān)閉不是十分柔和。生物瓣：1、瓣開口面積較小。2、跨瓣壓差較大。3、有類射流效應(yīng)。4、類脂質(zhì)沉積。5、鈣化衰變。5、簡(jiǎn)述人工肝的分類及改進(jìn)。（15’）分類：非生理人工肝輔助：在體外血液灌流—過濾、吸附解毒、血漿換解毒；生理人工肝輔助：用動(dòng)物肝臟替代人的肝功能（即交叉式灌流）；雜化式（混合式）人工肝：用細(xì)胞材料與細(xì)胞雜化混合解毒（組織工程人工肝）。改進(jìn)：（1）分離正常的人類肝細(xì)胞，以便將人肝而不是動(dòng)物的肝細(xì)胞用于人工肝的支持系統(tǒng)。（2）采用新的支持物、生長(zhǎng)因子、與其他類型的細(xì)胞共同培養(yǎng)，或?qū)⒏渭?xì)胞聚集或球形或成串。（3）確定人工肝支持系統(tǒng)的最佳肝細(xì)胞用量。（4）改進(jìn)技術(shù)，探索便于使用的人工肝輔助裝置，從而更普遍的應(yīng)用之。（5）開發(fā)更為相容的體系。（6）改進(jìn)血漿分離的方法以使之更長(zhǎng)時(shí)間使用。（7）發(fā)展新技術(shù)手段，如組織工程人工肝。7、試列舉出3個(gè)生物醫(yī)學(xué)測(cè)量的特點(diǎn)，并對(duì)其中一個(gè)舉實(shí)例加以說明。（15’）特點(diǎn)：1、生物醫(yī)學(xué)測(cè)量基本屬于弱信號(hào)測(cè)量；2、生物體噪聲對(duì)測(cè)量有重要影響；3、信息測(cè)量中容易引入外界環(huán)境的干擾；4、生物醫(yī)學(xué)信息的多變性；5、生物醫(yī)學(xué)測(cè)量的安全要求：電安全性、機(jī)械安全性、化學(xué)安全性?！吧矬w的噪聲對(duì)測(cè)量有重要影響”中例如在人體表電極提取人體信號(hào)時(shí)，同時(shí)可以提取到肌電信號(hào)，兩者疊加在一起，因此，在測(cè)量中必須采取措施抑制肌電信號(hào)（肌電噪聲）。在生物醫(yī)學(xué)測(cè)量中，不僅要抑制儀器系統(tǒng)的噪聲，更重要的是要充分認(rèn)識(shí)人體噪聲的性質(zhì)和特點(diǎn)，采取有效辦法（如濾波、相關(guān)或自適應(yīng)處理，改進(jìn)信號(hào)耦合方法等），從人體噪聲中提取出有用信號(hào)。9、什么是輻射？什么是電離輻射？什么是射頻輻射？射頻輻射對(duì)機(jī)體是否有不良影響，影響大小與哪些因素有關(guān)，有哪些表現(xiàn)？MRI的輻射屬于電離輻射還是射頻輻射？降低MRI中被檢者所受電磁損傷的核心是什么？（10’）電離輻射：在輻射防護(hù)領(lǐng)域，能在生物物質(zhì)中產(chǎn)生離子對(duì)的輻射。射頻輻射：是非電離附設(shè)的一種，主要是高頻，微波。射頻輻射對(duì)機(jī)體會(huì)產(chǎn)生不同程度的不良影響，其影響的大小主要與輻射頻率、電磁場(chǎng)強(qiáng)度、波的性質(zhì)、弛豫時(shí)間、機(jī)體與輻射源的距離和方位、暴露部位的的大小、組織含水量、有無脂肪層、散熱能力以及有無防護(hù)措施等因素有關(guān)，其中頻率是個(gè)主要因素；高頻輻射對(duì)機(jī)體影響較小，主要表現(xiàn)在引起神經(jīng)衰弱綜合征和心血管系統(tǒng)的植物神經(jīng)功能失調(diào)；微波輻射對(duì)人體影響較大，主要為熱作用和非熱作用兩方面。MRI的輻射屬于射頻輻射。核心是鐵磁性物質(zhì)的投射效應(yīng)；體置入物。10、什么是反投影重建？反投影重建的缺點(diǎn)是什么？CT重建中為什么采用濾波反投影法？已知一個(gè)四像素圖像（2*2），分別獲得六個(gè)投影數(shù)據(jù)，包括兩個(gè)水平方向，兩個(gè)垂直方向和兩個(gè)對(duì)角線方向，分別是11、9、7、13、12和8，如圖所示，解出這四個(gè)像素各像素值。（10分）迭代開始，先令所有的重建單元的值為0，第一步計(jì)算出垂直方向的投影值，分別都是0，如右下圖。把這個(gè)計(jì)算值與實(shí)測(cè)值11和9相比較后，將其差值除以2以后分別加到相應(yīng)的單元上去，就可得到垂直方向的迭代結(jié)果，如右下圖。在此基礎(chǔ)上可以再做水平方向的迭代，此時(shí)有計(jì)算值10、10，實(shí)測(cè)值為12、8，將它們比較后求出差值，分別加到有關(guān)的象素上去，結(jié)果是：最后再作對(duì)角線方向的迭代，就得到了所要求的真實(shí)數(shù)據(jù)。反投影重建：把每次測(cè)得的投影數(shù)據(jù)原路反投影到射線經(jīng)過的各個(gè)象素上。也就是說，指定投影線上所有各象素點(diǎn)的值等于所測(cè)得的投影值。缺點(diǎn)：反投影重建的圖像會(huì)出現(xiàn)圖像的邊緣失銳（即為一種偽像）現(xiàn)象。CT重建中為什么采用濾波反投影法：經(jīng)濾波處理后，每個(gè)投影波形不僅包含了代表X線強(qiáng)度的正向脈沖，同時(shí)其相鄰一邊又加上了反向的修正脈沖。將這些濾波函數(shù)與投影波形相加，云暈狀陰影就抵消了。抵消得越徹底，反投影重建圖像就越接近原來物體。11、醫(yī)學(xué)圖像的研究包括哪三個(gè)方面的容？試分別加以說明。（10’）A．醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)：圖像形成的過程；成像機(jī)理、成像設(shè)備、成像系統(tǒng)分析B．醫(yī)學(xué)圖像處理與分析：對(duì)已獲得的圖像，采用各種算法進(jìn)一步處理；增強(qiáng)、特征提取、分類、分割、識(shí)別等。C．醫(yī)學(xué)圖像應(yīng)用研究：臨床；基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)。1、生物醫(yī)學(xué)工程的目標(biāo)是什么？舉例說明生物醫(yī)學(xué)工程在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的疾病預(yù)防、診斷、治療及康復(fù)中的作用？（15’）（一般定義、基本任務(wù)、研究目標(biāo)、特點(diǎn)、容）目標(biāo)：幾乎所有工程學(xué)和物理學(xué)都可與生物醫(yī)學(xué)相互結(jié)合，探索人類正常生理學(xué)；表征組織與器官的病變機(jī)理；給出研究和技術(shù)開發(fā)的最佳手段；提供治療與預(yù)防的有效方法。舉例：(1)、疾病預(yù)防中的生物醫(yī)學(xué)工程：病毒與細(xì)菌的隔離；病毒與細(xì)菌的殺滅；有毒、有害物質(zhì)的清除。(2)、醫(yī)學(xué)診斷中的生物醫(yī)學(xué)工程：醫(yī)學(xué)圖像：超聲圖像、CT、X-光片……生物信號(hào)：心電、腦電……醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)：核磁共振、窺檢驗(yàn)……(3)、醫(yī)學(xué)治療中的生物醫(yī)學(xué)工程：激光手術(shù)、γ-刀超聲碎石癌癥的放射治療與化學(xué)治療靶向藥物與生物導(dǎo)彈器官修復(fù)中的組織工程人工胰－－血糖測(cè)定與胰島素注射(4)、醫(yī)學(xué)康復(fù)中的生物醫(yī)學(xué)工程：畸形矯正人工義肢可視義眼人工耳膜特點(diǎn)：A、迅速發(fā)展的新興學(xué)科B、大跨度、多學(xué)科的綜合性應(yīng)用學(xué)科C、生物醫(yī)學(xué)工程是醫(yī)學(xué)和生物學(xué)發(fā)展的重要?jiǎng)恿、生物醫(yī)學(xué)工程是社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益的綜合5、簡(jiǎn)述主動(dòng)脈氣囊反搏（IABP）的基本原理和操作原理。（10’）基本原理：假定病人尚有血壓維持，用機(jī)械的方法將外界能量引入循環(huán)系統(tǒng)，以支持病人的血液循環(huán)，挽救病人的生命。利用“反搏”原理與心臟的心動(dòng)周期同步運(yùn)行，使冠狀動(dòng)脈的血流量增加，和心臟的后負(fù)荷下降的裝置。操作原理：用一根帶有氣囊的導(dǎo)管插入降主動(dòng)脈得近心端，在心臟收縮期氣囊氣體迅速放空，造成主動(dòng)脈壓力瞬間下降，心臟射血阻力降低，心臟后負(fù)荷下降，心臟排血量增加，心肌耗氧量減少。舒期主動(dòng)脈瓣關(guān)閉同時(shí)氣囊迅速充盈向主動(dòng)脈遠(yuǎn)近兩側(cè)驅(qū)血，使主動(dòng)脈根部舒壓增高，增加了冠狀動(dòng)脈血流和心肌供氧，全身灌流增加。7、什么是在體測(cè)量和離體測(cè)量？并舉出對(duì)應(yīng)的生物醫(yī)學(xué)儀器。（15’）（1）在體測(cè)量：指在生物體活體上對(duì)組織結(jié)構(gòu)和功能狀態(tài)所進(jìn)行的測(cè)量。特點(diǎn)是測(cè)量過程中保持生物體的自然生理狀態(tài)，能實(shí)時(shí)反應(yīng)生物體的各種被測(cè)參數(shù)。主要用于生理檢查、病人監(jiān)護(hù)等中。其對(duì)應(yīng)的生物醫(yī)學(xué)儀器：脈搏測(cè)量?jī)x、心音測(cè)量?jī)x器、聽力計(jì)、眼壓計(jì)等。（2）離體測(cè)量：指對(duì)離體的血、尿、活體組織或病理標(biāo)本之類生物樣本所進(jìn)行的測(cè)量。主要用于病理檢查和生化分析中。儀器：臨床生化分析儀、醫(yī)用分光光度計(jì)、血?dú)夥治鰞x、電泳儀等。8、列舉生物醫(yī)學(xué)測(cè)量?jī)x器的主要技術(shù)指標(biāo)（6個(gè)以上），并對(duì)其中一個(gè)加以詳細(xì)說明。（15’）（1）靈敏度（2）頻率特性（3）精密度（4）非線性度（5）準(zhǔn)確度（6）漂移（7）分辨率（8）輸入阻抗和輸出阻抗（9）漏電流如靈敏度：靈敏度是指儀器在穩(wěn)態(tài)下輸出量變化與輸入量之比?？杀硎緸椋?。對(duì)于線性儀器，靈敏度為常數(shù)，并可用滿量程的輸出量與相應(yīng)輸入量之比來計(jì)。靈敏度是將儀器的輸出量校正為輸入量的依據(jù)，也是儀器測(cè)量弱信號(hào)能力的反應(yīng)。儀器靈敏度愈高，愈有利于小信號(hào)的測(cè)量；但對(duì)于干擾信號(hào)也愈敏感，儀器的穩(wěn)定性愈差。9、某人重75kg，手握重5kg的球，而手肘呈90°。1.二頭肌(bicep)須出力多少以維持前臂平衡？2.前臂施加多少力于肱骨(humerus)？解：根據(jù)靜力平衡和靜力矩平衡前臂的重量為體重的0.022，故m=0.022*75=1.65kg,臂重心位于rOP=0.31m處。對(duì)于肘之支點(diǎn)O，其力矩之和ΣM=-rOE×(-FA)+rOB×(-5*9.8j)+rOP×(-1.65*9.8j)=0=>0.05FAk-18.62k-5.01k=0∴手肘的垂直力為FA=472.6N而根據(jù)力平衡式，ΣF=FCi-FAj+FB(-cos75oi+sin75oj)-49j-16.17j=0=>FC-0.259FB=0and-537.77+0.966FB=0∴二頭肌施力為FB=556.7N∴手肘的水平力為FC=144.1N故前臂的施力為F=FCi-FAj=144.1i-472.6j(N)10、醫(yī)學(xué)圖像研究包括哪三方面的容？簡(jiǎn)述它們的研究容和任務(wù)。（1）醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)研究容：研究圖像形成的過程和設(shè)備。包括成像機(jī)理、成像原理與算法、成像設(shè)備、成像系統(tǒng)的分析等。任務(wù)：把人體中醫(yī)生感興趣的信息提取出來，并以圖像的形式表現(xiàn)出來。（2）醫(yī)學(xué)圖像處理研究容：針對(duì)已獲得的圖像作進(jìn)一步的處理，使之更有利于醫(yī)生視覺觀察，或進(jìn)行計(jì)算機(jī)分析，從而獲得從圖像中無法直接獲得的信息。任務(wù)：在獲得醫(yī)學(xué)圖像以后，對(duì)其進(jìn)行處理、分析、識(shí)別、采樣、分類等，以把某些部分增強(qiáng)，或提取某些特征。（3）醫(yī)學(xué)應(yīng)用研究應(yīng)用醫(yī)學(xué)成像所提取的信息，進(jìn)行生理或病理學(xué)研究，從而認(rèn)識(shí)人體生理活動(dòng)的規(guī)律，探索疾病的機(jī)理。11、X-CT圖像重建的目的是什么？X-CT機(jī)上普遍采用的是濾波反投影重建法，簡(jiǎn)述其優(yōu)點(diǎn)和重建步驟。（10’）目的：根據(jù)所得到的某種形式的投影數(shù)據(jù)，解算出成像平面上各體素點(diǎn)上的CT數(shù)的具體數(shù)值，并以不同的圖像灰度或顏色直觀反映不同組織之間這些性質(zhì)的差別。優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濾波處理后，每個(gè)投影波形不僅包含了代表X線強(qiáng)度的正向脈沖，同時(shí)其相鄰一邊又加上了反向的修正脈沖。將這些濾波函數(shù)與投影波形相加，云暈狀陰影就抵消了。抵消得越徹底，反投影重建圖像就越接近原來物體。重建步驟：書P21412、什么是圖像增強(qiáng)，其目的是什么？圖像增強(qiáng)主要包括哪四個(gè)方面的作用？圖像增強(qiáng)方法往往分為兩大類，分別是什么，其中包括哪些基本方法？圖像增強(qiáng)中往往采用一些微分算子（模板），圖1，圖2兩種3*3的模板，在圖像增強(qiáng)中分別起到什么作用？（10’）-1-1-1-18-1-1-1-1111111111圖1圖2目的：采用某種技術(shù)手段，改善圖像的視覺效果，或?qū)D像轉(zhuǎn)換成更適合人眼觀察和機(jī)器分析識(shí)別的形式，以便從圖像中獲得更有用的信息。作用：1、對(duì)比度調(diào)整2、對(duì)圖像濾波達(dá)到消除圖像噪聲，或增強(qiáng)邊緣等提高圖像質(zhì)量，利于觀察。3、采用圖像濾波處理使之有效的改善視覺效果。4、抑制噪聲。5、突出邊緣。方法：空域處理：點(diǎn)處理（圖像灰度變換、直方圖均衡、偽彩色處理等）；鄰域處理（線性、非線性平滑和銳化等）。頻域處理：高、低通濾波，同態(tài)濾波等。3、金屬離子在人體致毒的原因是什么？什么是生物降解？酶在醫(yī)學(xué)高分子的生物降解中有什么作用？（10’）金屬致毒：任何金屬材料進(jìn)入人體后，由于腐蝕作用和摩擦磨損作用金屬離子或金屬顆粒將會(huì)釋放進(jìn)入組織，從而在機(jī)體組織中聚集。金屬致毒的原因是由于金屬?gòu)?fù)合物干擾了機(jī)體重要的生化反應(yīng)所致。不同的金屬產(chǎn)生不同的毒性效應(yīng)，是由于金屬形成的復(fù)合物的不同和復(fù)合物的濃度不同所致。生物降解：在某些特殊的、具有生命力的環(huán)境中發(fā)生的降解。真正的生物降解必然發(fā)生在體，通過新代活動(dòng)中某些成份而進(jìn)行，即通過宿主或傳播給宿主的某些微生物的生命活力而進(jìn)行。酶在醫(yī)用高分子材料生物降解中的作用：有酶存在時(shí)，可大大的降低降解反應(yīng)所需的激活能量，促進(jìn)聚合物的降解。當(dāng)聚合物植入人體時(shí)，在各種酶的作用下，聚合物會(huì)發(fā)生一定程度的降解。另外，當(dāng)酶溶液中有低濃度小分子量的肽存在時(shí)，酶的活性將受到抑制。當(dāng)分子量超過40,000的聚氨酸發(fā)生降解，液體中有分子量低于2,500的低分子量聚氨酸存在時(shí)，酶和聚合物可形成不溶性復(fù)合物，從而抑制酶的活性。4、什么是心肺旁路（CPB）？請(qǐng)說明心肺旁路的回路組成裝置。（10’）心肺旁路期間，血液繞過心臟而起繞過肺，這樣在進(jìn)行心臟手術(shù)時(shí)，就可以有安靜的而又比較干爽的手術(shù)視野。在心肺旁路的體外循環(huán)中，機(jī)械血泵和氧合器分別暫時(shí)代替了天然心臟和肺的功能。血液從腔靜脈通過引流旁路導(dǎo)管輸出，進(jìn)入人工肺以前首先通過熱交換器。在人工肺中血液獲得氧氣和排除二氧化碳，氧合后的動(dòng)脈血重新通過導(dǎo)管從主動(dòng)脈弓回到體循環(huán)。7、請(qǐng)結(jié)合某一種或一類疾病，闡述“力”在其中所起的作用。（20’）8、生物醫(yī)學(xué)測(cè)量有哪些安全要求？并舉例說明。（15’）（1）生物醫(yī)學(xué)測(cè)量的電安全性：如在生物醫(yī)學(xué)測(cè)量中為獲取更真實(shí)的信息，有時(shí)需將測(cè)量系統(tǒng)的一部分（電極、傳感器和導(dǎo)線等）插入或植入體，若儀器系統(tǒng)有漏電現(xiàn)象，則漏電流將會(huì)不經(jīng)過皮膚而直接達(dá)到心臟重要器官，在微弱電流的電擊下，即可引起心臟室顫等危險(xiǎn)后果，因此需要根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，將漏電流的允許極限取為10μA以下。（2）生物醫(yī)學(xué)測(cè)量中的機(jī)械安全性：如CT掃描中，需使人體部分置于機(jī)械裝置中，如果傳感器的結(jié)構(gòu)不當(dāng)或安置不當(dāng)，或測(cè)量系統(tǒng)的機(jī)械裝置不穩(wěn)固，則可能對(duì)被測(cè)對(duì)象造成傷害，因此對(duì)生物醫(yī)學(xué)測(cè)量?jī)x器設(shè)備可靠性的要求比較工業(yè)測(cè)量高得多。（3）生物醫(yī)學(xué)測(cè)量中的化學(xué)安全性：許多測(cè)量系統(tǒng)的傳感器件是反復(fù)試用的，由于它們往往直接與人體皮膚或體液接觸，所以易引起交叉性感染，因此，醫(yī)用的傳感器應(yīng)便于消毒，并在可能的條件下用一次性使用的器件。9、生物醫(yī)學(xué)傳感器分為哪三類？每一類舉一個(gè)具體例子。（15’）(1)物理傳感器（利用物理性質(zhì)和物理效應(yīng)制成的傳感器）如：壓電式壓力傳感器。壓電元件支撐于本體上，由膜片將被測(cè)壓力傳遞給壓電元件，再有壓電元件輸出與被測(cè)壓力成一定關(guān)系的電信號(hào)。（2）化學(xué)傳感器（把人體某些化學(xué)成分、濃度等轉(zhuǎn)換成與之有確切關(guān)系的電學(xué)量的器件）如：用離子選擇電極測(cè)量人體中的鉀、鈉、氯、鈣等離子。（3）生物傳感器（利用某些生物活性物質(zhì)具有的選擇識(shí)別待測(cè)生物化學(xué)物質(zhì)的能力而制成）如：由酶電極、酶熱敏電阻、FET、酶光極構(gòu)成的酶?jìng)鞲衅鳌?0、動(dòng)物體的系統(tǒng)表現(xiàn)為哪兩種作用？分析植入材料引起免疫反應(yīng)的機(jī)制。答：第一種作用表現(xiàn)為炎性反應(yīng)。異物的存在將刺激體間質(zhì)中的某些細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)榫奘杉?xì)胞，這些巨噬細(xì)胞企圖吞噬和破壞異物。低等動(dòng)物的防御系統(tǒng)主要為該類反應(yīng)。對(duì)高等脊椎動(dòng)物，除了炎性反應(yīng)外，還有高度特異性的免疫過程參與，同時(shí)也有免疫記憶過程，對(duì)同樣的異物，第二次暴露將導(dǎo)致機(jī)體較迅速?gòu)?qiáng)烈的反應(yīng)。接受矯形植入物的病人，可能發(fā)展為細(xì)胞介導(dǎo)免疫反應(yīng)。雖然免疫反應(yīng)的主要效應(yīng)物并不直接作用于植入材料，但對(duì)其周圍組織可產(chǎn)生影響，最終導(dǎo)致機(jī)體對(duì)植入物的排斥。在植入?yún)^(qū)域，由激活的淋巴細(xì)胞產(chǎn)生的巨噬細(xì)胞抑制因子和巨噬細(xì)胞活化因子能引起巨噬細(xì)胞在組織中的聚積，若有從植入物中排出的碎片，將被巨噬細(xì)胞吞噬。如果被吞噬的物質(zhì)是有毒的，這些細(xì)胞將被毒死，導(dǎo)致組織壞死。此外，還應(yīng)注意的是，還有一種遺傳因子決定個(gè)體對(duì)材料的免疫反應(yīng)敏感性。這種因素決定機(jī)體對(duì)一種特殊材料是否會(huì)引免疫反應(yīng)。因此，免疫反應(yīng)既取決于材料的形式，也取決于宿主。6、目前在臨床上有很多涉及人體植入物或置換物的手術(shù)介入治療，其植入人體后有許多和力學(xué)相關(guān)的問題，請(qǐng)結(jié)合一具體事例說明其中的力學(xué)問題及發(fā)展趨勢(shì)。（20’）7、生物醫(yī)學(xué)測(cè)量?jī)x器分為哪幾類？并舉出其中一個(gè)儀器加以描述。（15’）按測(cè)量對(duì)象分：離體測(cè)量、在體測(cè)量。按測(cè)量條件分：無創(chuàng)測(cè)量、有創(chuàng)測(cè)量。按測(cè)量結(jié)果表達(dá)形式分：一維信息測(cè)量、多維信息測(cè)量。例如：X-CT成像儀……8、請(qǐng)描述生物醫(yī)學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的基本組成，請(qǐng)解釋什么是體表心電圖的導(dǎo)聯(lián)？標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)是如何連接的？為什么要在心電圖電極上涂導(dǎo)電膏？（15’）組成：被測(cè)對(duì)象、測(cè)量?jī)x器、測(cè)量環(huán)境。體表心電圖的導(dǎo)聯(lián)：將兩個(gè)電極放在人體表面的任何兩點(diǎn)，分別同心電圖機(jī)的正負(fù)極端相連，可用來描記這兩點(diǎn)電位差的變化，這種放置電極的方法及其與心電圖機(jī)的方式為導(dǎo)聯(lián)。標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)：勻稱標(biāo)準(zhǔn)肢體導(dǎo)聯(lián)，它是直接將兩個(gè)肢體電極的電位加至心電放大器的輸入端，記錄兩者之差。涂上導(dǎo)電膏后可增加傳導(dǎo)電極的導(dǎo)電性，可使信號(hào)更加準(zhǔn)確的傳入心電圖機(jī)，減少噪聲的干擾。9、簡(jiǎn)述濾波反投影法的原理及其相對(duì)于直接反投影重建算法的優(yōu)點(diǎn)。（10’）原理：書P214優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濾波處理后，每個(gè)投影波形不僅包含了代表X線強(qiáng)度的正向脈沖，同時(shí)其相鄰一邊又加上了反向的修正脈沖。將這些濾波函數(shù)與投影波形相加，云暈狀陰影就抵消了。抵消得越徹底，反投影重建圖像就越接近原來物體。10、“醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)”和“醫(yī)學(xué)圖像處理”是醫(yī)學(xué)圖像研究領(lǐng)域兩個(gè)重要的研究方向，請(qǐng)簡(jiǎn)述它們的區(qū)別。（15’）醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)研究圖像形成的過程和設(shè)備。包括成像