医用超声探头高频信号处理工程师岗位招聘考试试卷及答案

医用超声探头高频信号处理工程师岗位招聘考试试卷及答案一、填空题（每题1分，共10分）1.医用超声探头常用阵元类型包括线阵、凸阵和______。2.超声高频信号频率范围通常在______MHz以上。3.探头压电材料常用PZT和______。4.高频信号放大中抑制噪声的常用滤波是______滤波。5.超声回波数字化需满足______定理。6.匹配层作用是减少压电材料与______的声阻抗失配。7.高频信号传输常用______电缆。8.多普勒频移公式中θ是声束与______的夹角。9.三维成像常用______阵探头。10.医用超声A/D转换器分辨率常用______位。二、单项选择题（每题2分，共20分）1.不适合腹部成像的探头是？A.线阵B.凸阵C.相控阵D.腔内探头2.超声高频信号放大器带宽通常覆盖？A.1-5MHzB.5-10MHzC.10-20MHzD.20-50MHz3.压电材料核心特性是？A.光电效应B.压电效应C.磁电效应D.热电效应4.提取血流信息的超声模式是？A.A型B.B型C.D型D.M型5.同轴电缆特性阻抗不包括？A.50ΩB.75ΩC.100ΩD.300Ω6.去除高频噪声用哪种滤波？A.低通B.高通C.带通D.带阻7.阵元数增加主要提升？A.帧率B.分辨率C.穿透深度D.功耗8.奈奎斯特采样频率是信号最高频率的多少倍？A.1B.2C.3D.49.超声信号动态范围压缩用？A.对数放大B.线性放大C.差分放大D.功率放大10.三维成像探头需具备？A.单阵元B.线阵C.面阵D.凸阵三、多项选择题（每题2分，共20分）1.超声探头基本组成包括？A.压电阵元B.匹配层C.背衬D.外壳2.高频信号处理常用数字技术有？A.FIR滤波B.FFT变换C.自适应滤波D.小波变换3.超声成像模式包括？A.A型B.B型C.D型D.M型4.影响探头分辨率的因素有？A.阵元数B.阵元间距C.频率D.声束聚焦5.压电材料分类包括？A.压电陶瓷B.压电聚合物C.压电单晶D.压电半导体6.高频信号传输干扰源有？A.电磁干扰B.射频干扰C.机械振动D.温度变化7.多普勒成像类型包括？A.彩色多普勒B.频谱多普勒C.能量多普勒D.三维多普勒8.匹配层作用是？A.减少声反射B.提高灵敏度C.增加带宽D.降低噪声9.放大器性能指标包括？A.增益B.带宽C.噪声系数D.线性度10.探头应用场景包括？A.腹部检查B.心血管检查C.小器官检查D.腔内检查四、判断题（每题2分，共20分）1.压电材料在电场下产生机械振动（逆压电效应）。2.超声频率越高，穿透深度越大。3.相控阵探头通过电子聚焦实现声束偏转。4.同轴电缆特性阻抗与长度无关。5.奈奎斯特采样频率≥信号最高频率2倍。6.回波强度与组织声阻抗差成正比。7.凸阵探头视野比线阵大。8.数字信号处理抗干扰能力强于模拟。9.背衬材料吸收阵元后向振动。10.多普勒频移与血流速度无关。五、简答题（每题5分，共20分）1.简述超声探头匹配层的作用及设计原则。2.简述高频信号带通滤波的作用及实现方式。3.简述超声多普勒频移原理及临床应用。4.简述A/D转换器在超声处理中的作用及关键指标。六、讨论题（每题5分，共10分）1.如何平衡超声探头分辨率与穿透深度？结合高频处理技术说明。2.高频信号中电磁干扰（EMI）的影响及抑制方法？---答案部分一、填空题1.相控阵2.23.PVDF4.带通5.奈奎斯特6.人体组织7.同轴8.血流方向9.二维面10.12（或16）二、单项选择题1.D2.A3.B4.C5.D6.A7.B8.B9.A10.C三、多项选择题1.ABCD2.ABCD3.ABCD4.ABCD5.ABC6.AB7.ABC8.AB9.ABCD10.ABCD四、判断题1.√2.×3.√4.√5.√6.√7.√8.√9.√10.×五、简答题1.匹配层作用：减少压电材料与人体组织的声阻抗失配，降低声反射，提升探头灵敏度。设计原则：①阻抗介于压电材料（~30MRayl）与人体（~1.6MRayl）之间；②厚度为中心频率声波长的1/4；③单/多匹配层兼顾带宽；④材料需低衰减、高强度（如环氧树脂基复合）。2.作用：提取2-15MHz超声信号，抑制低频噪声（电源干扰）和高频干扰（射频噪声）。实现方式：①模拟：LC谐振、运放+RC网络（巴特沃斯型）；②数字：FIR（线性相位）、IIR（高效）；③混合：模拟预处理+数字精细调整，兼顾实时性。3.原理：探头与红细胞相对运动时，回波与发射频率差Δf=2fvcosθ/c（f发射频率，v血流速度，θ夹角，c声速）。应用：①彩色多普勒（方向/速度）；②频谱多普勒（定量速度/阻力指数）；③能量多普勒（低速血流）；用于心血管、外周血管评估。4.作用：将模拟回波转为数字信号，便于数字处理。关键指标：①采样频率≥2倍信号最高频率；②分辨率12-16位（动态范围72-96dB）；③信噪比（SNR）；④线性度（不失真）；⑤转换速率（满足30帧/秒帧率）。六、讨论题1.平衡策略：①多频率探头：发射宽频信号，浅部用高频（分辨率高）、深部用低频（穿透深）；②数字聚焦：动态孔径/电子聚焦，提升不同深度分辨率；③谐波成像：利用二次谐波（衰减慢），兼顾分辨率与穿透；④自适应滤波：针对深度调整参数，保留有效信号。例如腹部成像发射3.5MHz，接收基波（3.5MHz）和谐波（7MHz）。2.EMI影响：