2026年(生物医学工程)医用设备试题及答案

2026年(生物医学工程)医用设备试题及答案一、单项选择题（本大题共30小题，每小题1分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）

1.在医用电气设备的安全标准中，对地漏电流的连续漏电流值通常要求正常状态下不超过多少？

A.0.1mA

B.0.5mA

C.1.0mA

D.10mA

2.心电图机（ECG）导联系统中，属于加压单极肢体导联的是：

A.I,II,III

B.aVR,aVL,aVF

C.V1,V2,V3

D.RL,LL,LA

3.X射线管产生X射线的效率极低，通常只有不到百分之几的能量转换为X射线，其余能量主要转换为：

A.可见光

B.热能

C.射频能

D.机械能

4.在磁共振成像（MRI）系统中，用于接收人体组织发出的射频信号并产生图像的硬件核心是：

A.梯度系统

B.射频发射线圈

C.射频接收线圈

D.主磁体

5.超声波在人体软组织中的平均传播速度约为：

A.1540m/s

B.340m/s

C.3000m/s

D.1500m/s

6.某生物医学传感器用于测量体温，其输出信号为电压。若该传感器在测量范围内具有线性特性，灵敏度为10mV/℃，当温度为37℃时，输出电压应为：

A.0.37V

B.0.27V

C.0.37mV

D.370mV

7.在脉冲血氧仪中，利用了血液中氧合血红蛋白（HbO2）和还原血红蛋白在不同波长下的吸收特性差异。通常选用的两个波长是：

A.660nm和940nm

B.540nm和660nm

C.800nm和1200nm

D.400nm和700nm

8.A/D转换器（模数转换器）的主要技术指标中，决定了系统可分辨的最小模拟信号变化量的是：

A.转换速度

B.量化误差

C.分辨率

D.线性度

9.在X射线计算机断层扫描（CT）中，用于表示X射线束穿过物体后衰减程度的物理量是：

A.CT值

B.线性衰减系数

C.质量衰减系数

D.电子密度

10.医用监护仪中，用于消除工频干扰（50Hz/60Hz）的滤波器通常是：

A.低通滤波器

B.高通滤波器

C.带阻滤波器（陷波器）

D.带通滤波器

11.起搏器电极导管的阻抗特性对于起搏阈值至关重要，一般来说，高阻抗导线的优势在于：

A.允许使用更小的电池

B.增加电流输出

C.容易发生纤维化

D.减少导线寿命

12.在生物医学测量中，为了减少电极与皮肤之间的接触电阻，通常在皮肤与电极之间涂抹的物质是：

A.生理盐水

B.导电膏

C.酒精

D.双氧水

13.核医学成像（如SPECT、PET）与CT、MRI等解剖成像相比，其主要特点是：

A.空间分辨率极高

B.主要提供功能代谢信息

C.无电离辐射

D.成像速度极快

14.在呼吸监测中，阻抗法测量呼吸波是基于：

A.呼吸气体的温度变化

B.胸廓扩张引起的阻抗变化

C.呼吸气体的流速变化

D.膈肌肌电变化

15.某放大器的差模增益为1000，共模增益为0.1，则该放大器的共模抑制比（CMRR）为：

A.1000

B.10000

C.80dB

D.60dB

16.血管内超声（IVUS）成像中，为了获得血管横断面的高清图像，通常采用的超声探头类型是：

A.凸阵探头

B.线阵探头

C.机械旋转式径向探头

D.相控阵探头

17.在MRI成像中，T1加权成像（T1WI）主要反映组织的：

A.质子密度

B.纵向弛豫时间

C.横向弛豫时间

D.磁化率

18.眼电图（EOG）主要用于记录：

A.视网膜色素上皮层的静息电位

B.视网膜神经节细胞的动作电位

C.眼外肌的肌电活动

D.视皮层的诱发电位

19.医用激光设备中，CO2激光器发射的主要波长范围及其主要应用是：

A.1064nm，碎石

B.10.6μm，切割、凝固软组织

C.532nm，光动力治疗

D.810nm，眼科手术

20.透析机中，用于清除血液中代谢废物（如尿素）的核心原理是：

A.滤过

B.弥散

C.吸附

D.离心

21.在生物信号处理中，为了分析信号在不同频段的能量分布，最常用的变换方法是：

A.傅里叶变换（FFT）

B.拉普拉斯变换

C.Z变换

D.希尔伯特变换

22.脑电图（EEG）记录的是大脑皮层神经元：

A.轴突动作电位

B.突触后电位

C.树突电位

D.胶质细胞电位

23.医用设备中，开关电源（SMPS）相比线性电源的主要优点是：

A.纹波极小

B.效率高、体积小

C.电磁干扰（EMI）小

D.电路结构简单

24.在超声多普勒血流测量中，当声源与接收器相对运动时，接收到的频率会发生变化。若血流方向朝向探头，则频移信号表现为：

A.频率升高

B.频率降低

C.频率不变

D.频率变为零

25.某植入式医疗设备采用锂电池供电，为了确保安全性，电池封装必须满足：

A.仅需绝缘

B.气密性封装（HermeticSealing）

C.透气性封装

D.水溶性封装

26.在数字减影血管造影（DSA）中，为了去除骨骼和软组织的背景，主要利用的技术是：

A.时间减影

B.能量减影

C.混合减影

D.体层减影

27.生物材料植入体内后，机体免疫系统对其产生的反应称为生物相容性。急性炎症反应通常发生在植入后：

A.几秒钟

B.几分钟到几小时

C.几天到几周

D.几个月

28.热稀释法测量心输出量（CO）通常使用：

A.Swan-Ganz漂浮导管

B.中心静脉导管

C.动脉导管

D.肺动脉导管

29.在MRI系统中，梯度磁场的主要作用是：

A.产生射频脉冲

B.进行空间定位

C.激发自旋核

D.接收信号

30.医用电气设备按照电击防护程度分类，直接应用于心脏的设备属于：

A.I类CF型

B.II类BF型

C.I类B型

D.II类CF型

二、多项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有二至四项是符合题目要求的。多选、少选、错选均不得分）

31.生物医学信号的主要特点包括：

A.强噪声背景

B.信号幅度微弱

C.频率范围非恒定

D.随机性强

32.典型的心电图机主要由以下哪些模块组成？

A.导联选择器

B.前置放大器

C.主放大器

D.记录器

33.关于MRI中的K空间，下列描述正确的是：

A.K空间中的每一点对应图像中的每一点

B.K空间中心区域主要包含图像的对比度信息

C.K空间边缘区域主要包含图像的细节/分辨率信息

D.K空间填充顺序决定图像的采集速度

34.下列X射线影像质量参数中，与辐射剂量直接相关的有：

A.空间分辨率

B.对比度分辨率

C.噪声（量子斑点）

D.信噪比（SNR）

35.医用超声探头（换能器）的关键组件包括：

A.压电晶体

B.匹配层

C.背衬块

D.声透镜

36.在医院信息系统中，PACS（PictureArchivingandCommunicationSystem）的主要功能包括：

A.图像的存储与归档

B.图像的传输与通讯

C.图像的后处理与显示

D.医生排班管理

37.影响脑电图（EEG）信号质量的主要干扰源有：

A.眼电干扰（EOG）

B.肌电干扰（EMG）

C.心电干扰（ECG）

D.工频干扰

38.下列关于除颤器的描述，正确的是：

A.体外除颤通常使用单向波或双向波

B.双向波除颤比单向波除颤所需能量通常更低

C.除颤脉冲波形可以是指数衰减波或方波

D.除颤时不需要涂抹导电膏

39.医疗设备风险管理过程中，常用的风险分析方法包括：

A.初步危害分析（PHA）

B.故障模式影响分析（FMEA）

C.故障树分析（FTA）

D.危害分析和关键控制点（HACCP）

40.下列关于PET（正电子发射断层成像）的叙述，正确的有：

A.需要注射放射性核素标记的示踪剂

B.探测的是正电子湮灭辐射产生的两个511keV光子

C.空间分辨率通常高于MRI

D.常与CT或MRI进行图像融合（PET-CT,PET-MRI）

三、填空题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）

41.生物医学工程是综合生物学、医学和工程学的理论和方法，利用工程学技术手段，研究、解决医学中的有关问题，防病、治病、__________、服务于人类健康的一门交叉学科。

42.在测量系统中，若输入信号为正弦波，输出信号幅值随频率变化的特性称为__________。

43.惠斯通电桥常用于测量电阻的微小变化，如应变片传感器。当电桥平衡时，检流计读数为__________。

44.X射线管的管电压通常以__________为单位，它决定了X射线的最大能量和穿透力。

45.在MRI中，射频脉冲停止后，宏观磁化矢量从激发态恢复到平衡态的过程称为__________。

46.超声成像中，由于波束宽度有限造成的图像模糊称为__________。

47.肌电图（EMG）可以分为表面肌电图和__________肌电图。

48.IEC60601系列标准是医用电气设备的__________标准。

49.血压测量中，袖带内压力高于收缩压时，血管被阻断，血流__________。

50.CT图像中，水的CT值被定义为__________HU。

51.某生物信号的频率范围为0.05Hz-100Hz，为了防止信号失真，采样频率至少应大于__________Hz（根据奈奎斯特采样定理）。

52.心脏起搏器按起搏模式可分为单腔起搏、双腔起搏和__________起搏。

53.激光光凝治疗视网膜病变的主要利用了激光的__________效应。

54.人工心肺机（体外循环机）在心脏手术中主要替代心脏的__________功能和肺的气体交换功能。

55.医疗设备电磁兼容性（EMC）包含两个主要方面：电磁干扰（EMI）和__________。

56.在超声多普勒检查中，血流速度V、频移fd、超声频率f0及声速c之间的关系式为fd=_________。

57.脑磁图（MEG）与脑电图（EEG）相比，其主要优势在于__________分辨率高，且不受头皮和颅骨阻抗的影响。

58.生物传感器通常由生物识别元件（如酶、抗体）和__________组成。

59.数字图像处理中，将图像从低分辨率转换为高分辨率的技术称为__________或超分辨率重建。

60.医疗器械在申报注册时，必须进行__________测试，以证明其符合相关安全有效标准。

四、判断题（本大题共15小题，每小题1分，共15分。正确的打“√”，错误的打“×”）

61.医用电气设备的I类设备必须依靠保护接地来提供基本安全防护。

62.在生物电位测量中，电极极化电位是一种直流干扰，可以通过隔直电容（高通滤波）来消除。

63.X射线具有电离辐射特性，长期大剂量照射会增加癌症风险，因此应遵循ALARA原则（尽可能低原则）。

64.MRI成像没有电离辐射，因此对于任何患者（包括植入起搏器者）都是绝对安全的。

65.超声波在空气中衰减极快，因此超声探头必须通过耦合剂与人体紧密接触。

66.热电偶传感器利用的是塞贝克效应，即两种不同金属导体连接在一起，当两端温度不同时产生热电势。

67.心电图中，P波代表心室去极化的过程。

68.模拟信号转换为数字信号的过程中，量化误差是不可避免的，但可以通过增加位数来减小。

69.CT扫描中，螺距是指床移动速度与准直器宽度的比值，螺距越大，单位时间扫描范围越大，但噪声也增加。

70.在生物医学测量中，隔离放大器的主要作用是提高信号的增益。

71.脑电图（EEG）的Alpha波通常在成人清醒、闭眼、放松状态下出现。

72.所有的植入式医疗器械都必须具有极高的生物相容性，且终身不需要更换。

73.医疗器械软件属于医疗器械的一部分，其全生命周期管理也需遵循医疗器械监管法规。

74.激光在眼科手术中应用广泛，因为眼球透明组织对特定波长的激光吸收率极低，激光可以直接作用于眼底。

75.血氧饱和度（SpO2）是指血液中氧合血红蛋白容量与全部血红蛋白容量的百分比。

五、名词解释（本大题共10小题，每小题3分，共30分）

76.生物医学传感器

77.共模抑制比（CMRR）

78.空间分辨率

79.半值层（HVL）

80.弛豫时间（T1和T2）

81.多普勒效应

82.功能性磁共振成像

83.远程医疗

84.生物相容性

85.医疗器械不良事件

六、简答题（本大题共6小题，每小题5分，共30分）

86.简述医用电气设备安全检测中，对地漏电流和患者漏电流的区别及其重要性。

87.描述心电图（ECG）中P波、QRS波群、T波分别代表的心脏生理活动及其临床意义。

88.简述X射线影像增强器的基本工作原理。

89.列举三种主要的医学成像模态（MRI、CT、超声），并比较它们在成像原理、软组织对比度及辐射安全性方面的主要差异。

90.简述在生物信号采集系统中，为什么需要前置放大器，以及它应具备哪些特性？

91.解释超声成像中“时间增益补偿（TGC）”或“深度增益补偿（DGC）”的作用。

七、分析与计算题（本大题共4小题，共35分）

92.（8分）某应变片测量电桥，采用全桥电路，四个应变片的电阻值均为120Ω，灵敏度系数K=2.0。若施加应变ε=1000με（微应变），供电电压E=5V。

(1)计算单个应变片的电阻变化量ΔR。

(2)计算全桥电路的输出电压Uo（假设ΔR<<R）。

93.（8分）在X射线成像中，单能窄束X射线穿过厚度为d的均匀物体。已知物体的线性衰减系数μ=0.2cm⁻¹，入射X射线强度I₀=1000mR。

(1)计算当物体厚度d=5cm时，透射出的X射线强度I。

(2)计算该物质的半值层（HVL）厚度。

94.（9分）某超声多普勒血流仪，发射频率f₀=5MHz，声波在软组织中的传播速度c=1540m/s。已知接收到的频移信号f_d=2kHz。

(1)假设声束与血流方向的夹角θ=60°，计算血流速度V。

(2)如果夹角θ变小（趋向于0°），对测量结果有何影响？

(3)解释为什么多普勒血流测量中存在角度依赖性。

95.（10分）某心电放大电路，差模增益Ad=1000，共模增益Ac=0.5。输入信号包含差模心电信号（幅度1mV）和共模工频干扰（幅度100mV）。

(1)计算该放大器的共模抑制比CMRR（以dB为单位）。

(2)计算输出端心电信号的幅度。

(3)计算输出端工频干扰的幅度。

(4)根据计算结果，分析该放大器对工频干扰的抑制效果。

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参考答案及详细解析

一、单项选择题

1.A[解析]IEC60601标准规定，正常状态下对地漏电流一般要求不超过0.1mA（100μA），具体视设备类型而定，但这是最严格的标准值。

2.B[解析]aVR,aVL,aVF为加压单极肢体导联；I,II,III为标准双极肢体导联；V1-V6为胸导联。

3.B[解析]X射线管效率极低，绝大部分能量（约99%）在阳极靶上转化为热能。

4.C[解析]射频接收线圈负责接收MR信号；梯度系统负责空间编码；射频发射线圈负责发射RF脉冲。

5.A[解析]校准的平均声速设为1540m/s，用于超声成像的距离计算。

6.A[解析]V=ST=10mV/℃37℃=370mV=0.37V。

7.A[解析]氧合血红蛋白和还原血红蛋白在红光（660nm）和红外光（940nm）处的吸收差异最大。

8.C[解析]分辨率（位数）决定了最小可分辨的模拟量变化。

9.B[解析]CT重建基于Radon变换，物理基础是射线穿过物质时的线性衰减系数。

10.C[解析]工频干扰是特定频率（50/60Hz），通常使用带阻滤波器（陷波器）滤除。

11.A[解析]高阻抗导线在相同电压下驱动电流更小，从而节省电池电量并延长寿命。

12.B[解析]导电膏用于降低皮肤-电极接触阻抗，减少信号失真。

13.B[解析]核医学成像通过示踪剂分布反映代谢功能，空间分辨率低于CT/MRI。

14.B[解析]呼吸时胸廓阻抗发生周期性变化，通过高频恒流源检测阻抗变化可得呼吸波。

15.C[解析]CMRR=Ad/Ac=1000/0.1=10000；20lg(10000)=80dB。

16.C[解析]机械旋转式径向探头（或相控阵径向探头）可360度成像血管横断面。

17.B[解析]T1WI主要反映组织纵向磁化矢量恢复快慢，即T1弛豫时间。

18.A[解析]EOG记录的是眼球前后极之间存在的静止电位及其随眼球运动的变化。

19.B[解析]CO2激光波长10.6μm，位于远红外区，水吸收极高，极佳用于切割和止血。

20.B[解析]血液透析主要基于溶质跨膜弥散原理（顺浓度梯度）和超滤原理（脱水）。

21.A[解析]FFT用于将时域信号转换为频域信号，分析频谱特性。

22.B[解析]EEG主要反映皮层锥体神经元突触后电位（主要是EPSP和IPSP）的集合。

23.B[解析]开关电源通过高频开关调整电压，效率高、体积小，但EMI较大。

24.A[解析]多普勒效应中，朝向探头运动（距离减小），接收频率升高。

25.B[解析]植入式电池必须气密性封装，防止体液腐蚀电池内容物引起泄漏或失效。

26.A[解析]DSA最常用的是时间减影，将造影剂注入后的图像与注入前的蒙片相减。

27.B[解析]急性炎症反应是机体对异物植入的早期反应，发生在几分钟到几小时内。

28.A[解析]Swan-Ganz导管漂浮至肺动脉，利用热稀释法测量心输出量。

29.B[解析]梯度磁场在X、Y、Z方向上线性变化，用于信号的空间定位编码。

30.A[解析]直接应用于心脏（如心导管、起搏器）的设备必须满足最高防护等级，即CF型（CardiacFloating）。通常为I类CF型。

二、多项选择题

31.ABCD[解析]生物信号普遍具有强噪声、弱信号、随机及非平稳特性。

32.ABCD[解析]导联选择、前置放大（高阻抗、高CMRR）、主放大（增益调节）、记录器（显示/描记）是ECG机基本构成。

33.BCD[解析]K空间是原始数据空间，经过傅里叶逆变换才得到图像空间数据。K空间中心决定对比度，边缘决定细节。

34.CD[解析]增加剂量可降低噪声（量子斑点），提高信噪比，从而改善对比度分辨率。空间分辨率主要受系统几何因素影响。

35.ABCD[解析]压电晶体（核心）、匹配层（声阻抗匹配）、背衬块（吸声、减振）、声透镜（聚焦）是探头关键组件。

36.ABC[解析]PACS负责医学影像的存储、传输、通讯、显示及管理，不包括排班（属于HIS）。

37.ABCD[解析]眼电、肌电、心电及工频都是EEG记录中的常见干扰源。

38.ABC[解析]双向波效率高；波形多样；体外除颤需使用导电膏或导电凝胶垫以降低阻抗和灼伤风险。

39.ABC[解析]PHA,FMEA,FTA均为风险分析常用工具；HACCP主要用于食品安全，较少用于医疗器械风险定性分析。

40.ABD[解析]PET探测511keV湮灭光子对；需正电子核素；空间分辨率低于CT/MRI；常与CT/MRI融合。

三、填空题

41.诊断

42.幅频特性

43.零

44.千伏

45.弛豫

46.旁瓣伪影（或部分容积效应，此处指波束宽度引起的通常指声束宽度导致的模糊，标准术语可填空间分辨力受限，但更准确的是声束宽度导致的伪影，填“声束伪影”或“旁瓣干扰”亦可，此处简单填“声束宽度影响”或标准答案“声束伪影”）->修正：通常填“旁瓣”或“声束宽度”相关，此处标准答案倾向于“声束宽度”。

47.针极

48.安全

49.中断（或无血流）

50.0

51.200（根据采样定理，fs>2fmax，fmax=100，故fs>200）

52.三腔（或四腔/多腔，现代多为三腔或更多，但标准分类为三腔）

53.热效应

54.泵血

55.电磁敏感度（EMS）

56.2Vf0cosθ/c

57.空间

58.信号转换器（或物理化学换能器）

59.插值

60.型式试验（或注册检测）

四、判断题

61.√[解析]I类设备依靠基本绝缘+保护接地作为双重防护的一部分。

62.√[解析]电极极化电位是直流，隔直电容可阻断直流，通过交流生物电信号。

63.√[解析]辐射防护三原则：实践的正当性、防护的最优化（ALARA）、个人剂量限值。

64.×[解析]MRI强磁场环境对铁磁性植入物（如旧式起搏器）极其危险，严禁进入。

65.√[解析]空气声阻抗极低，超声波在界面处反射极强，需耦合剂匹配声阻抗。

66.√[解析]塞贝克效应定义。

67.×[解析]P波代表心房去极化，QRS波代表心室去极化。

68.√[解析]量化误差是ADC原理性误差，位数越多误差越小。

68.√（注：原题号重复，修正为69）[解析]螺距增大，光子密度降低，噪声增加。

70.×[解析]隔离放大器主要作用是电气隔离（安全）和抑制共模干扰，其次才是提供一定增益。

71.√[解析]Alpha波（8-13Hz）是清醒闭眼放松状态下的基本节律。

72.×[解析]许多植入物（如电池、瓣膜）有寿命限制，或因并发症需更换。

73.√[解析]医疗器械软件（SaMD）受严格监管。

74.√[解析]眼球介质对可见光及近红外光透明，激光可直射眼底。

75.√[解析]SpO2定义。

五、名词解释

76.生物医学传感器：能将生物体中各种非电生理参数（如温度、压力、pH、血氧浓度等）或电生理信号转换为易于测量和处理的电信号（或其他形式信号）的装置。

77.共模抑制比（CMRR）：差分放大器抑制共模干扰信号能力的指标，定义为差模增益与共模增益的比值，通常用对数形式表示（dB）。

78.空间分辨率：成像系统分辨两个相邻微小物体细节的能力，通常用可分辨的最小距离（如线对/mm）来表示。

79.半值层（HVL）：使入射X射线强度衰减到一半时所需的某种吸收物质的厚度。它反映了X射线的穿透能力（硬度）。

80.弛豫时间（T1和T2）：在MRI中，指射频脉冲停止后，宏观磁化矢量恢复到平衡态的时间常数。T1（纵向弛豫时间）是纵向磁化矢量恢复的时间常数；T2（横向弛豫时间）是横向磁化矢量衰减的时间常数。

81.多普勒效应：当波源与观察者之间有相对运动时，观察者接收到的波的频率与波源发出的频率不同的现象。

82.功能性磁共振成像：利用MRI技术检测大脑局部血流代谢变化引起的血氧水平依赖（BOLD）信号变化，从而反映大脑神经活动功能的成像方法。

83.远程医疗：利用通信技术和计算机技术，对远地患者进行诊断、治疗、咨询和保健服务的一种医疗模式。

84.生物相容性：生物材料植入体内或与机体接触后，能被机体耐受，且不引起明显的局部或全身毒性、免疫反应、过敏或致畸等不良反应的能力。

85.医疗器械不良事件：获准上市、合格的医疗器械在正常使用情况下，发生的导致或可能导致人体伤害的任何与医疗器械预期使用效果无关的有害事件。

六、简答题

86.答：

(1)对地漏电流：指在正常或单一故障状态下，流经保护接地导线的电流。它反映了设备绝缘性能的好坏，若过大可能导致外壳带电，引发电击。

(2)患者漏电流：指在正常或单一故障状态下，流经患者（或应用部分）流向地或流向其他患者的电流。由于患者可能处于虚弱状态或直接连接心脏，患者漏电流的限制更为严格。

(3)重要性：两者都是评价医用电气设备电气安全的重要指标，其中患者漏电流直接关系到患者的生命安全，要求最为苛刻。

87.答：

(1)P波：代表心房去极化过程。正常形态圆钝。P波异常常提示心房肥大或房性心律失常。

(2)QRS波群：代表心室去极化过程。正常时限<0.12s。QRS波群增宽常见于室性心律失常、束支传导阻滞或室内传导延迟。

(3)T波：代表心室复极化过程。正常方向与QRS主波方向一致。T波倒置或高尖常提示心肌缺血、梗死或高钾血症等。

88.答：

X射线影像增强器（I.I.）的工作原理如下：

(1)转换：X射线穿过人体后投射到输入屏（荧光屏），将不可见的X射线光子转换为可见光光子。

(2)光电转换：可见光光子照射到光电阴极，由于光电效应，光电阴极发射电子（光电子）。

(3)加速聚焦：光电子在阳极高压电场（20-30kV）作用下加速，并在电子透镜聚焦作用下，高速电子束轰击输出屏。

(4)显像：高速电子束撞击输出屏（荧光屏），将电子能量转换为高亮度的可见光图像。

(5)结果：输出屏上的图像亮度比输入屏提高了数千倍，大大提高了X射线影像的亮度和灵敏度，便于摄像或观察。

89.答：

(1)CT（计算机断层扫描）：

原理：利用X射线束对人体某断面进行扫描，探测器接收透射后的X射线，通过计算机重建得到断层图像。

软组织对比度：较低（依赖密度差），对骨骼和肺部效果好。

辐射：有电离辐射。

(2)MRI（磁共振成像）：

原理：利用强磁场和射频脉冲激发人体内氢质子产生共振，接收弛豫信号重建图像。

软组织对比度：极高，对脑、脊髓、肌肉、韧带等软组织分辨优异。

辐射：无电离辐射。

(3)超声成像：

原理：利用超声波在人体内的传播特性（反射、散射、衰减），通过探头接收回波信号成像。

软组织对比度：较好，实时性强，特别适合腹部脏器及胎儿检查。

辐射：无电离辐射，安全。

90.答：

(1)需要原因：生物电信号（如ECG、EEG）通常极其微弱（mV或μV级），且内阻较高。前置放大器位于测量系统的最前端，其作用是初步放大信号并提高信噪比，同时进行阻抗变换，以匹配后续电路。

(2)应具备特性：

高输入阻抗：减少信号源负载效应，避免信号衰减。

高共模抑制比（CMRR）：有效抑制工频干扰等共模噪声。

低噪声：防止引入额外噪声淹没微弱信号。

适当的增益：将信号放大至适合后续处理的电平。

91.答：

在超声传播过程中，由于声束在不同深度处的衰减程度不同（随深度增加，声能衰减增大），导致深部组织的回波信号显著弱于浅部组织。

TGC（时间增益补偿）的作用是根据超声波往返的时间（即深度），动态地调整放大器的增益。对来自深部（延迟时间长）的回波给予较大的放大，对来自浅部（延迟时间短）的回波给予较小的放大，从而使屏幕上不同深度的回波亮度均匀一致，获得清晰的图像。

七、分析与计算题

92.解：

(1)根据应变片公式ΔR/R=Kε

ΔR=RKε

已知R=120Ω,K=2.0,ε=1000με=100010⁻⁶=0.001

ΔR=1202.00.001=0.24Ω

(2)全桥电路中，四个桥臂应变片感受的应变极性设计为两两增加、两两减小（如受拉和受压），输出电压公式为：

Uo=E(ΔR/R)（注：全桥灵敏度为单臂的4倍，即Uo=E4(ΔR/R)/4?不，公式推导：Uo≈E(ΔR1/RΔR2/R+ΔR3/RΔR4/R)/4.若全桥设计使得相邻臂差动，则Uo=E(ΔR/R)k，其中k为电桥系数。全桥最大系数为4，若此处假设全桥所有臂应变均为ε且极性使得输出叠加，则Uo=EKε。但通常题目若未说明应变极性，假设标准全桥差动连接，输出为单臂的4倍。）

标准全桥（两拉两压）输出公式：Uo=EKε

或者直接代入：Uo=E(ΔR/R)电桥系数

题目未明确受力情况，通常按全桥最大输出计算：

Uo=E(ΔR/R)4=5V(0.24/120)4=50.0024=0.04V

或者更通用的理解：若题目仅说“施加应变”，通常指单臂受力？不，全桥电路意味着四个臂都参与。

若按标准全桥差动连接（例如悬臂梁全桥），输出电压Uo=EKε=52.00.001=0.01V=10mV。

让我们重新审视公式：Uo=(E/4)Σ(±ΔRi/Ri)。

若全桥，ΔR1=+0.24,ΔR2=-0.24,ΔR3=+0.24,ΔR4=-0.24.

Uo=(5/4)(0.24/120(-0.24/120)+0.24/120(-0.24/120))

=1.25(0.002+0.002+0.002+0.002)