与生物传感器有关的练习

1、什么是生物医学传感器？生物医学传感器的主要用途是什么?

答：生物医学传感器是一类特殊的传感器件，能感知生物体的生理的、生化的和病理的各种信息，把它们传递出来并转换为电学量。主要用途是构成各种医疗分析和诊断仪器和设备的关键部件。

2、人体的生理信息主要有哪些（从物理、化学、生物三种来展开）？生物信号有哪些特点？

答：物理量：包括各器官的生物电信息、磁信息、压力、振动、速度、流量、温度、形态等；

化学量：包括O2 、CO2、CO、NH3、K+、Ca+等多种化学参量。

生物量：包括酶、抗原—抗体、激素、神经递质、DNA和RNA等

生物信号的特点是信号微弱、信噪比很低、频率很低、非线性、高内阻、干扰因素多等等。

3、什么是血压？简述利用传感器检测血压的一种方法。

答：血压是血管内的血液在血管壁单位面积上垂直作用的力。

传感器的示波法血压测量方法是首先对袖带充气加压，直至阻断肱动脉血流，此时开始缓慢放气减压，随着袖带压力的下降，肱动脉血管由阻断变为导通。这一过程就会在袖带中产生一系列的脉搏波，脉搏波随压力下降逐渐增强，当袖带压力下降到平均压力时脉搏波达到最大值，然后又随袖带压力下降逐渐衰减。

4、简述电容式传感器的基本工作原理、类型。

答：原理：电容的变化是随极板间距、极板面积或极板间介质的相对介电常数的变化而变化

类型：变面积型、变间距型、变介电常数型

5、什么是电涡流效应？如何利用电涡流传感器来测量心脏搏动时心壁位移量和记录呼吸时胸廓的位移量？

答电涡流效应是：一个金属导体放置于一个扁平线圈附近，互不接触。当线圈中通有高频交变电流i1时，在线圈周围将产生交变磁场Φ1；Φ1将通过附近的金属导体产生电涡流i2，使金属导体产生交变磁场

Φ2；Φ2与Φ1方向相反，对Φ1有反作用，从而使线圈中的电流i1的大小和相位均发生变化，即线圈中的等效阻抗发生了变化。

当测杆接触胸口或胸廓时，被测部位的位移通过测杆使磁芯在线圈中发生微小位移，从而引起电感量的变化进而测得心脏搏动时心壁位移量和记录呼吸时胸廓的位移量

6、什么叫压电效应？利用压电材料的压电效应可以制作医用超声换能器，简述其超声的发射和接收的工作原理，写出临床上3种常用的超声

诊断仪。

答：压电传感器是一种利用材料的压电效应，将力、加速度等参数转换成电荷或电压变化的传感器装置。

超声波的发射和接收：采用最普遍的方法--压电法

正压电效应：（超声的接收）超声波（机械压力）→压电材料→交变电场分布

逆压电效应：（超声的发射）交变电场→压电材料伸缩（机械振动）→超声波

A型超声诊断仪、B型超声诊断仪、多普勒超声诊断仪

7、写出5种热电式传感器。除了体温测量，热电式传感器还有哪些医学应用？举一例说明。

答：热敏电阻、热电偶、石英晶体、热释电、PN结型温度传感器

医学应用：肿瘤受超声加热治疗时，可以用热电偶进行控温

8、什么叫光电效应？光电式传感器的常见类型有哪些？可应用于哪些医学仪器或设备中？

答：光电效应是因光照而引起物体电学特性改变的现象。

光电式传感的常见类型有光电管、光电倍增管、光导管、光敏电阻、光电池、光电二极管、光电三极管等。

γ射线探测器、分光光度计、光电比色计、脉膊血氧仪

9、按工作性质来分，生物医用电极有哪些类型？它们各主要应用于哪些方面？

答：（1）按工作性质分类：

①检测电极（敏感元件）②刺激电极（执行元件）

主要用于三个方面：

研究可兴奋组织的传导和反应规律；向生物体内通入外加电流以治病；控制或替代生物体的某些功能（心脏除颤器、起搏器）

10、什么是生物传感器？生物传感器所用的活性物质主要有哪些？答：生物传感器是利用某些生物活性物质所具有的高度选择性，来识别和测定各种生物化学物质的一类传感器。

生物活性物质是指酶、蛋白质、DNA、抗体、抗原、细胞、生物组织等。

11、通过学习“现代生物医学传感技术”这门课，你有什么收获/体会/建议？

答：通过学习“现代生物医学传感技术”这门课，首先让我了解到现代生物医学传感技术的有关基础知识和近年来国内外生物医学传感器和检测技术的最新研究成果有了进一步的了解和生物医学传感器是一类特殊

的传感器件，能感知生物体的生理的、生化的和病理的各种信息，把它们传递出来并转换为电学量，是构成各种医疗分析和诊断仪器和设备的关键部件。其次也让我了解到人体生理信息与分析，如让我了解到人体生理的诊断，人体细胞电位的变化，循环、呼吸、神经、消化和特殊感觉器官的生理信息，与此同时还让我了解到了其它生理参数及其测量和人体生理信息的分析。再次让我了解到现代生物传感器包括电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁电式传感器、热电式传感器、光学传感器、化学传感器和生物传感器同时我也了解到了它们的原理、性能特点和应用等还有就是让我了解到目前，生物医学传感器中，物理类传感器已经实用化，化学传感器也多已达到实用水平，生物传感器大多还处于实验开发阶段。同时我也相信　随着科学技术的发展以及人类对生物的进一步研究，生物医学传感技术也会一起得到发展，医学传感器的种类也会不断增加。另外，多维传感、智能传感、光信息传感等，也将必须构成复杂的传感系统，通过多个传感器在计算机中形成虚拟光学成像系统，这类系统将向多功能化、小型化、多维化、信息处理计算机化等方向发展，更好的为人类服务