医学仪器(1)复习题(含答案)

医学仪器（1）复习题第 1 章现代医学仪器设计概论1.医学仪器设计的基本步骤是什么？答：（1）生理模型的构建；(2)系统设计；(3)实验样机研制；(4)动物实验研究；(5)临床实验；(6)仪器的认证与注册。

第 2 章生理系统建模与仪器设计2.建立类比模型对研究生理系统有什么益处?答：可以帮助我们把比较了解和熟悉的系统，推广到还不了解和生疏的系统中去。

3.为什么说生理系统建模是医学仪器设计中最为关键的一步?答：建模是医学仪器设计的第一步，也是最为关键的一步，它是我们对生命现象进行科学定量描述的产物，在满足特定条件的医学临床与研究的前提下，生理系统模型为医学仪器设计提供了可参照的理论依据。

生理系统建模为医学仪器设计提供了理论指导。

4.写出血氧饱和度表达式、在用理论分析法对血氧饱和度的无创检测建模的实验观察中滤波后的电流分为哪两部分？其中与用于血氧饱和度测量的是哪一部分？血氧饱和度的无创检测建模是如何采用近似来简化其数学模型的？用于检测的光线有哪两种？为什么采用这两种光线？答：滤波后的电流分为直流（DC）和交流（AC），其中交流部分用于血氧饱和度的测量。

根据△Imax/Imax和△I′max/I′max远小于1，故将分子和分母中的对数项按级数展开后，取级数的第一项近似，得到其数学模型。

波长为805nm的近红外光和波长为650的红光，因为氧合血红蛋白与还原血红蛋白对这两种光的吸收不一样。

5.人体心血管的力学和电学模型建模中血流力学方程和血流的电学方程是什么关系？答：两者的形式是一样的。

6.什么是金标准比较法？答：即把样机与医学上公认的标准方法进行实验比较，或与临床使用多年已被国际有关权威机构认同的仪器作实验比较，然后再对模型参数和仪器设计作相应的改进与完善。

7.采用“散点图”法，进行两种仪器或两种方法的比较，为何比其他方法更科学?答：因为“散点图”法是对所得数据进行平均值和标准差两方面的比较。

第 3 章虚拟医学仪器设计8.虚拟医学仪器与传统医学仪器相比有何特点？答：(1)系统灵活性高；(2) 设计开发周期短、开发成本低；(3) 系统具有强大的数据处理能力和通信能力；(4)系统的软件具有可重复使用、可移植、可重构的优势；(5) 系统的硬件透明度、可靠性、可维护性高。

9.虚拟医学仪器有哪几部分组成？答：虚拟医学仪器通常由通用计算机系统、扩充的硬件模块和软件模块三大部分构成10.微机中采用的标准总线有哪几种？答：ISA总线、MCA总线、EISA总线、VESA总线、VME总线、PCI总线。

11.接口驱动部件的作用是什么？答：接口部件在它所连接的两部件之间起着“转换器”的作用，以便实现彼此之间的信息传送。

12.如何读出一个中断号的地址?如何将中断例程的入口地址写入中断向量表?答：在程序执行过程中执行 INT指令，中断号就在指令语句中出现。

在系统初始化时，由系统初始化程序将DOS内核中断处理子程序装入内存，并常驻内存中，同时将它的人口地址写入中断向量表。

13.目前常见的windows操作系统有哪些？为什么要针对不同的操作系统设计不同的硬件设备驱动程序？答：Windows9x、Windows 2000／XP及Windows NT等，因为设备驱动程序需要与操作系统最底层进行交互。

14.DLL驱动程序的调用方式有哪两种？如何进行相应的软件设计？答：静态调用方式和动态调用方式。

15.开发设备驱动程序的软件工具有哪几种？答：①Microsoft Visual C++；②Microsoft 9xDDK；③WinDriver 软件；④用NuMega公司的Driver Studio 。

第4章微型化与低功耗设计技术―便携式医学仪器设计16.便携式医学仪器设计有何特点？答：（1）系统设计高度集约化；（2）选用合适的供电电压和运行速度；（3）电路设计全面采用CMOS集成电路；（4）中央处理机参与低功耗管理；（5）全面采用表面安装器件。

17.CMOS电路的动态功耗应如何估算？降低CMOS电路的动态功耗的主要途径有哪些？答：CMOS电路动态功耗的大小与该电路改变逻辑状态的频度及速度密切相关。

电路逻辑状态改变的频度越大，改变的速度越低，电路的动态功耗越大。

降低功耗的途径：①降低工作电压；②减少负载电容；③降低工作频率；④降低耗能状态转换活动几率。

18.CMOS电路的应用有哪些注意事项?答：(1)未用引脚的处理；(2)输入信号幅度；(3)输出能力。

19.如何估算数字开关电路的功耗？降低单片机系统的功耗的关键是什么？在微处理器的低功耗设计中应从哪几个方面考虑和设计？答：，C是接收门输入电容和连线电容的总和，V是工作电压，T是时钟信号周期。

关键是降低微处理器的功耗。

（1）时钟频率；（2）高速内核；（3）外围电路的集成化；（4）时钟源管理。

20.简述电源的分类及特点？答：根据不同的工作原理可将电源分成三类：①线性稳压电源，特点是外围元件最少、输出噪声最小、静态电流最小，价格也便宜；②开关稳压电源，特点是管耗小并且与输入电压大小无关，效率较高；③电荷泵电源，特点是输出电流小、输出电阻大、振荡器工作频率低、使外接电容容量大、静态电流大。

21.反射式液晶和其他显示器件相比有哪些特点？答：(1)反射式液晶显示工作电压低，功耗极小；(2)液晶体积小，外形薄，为平板式显示，使用很方便；(3)液晶显示时间和余辉时间较长，为ms级，因而相应的速度较慢；(4)液晶本身不发光，在黑暗环境中不能显示，需采用辅助光源；(5)液晶工作温度范围较窄，通常为— 10 ℃～＋60℃；(6)和CRT显示器相比，液晶除了极低功耗的优点，还是一种无辐射的“绿色”显示方式。

22.简述液晶显示模块的分类？答：（1）数显液晶模块；（2）液晶点阵字符模块；（3）点阵图形液晶模块。

第5章面向通讯与网络的接口技术23.什么是通信接口？什么是通信协议？答：通信接口是两个要通信的设备或电路之间的分界面和连接点，是采用硬件和软件方法，实现安全、可靠、高效的信息交换的技术。

通信协议是通信双方关于通信如何进行达成一致，是定义对等通信实体之间交换的帧、分组和报文的格式及意义的一组规则。

24.写出你所知道的RS232C与TTL电平变换器？答：MAX23225.近距无线通信技术有哪些？答：蓝牙通信技术、红外通信技术。

26.红外协议栈基本的协议有哪三个？特定应用领域的规范和协议有哪四个？答：基本协议：（1）物理层协议；（2）连接建立协议；（3）连接管理协议。

特定应用领域的规范和协议：流传输协议（TinyTP）、对象交换协议（IrOBEX）、模拟串口层协议（IrCOMM）、局域网访问协议（IrLAN）。

27.什么是EMIT 技术？有什么特点？其核心技术有哪几项？答：EMIT( Embedded Micro Internetworking Technology) 是一种将单片机等嵌入式设备接入Internet 的技术。

特点：利用该技术，能够将Internet 延伸到8/ 16/ 32位单片机，并实现基于Internet 的远程数据采集、远程控制、自动报警、上传/ 下载数据文件、自动发送E-mail 等功能。

核心技术：（1）内核emMicro；（2）嵌入式网关emgateway；（3）嵌入式网络emNet；（4）客户应用程序Client Application Software。

第6章生理类仪器设计基础28.生理信号的基本特征有哪些？答：（1）频率特性；（2）幅值特性；（3）各类生理信号常常复合交织在一起。

29.电磁干扰的形成有哪三个条件？什么是电磁兼容设计？它包括那几方面的内容？答：电磁干扰形成条件：干扰源、耦合通道、敏感电路。

在电子系统之间，实现不互相干扰、协调混同工作的考虑，称为电磁兼容性设计。

它包括抑制来自外部的干扰（有时还有系统内部生成的干扰）和抑制系统本身对外界其他设备产生的干扰。

30.简述抑制容性耦合常用的方法答：（1）采用屏蔽导线；（2）在抑制电路板内破坏电容耦合最关键的部位，是处在前置级的第一个运放；（3）减小共模干扰。

31.简述抑制电感耦合的常用方法答：（1）远离干扰源，减小干扰源的影响；（2）采用绞合线的走线方式;(3)尽量减小耦合通道，即减小面积A和cosθ值。

32.生理信号测量低频电子系统的地线应如何设计？答：系统中至少要有三个分开的地线：①低电平信号地线；②功率地线，包括继电器、电动机、大电流驱动电源等大功率电路及干扰源的地，又称为干扰地；③机壳地线，包括机架、箱体，又称为金属件地线，此地线与交流电源零线相接。

三套地线分别自成系统，最后汇集于接地母线。

33.简述系统中的主要噪声类型。

答：（1）1／f噪声 (又称为闪烁噪声或低频噪声）；（2）热噪声；（3）散粒噪声。

34.心电信号有何特点？心电放大器设计的五点要求是什么？答：ECG信号幅度范围0．5～5mV，带宽0．05～250Hz，能量主要集中在17Hz附近。

心电放大器的设计有如下五点要求：一、增益为1000左右;二、频率响应为0.05- 250HZ;三、输入阻抗大于10M;四、共模抑制比大于90dB;五、低噪声、低漂移。

35.什么是右腿驱动？什么是屏蔽驱动？答：用取代右腿直接接地的方法，降低50HZ工频干扰电压的电路。

为消除屏蔽层电容的不良影响，导联线的屏蔽层不予接地，而接到与共模输入信号相等的电位上，这就构成了屏蔽驱动电路。

36.由于放大器前置级设计不当，造成对人体(包括仪器)的危害主要来自于哪两个方面？答：一是从前端进入；二是从后端（电源）进入。

第7章电生理信号测量37.什么是电极极化电位(Vp)？产生电极极化的“超电位”有哪三种？答：有电流存在时半电池电位就会发生变化，我们把半电池电位与平衡状态(零电流)时的半电池电位的差称为“超电位”或称电极极化电位。

产生电极极化的“超电位”有三种：(1)欧姆超电位；(2)电解液浓度超电位;(3)活度超电位.38.什么是完全极化电极与完全不极化电极？答：当电流流过电极与电解液时，在此界面上没有发生实质上的电荷转移，电极与电解液界面上形成的双电层，如同一个电容器，这样的电极叫完全极化电极。

外加电流可自由地通过电极—电解液界面，其转移过程不需要任何能量，这种电极是完全不极化电极。

39.画出金属电极和电解液界面等效电路，说明电极的电特性。

答：Ehc为电池电位，Cd代表电极与电解液面双电层所表现的电容性，Rd代表双电层上的泄漏电阻，Rs表示电解液电阻。

由等效电路可以看出在电极—电解液界面处，电压与电流关系为非线性，电极的电特性与电流大小、波形、频率有关。

40.根据人体的电生理测量的需要可采用哪几种不同的电极？答：(1)银／氯化银(Ag／AgCl)电极；(2)不锈钢电极；(3)导电硅胶电极；(4)干电极。