课后题库

一：问答

1.1 人体生理参数ECG、EEG和EMG的测量范围是多少？ 1.3 何为宏电击？何为微电击？微电击的危害如何。

2.4 举例说明不同于工程测量的人体电子测量的特殊性

2.5 根据电极与皮肤接触的等效电路，说明皮肤阻抗随电流频率的改变有何变化。 3.1 银-氯化银电极有哪些优点，它是如何制取的。

3.2 板状电极的阻抗与频率的关系如何，在阻抗法生理测量中应采用何种频率？ 3.3 金属丝微电极和玻璃微滴管式电极与放大器连接后呈现何种不同特性。它们用途有何不同。

3.4 举例说明不同于工程测量的人体电子测量的特殊性 3.5 用于测量体表两点电位差的两个电极，如何选取两种不同的材料制作，会有什么问题？ 3.6 用于心电监护的一对Ag-AgCl电极中，有一个是脏的，于是某学生用钢棉把它擦亮，这种做法对吗？将如何影响信号的测量？ 4.1如图4.1所示，RC低通滤波器接入是为了减少公共阻抗产生的干扰，说明其抑制干扰的原理。

C E 放大器1 图4.1

放大器2

4.2心脏监视仪上发现峰-峰值为1mv的50Hz干扰，用什么简单方法可区分是由于容性耦合还是感性耦合造成的？

图4.2

4.5 散粒噪声与热噪声的区别是什么？

4.6 带宽加陪，对于白噪声来说其噪声功率如何变化？粉红噪声又将如何？ 4.11 分析电极本身的噪声对ECG、EEG、EMG造成的危害。 5.2 生物前置放大器的四条基本要求是什么？

5.3 输入端电极的不平衡，会造成何种危害？减少其危害的办法是什么？

5.4 差动放大器的共模抑制比有哪两个因素决定？试写出其公式。

5.8 屏蔽驱动和浮地跟踪为何能提高共模抑制比？试给予说明，要求画出电路。 5.7 从提高上述放大器的共模抑制比的角度，应如何选择电路中的器件。 5.9 生物电放大器为何应采用电气隔离？常用的电器隔离有哪两种方式，各有什么特点。 5.10 试论述体表ECG 、EEG、EMG信号的形成，比较其幅度、频率特性。

5.11 说明体表标准12导联心电图中那些是单极导联、哪些是双极导联方式。 5.13 画出体表心电标准II导联的波形，并注明P、Q、R、S、T等波及PQ、QT各间期的位置。

5.14 解释上述每个波形或间期的心脏生理学含义。

5.15 用于心电监护的一对AgCl电极中，有一个是脏的，于是某学生用钢棉把它檫亮，这种做法将对信号的测量有何影响？

5.16 用于测量体表两点电位差的两个电极，如何选取两种不同的材料制作，会有什么问题？

5.19 试简述临床用12导联心电图机的心电放大器由哪几个主要部分组成。

5.20 具体说明WILSON电阻网络和导联选择完成何种功能。给出12导联的输入电路图。 5.21 12导联切换时，闭锁信号INST起何作用。

5.22 试讨论选择威尔逊（Wilson）中心电端电阻时应考虑的因素，说明电阻选得太大或太小的优缺点。

5.24 试设计一个心电图机用的电极脱落检测电路，并说明其原理。

6.1 临床监测脑电图，放置电极应采用何种方法。 6.2 脑电图有什么基本特征？分别以什么方式表示？

6.3 按频率划分，脑电图分几类，其频率范围如何。其生理意义如何。 6.4 诱发电位与脑电波的区别何在，常见的三种诱发电位是什么？

6.5 肌电图的基本参数是什么？简述肌电图用于测定运动神经传导速度的原理。 6.6 何谓特异性诱发电位？临床上常用的诱发电位有哪几种？

6.7 设计一个脑电图机用的电极阻抗测量电路，并说明其与心电图机中的电极脱落电路相比有何异同，为什么？

6.8 文献调研：诱发电位提取的最新技术及实现。

7.1 测量血压的四种间接测量方法是什么？目前临床上使用的是哪种方法。

7.2 简述无创伤血压测量示波法是测量原理。给出袖带压力脉搏波的图示关系。 7.3 示波法测量平均压的准则是是什么。

7.4 简述超声法血压测量原理的基本原理。超声法有什么特点。 8.1 简述无创伤血氧饱和度测量的原理和方法。

8.2 测量心输出量的指示剂稀释法和阻抗法有何优缺点。 9.1 简述A，B，M型超声诊断原理及其原理的异同。

9.2 详细给出A型超声诊断仪的原理方框图及其各部分工作原理。 9.3 简述A，B，M型超声诊断仪的用途。

9.8 试比较M型超声与A型、B型超声的相同之处？ 9.9 提高超声频率对超声探测的利弊各是什么？

9.10 怎样减小探头与皮肤表面的入射超声衰减？

9.13 普通X射线摄影像与X-CT影像最大的不同之处是什么？

9.14 何为体层？何为体素？何为像素？在重建CT像的过程中，体素与像素有什么关系？

9.15 重建CT像时都要通过扫描来采集足够的投影数据，请问何为扫描？扫描与哪些方式？

9.18 何为CT 值？它与衰减系数μ有什么关系？

9.19 请你简述X-CT重建图像原理（以投影重建法为例）。

9.20 何为窗口技术？什么是窗宽和窗位？请你举出事例说明窗口技术的作用。 9.21 据你所知，图像的后处理技术有哪些？

10.1 电刺激产生组织兴奋的条件是什么。什么是心脏的绝对不应期。 10.2 电刺激强度-时间曲线中，基强度和时值是如何定义的。 10.3 在直流电作用下，在阴极和阳极附近组织兴奋性有何不同？ 10.4 心脏起搏器的作用是什么？心脏起搏器主要分为几大类？ 10.5 心脏起搏器是如何命名的？

10.6 简述固定型起搏器电路的工作原理。

10.7 什么叫心脏除颤器？其作用是什么？除颤与起搏的主要区别是什么？ 10.8 简述心脏除颤器的基本原理。

1. 心电图监护仪中，将病人的心电信息经前置放大器接入显示与记录仪的常见方法有哪三

类？ 2. 机能余气量是指什么？

3. 请画出X-CT机的构成框图。

填空：

1.2 通过人体是低频电流对人体的三个作用是（），（），（） 2.3 有效不应期是（）

4. HOLTER记录是病人心电图的连续磁带记录，习惯上记录 小时。

强制性呼气量（时间肺活量）FEVt： 。 5. 正常人在第1、2、3秒末应呼出的气量（即时间肺活量）分别为其肺活量的 、 和 。

6. 显示组织切面声象图的是 型诊断仪，振幅型诊断仪是 型诊断仪，描记心动曲线

的是 型诊断仪。

计算：

2.1 静息时，细胞膜内外主要离子浓度差别如何，试计算K+的平衡电位。

3.7 体表绝缘干电极的接触薄膜等效电容为5000pF，为满足心电信号的低频响应，放大器的输入电阻应为多大？

3.8 电路如图3.1所示，E=5V，不计其电阻；R1=100Ω；R2=200Ω；R3=1000Ω；R4=2000Ω；△R4=5Ω；RL=100Ω（检流计的电阻）；设检流计的灵敏度KL=10mm/uA。试求输出电压UL及检流计的偏转大小。

R1 R3 E A RL B

R2 R4

图 3.1

3.9 电阻丝应变片与半导体应变片在工作原理上有哪些不同？它们的灵敏度公式各为?什么有何不同 ？

双差动应变片电阻电桥如图3.2所示，R1=R10+△R；R2=R20- △R；R3=R30-△R；R4=R40+△R；R10=R20=R30=R40=100Ω；E=10V。试求输出电压UL及系统的灵敏度。

A

R1 R3 E C UL D

R2 R4

B 图 3.2

4.3一个学生在具有差动输入的示波器上观察自己的心电图，示波器差模输入阻抗为1MΩ，两电极（含导联线）阻抗分别为10KΩ和20K欧姆，导联线引入位移电流6nA，学生右腿接地电阻为30KΩ体位移电流0.5uA，试计算学生观察的50Hz的干扰的大小。

4.4 一个放大器输入阻抗Zi=R=0.1Ω，放大器增益K=100，放大器输入端裸露在机壳外面的引线B与电线A靠近，由容性耦合造成的干扰引入如图4.2所示。假设两导

A C B K=100 Uo Us Zi

图4.2

线间耦合电容C=0.01pF，电线A的等效干扰源为Us=5V，干扰源的频率f=1MHz。 （a） 试画出干扰引入的等效电路。

（b） 求放大器输出端的干扰信号的大小。

-92

4.7 1/f噪声过程的谱密度为8*10V/Hz，问600Hz到2400Hz频段上传出噪声均方根是多少？

4.8 设某白噪声过程的谱密度为2*10-8V2/Hz，如果系统的带宽为100kHz，其输出的噪声均方根电压是多少？

4.9 一个电阻阻值为1KΩ，工作在290KHz和100MHz频带内，计算其两端产生的噪声电阻

均方根值。就热效应而言，证明这个有噪声的电阻能看成一个无噪声电阻与一个电流为12.65nA的噪声电流源并联。

4.10 三个电阻R1、R2、R3分别保持在温度T1、T2、T3，求串联和并联时等效温度T和总电阻的表达式。

4.12 某热噪声过程中，噪声电压有效值的平方等于15*10-6V2，带宽为5*104Hz，求谱密度。 4.13 电阻值为2MΩ，温度为27C，所考察的贷宽为1MHz，求谱密度？

4.14 一直流电流流过电阻R，R=1KΩ，电流为1A，它还通过一有限带宽为510kHz的温度限制二极管，求散粒噪声的谱密度？

o

4.15 二极管与电阻串联电路通过的直流电流为10uA，温度为27C，带宽为1MHz，电阻为10KΩ，求散粒噪声、热噪声贡献的噪声电压。

4.16 某系统在输出端提供的附加噪声是50*10mW，输入噪声为5*10mW。系统功率增益是4，求输出噪声和噪声系数是多少？

4.17 系统的噪声系数是13，若输入信噪比是65，输出信噪比是多少？ 4.18 两极放大系统的数据如下，求系统的噪声系数： 噪声系统 功率增益 4.19 当用变电阻式传感器拾取生物电信号时，传感器在放大器输入回路中可等效成一个与信号源相并联的电阻。试求包括传感器在内的放大器的等效输入噪声电压Uin和噪声系数F。

5.1 图5-1所示为相并联差动结构的ECG前置放大器电路。所用运放器件的共模抑制比均为A1=100dB，A2=102dB ，A3=100dB。输入回路中两极阻抗分别为22kΩ，23kΩ。放大器的输入阻抗为80M欧姆。放大器中所用电阻的精度为δ=0.1%，其它参数如图所示。求包括电极参数在内的放大器的共模抑制比。

5.5 某差动放大器的IC器件的共模抑制比为100dB，放大器的闭环差动增益为Ad=20，电阻的误差为δ=0.1%。试求放大器的总的共模抑制比。

5.6 同相并联差动放大器电路（图5-1）的优点是什么？该放大器的差模增益是多少，总的共模抑制比是多少

第一级 3dB 4 第二级 10dB 5 -3

-3

o

3Ui122k24+-11A1A120k100k100k4320k2+-11A3A1Uo32Ui223k4100kA2A120k100k+-11图5-1同相并联差动放大器电路

5.12 已知标准肢体导联I、II、III的电压为VI、VII、VIII。证明加压导联电压公式： UaRL=1/2（VI-VIII） UaVR=-1/2（VI+VII） UaVF=1/2（VII+VIII）

5.17 设计一个差动增益Ad=20，差动输入电阻大于20k欧姆的基本差动放大器电路，并按CMRRR=80dB，确定电阻的公差。

5.18 如图5-2为测量运算放大器的CMRR的电路，若所用的电阻的精度为1%，器件本身的CMRR为80dB，求测量误差是多少？若要求误差在10%以内，则要求选用多大精度的电阻。

图5-2

5.23 设计一个在每次记录开始时会自动校准心电图机的装置。定标信号用1mv的标准脉冲。

8.3 依据Kubicek理论，用阻抗法测量每搏输出量。设人体胸和颈间等效为一段圆柱形血管，常态时（充血前）的截面积为A0，长度为L，平均阻抗为Z0=ρL/ A0；舒张后（充血后）的截面积为A1，长度不变，平均阻抗为Z1=ρL/ A1。平均阻抗的变化为ΔV=（Z1- Z0）。设ρ为血液的电阻率。

（1）试证明：心脏没搏输出量公式为：ΔV=-（ΡL2/ Z02）ΔZ （2）若已知L=25cm，Z0=30欧姆，血液的电阻率ρ=135欧姆·cm，从阻抗微分图上测得（dz/dt）=2.4Ω/s，射血时间Tz=0.3s。若受试者的心率为没分钟70次。试计算心脏每搏输出量和心输出量。

5.25 设计一右腿驱动电路，并标出所用电阻的数值，对流过身体的50Hz干扰电源，要求共

max

~ 模电压必须减小到2mv；当放大器在+12V 饱和时，电路流过的电流不应大于5uA。 9.6 超声波在水中的转播速率为1500m/s，求频率为0.5MHz和10MHz的超声在水中的波长分别是多少？

9.7 已知超声探测器的增益为100dB，探头是发射和接收两用型，在某组织中的最大探测深度为0.5m，求该组织的吸收系数。

9.11 用多谱勒效应测量心脏壁的运动速率时，超声频率为5MHz，垂直入射心脏，已知声波在组织中的速度为1500m/s，测得的多谱勒频移为500Hz，求此瞬间心脏壁的运动速率大小。

9.12* 用10MHz的脉冲超声探测眼球，脉宽为2us，声速为1500m/s，求最小探测深度的理论值。

9.16 请画出或写出下列射线束投照各种介质后广义下的投影值：

1 3 2 4 3 2 2

射线 （ ） （a）

μ1 μ2 μ3 μ4 μ5 μ6 μ7

射线 （ ）

（b） 题9.16的图

9.17 已知有四个体素阵列且在四个方向上的反投影值已填写在各体素中。试求四个体素的特征参数μ的数值。

5 9 2 7 6 6 7 4 0 5 9 45 7 5 90 8 8 135 3 7 题9.17图

9.22 设有一个2*2图像矩阵，其中像素的CT值为5、7、6、2，试用反投影法重建该图像矩阵。

9.23 某波长的X射线通过水时的衰减系数为0.77cm，通过人体组织时的衰减系数为1.02 cm-1，K值为1000，水的CT值等于0，求此人体组织的CT值。 9.24 什么叫窗宽？若窗宽为400H和800H，则图像矩阵中像素可识别的灰度差所对应的CT值分别是多少？设黑白显示器荧光屏的灰度可分为16个等级。

7. 已知超声波探测器增益为100dB，水的衰减系数α为0.0022dB/cm，如果探头是发射、

接收两用型，问在水中的最大探测深度是多少？

选择：

9.4 选择题（将正确的题号填入括号内）

提高超声检测的空间分辨率的有效途径是增加超声波的（），但带来的弊病是探测（）的下降。（ ）

A．波长；频率 B.频率；强度 C.波长；强度 D.频率；深度

9.5 选择题（将正确的题号填入括号内）

超声束如果不能垂直入射被检部位，所带来的弊病是产生（）。 A.折射伪像 B.强度减弱 C.回波信号衰减 D.频率降低

-1

o

o

oo