2025年大学大二（医学仪器原理）仪器设计综合测试题及答案

2025年大学大二（医学仪器原理）仪器设计综合测试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本卷共6题，每题5分。每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在括号内。1.医学仪器设计中，对于微弱信号检测，以下哪种放大器的性能最为关键？（）A.功率放大器B.电压放大器C.低噪声放大器D.运算放大器2.在设计医学成像仪器时，为了提高图像的分辨率，需要着重考虑以下哪个因素？（）A.探测器的灵敏度B.信号的放大倍数C.成像算法的复杂度D.扫描速度3.医学仪器的电源设计中，为了保证仪器的稳定性和可靠性，通常采用哪种电源类型？（）A.线性电源B.开关电源C.电池供电D.以上都可以4.对于生物电信号的采集，以下哪种电极材料具有较好的导电性和生物相容性？（）A.铜电极B.银电极C.金电极D.不锈钢电极5.在医学仪器设计中，为了实现多参数监测，需要采用哪种技术？（）A.传感器融合技术B.信号处理技术C.通信技术D.以上都需要6.医学仪器的软件设计中，为了提高软件的可维护性和可扩展性，通常采用哪种设计模式？（）A.面向过程设计模式B.面向对象设计模式C.结构化设计模式D.以上都可以第II卷（非选择题共70分）（一）填空题（共10分）答题要求：本大题共5个空，每空2分。请将答案填在题中的横线上。1.医学仪器设计的基本流程包括需求分析、______、详细设计、______和测试验证。2.医学成像仪器中，X射线成像的基本原理是利用X射线穿透人体后，在探测器上产生______，经过处理后形成图像。3.生物电信号检测中，常见的干扰源包括工频干扰______和______。（二）简答题（共20分）答题要求：本大题共2题，每题10分。请简要回答问题。1.简述医学仪器设计中如何提高仪器的安全性？2.说明在医学仪器设计中，如何进行抗干扰设计？（三）材料分析题（共20分）答题要求：阅读以下材料，回答问题。材料：在设计一款新型的心电图监测仪时，工程师们遇到了一些问题。该监测仪需要能够准确采集人体的心电信号，并进行实时处理和分析。在实际测试中，发现采集到的信号存在噪声干扰，导致心电图波形不清晰，影响了诊断结果。问题：1.请分析可能导致心电信号噪声干扰的原因有哪些？（1０分）2.针对这些原因，提出相应的解决措施。（1０分）（四）设计题（共15分）答题要求：请设计一个简单的体温监测系统，要求包括传感器、信号调理电路、微控制器和显示模块。请简要描述各部分的功能和工作原理。（五）综合应用题（共5分）答题要求：结合医学仪器原理的知识，谈谈如何设计一款用于糖尿病患者的血糖监测仪，要求说明主要的组成部分和工作原理。答案：第I卷：1.C2.A3.B4.B5.D6.B第II卷：（一）1.方案设计、硬件制作与软件开发2.电信号3.电磁干扰、电极极化干扰（二）1.采用安全可靠的电气隔离技术，确保患者与仪器之间的电气安全；设置多重保护电路，防止过流、过压等情况对患者造成伤害；对仪器外壳进行良好的接地处理，避免漏电风险；严格遵循相关的安全标准和规范进行设计和制造。2.采用屏蔽技术，减少电磁干扰的影响；合理布局电路，避免信号之间的相互干扰；使用滤波电路，去除噪声信号；优化电源设计，提高电源的稳定性；对信号进行合理的接地处理，降低接地噪声。（三）1.可能的原因有：电极与皮肤接触不良；外界电磁干扰；仪器内部电路的噪声；电极本身的极化干扰等。2.解决措施：改善电极与皮肤的接触，确保良好的导电性；采用屏蔽技术，减少外界电磁干扰；优化仪器内部电路设计，降低电路噪声；选择合适的电极材料和处理方法，减少电极极化干扰。（四）传感器采用热敏电阻，用于测量体温，其阻值随温度变化。信号调理电路对热敏电阻输出的微弱信号进行放大、滤波等处理。微控制器接收处理后的信号，进行数据处理和分析。显示模块将体温数据显示出来。（五）血糖监测仪主要由血糖传感器、信号处理电路、微控制器、显示模块和通信模块组成。血糖传感器检测血液中的葡萄