2025年生物醫(yī)學(xué)工程師資格考試試卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（共20題，每題2分，共40分）1.以下關(guān)于生物材料表面改性的主要目的，錯(cuò)誤的是：A.提高生物相容性B.增強(qiáng)材料機(jī)械強(qiáng)度C.調(diào)控細(xì)胞黏附與增殖D.降低蛋白質(zhì)非特異性吸附2.心臟起搏器的核心電路設(shè)計(jì)中，用于檢測(cè)心肌電信號(hào)的關(guān)鍵元件是：A.鋰電池B.微控制器（MCU）C.心電傳感器D.射頻發(fā)射器3.超聲成像中，“多普勒效應(yīng)”主要用于檢測(cè)：A.組織密度差異B.血流速度與方向C.器官形態(tài)輪廓D.腫瘤邊界清晰度4.可降解生物材料（如聚乳酸）在體內(nèi)的主要降解方式是：A.酶解反應(yīng)B.水解反應(yīng)C.氧化反應(yīng)D.光降解反應(yīng)5.腦機(jī)接口（BCI）中，非侵入式信號(hào)采集的常用技術(shù)是：A.皮層電極陣列（ECoG）B.微電極插入（Utah電極）C.功能性近紅外光譜（fNIRS）D.深部腦刺激（DBS）電極6.醫(yī)療器械生物學(xué)評(píng)價(jià)中，“細(xì)胞毒性試驗(yàn)”通常采用的檢測(cè)指標(biāo)是：A.紅細(xì)胞溶血率B.細(xì)胞增殖活性（如MTT法）C.皮膚致敏反應(yīng)D.急性全身毒性7.3D生物打印中，“生物墨水”的核心成分不包括：A.細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）衍生物B.光固化水凝膠（如PEGDA）C.抗生素D.種子細(xì)胞（如成纖維細(xì)胞）8.醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的空間分辨率主要取決于：A.探測(cè)器單元尺寸B.掃描時(shí)間C.對(duì)比劑濃度D.設(shè)備功率9.人工關(guān)節(jié)置換中，髖臼杯的常用材料組合是：A.鈦合金-超高分子量聚乙烯（UHMWPE）B.不銹鋼-陶瓷C.鈷鉻合金-聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）D.聚乳酸-羥基磷灰石10.生物信號(hào)（如心電、腦電）預(yù)處理中，“基線漂移”的主要消除方法是：A.高通濾波（截止頻率0.5Hz）B.低通濾波（截止頻率100Hz）C.陷波濾波（50Hz）D.小波變換去噪11.基因治療載體中，腺相關(guān)病毒（AAV）的主要優(yōu)點(diǎn)是：A.感染效率高，可整合至宿主基因組B.免疫原性低，可重復(fù)給藥C.攜帶外源基因容量大（>10kb）D.可特異性靶向分裂期細(xì)胞12.體外診斷（IVD）試劑的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)中，“準(zhǔn)確度”指：A.檢測(cè)結(jié)果與真值的接近程度B.重復(fù)檢測(cè)結(jié)果的一致性C.檢測(cè)低濃度analyte的能力D.對(duì)目標(biāo)analyte的識(shí)別能力13.醫(yī)用機(jī)器人（如達(dá)芬奇手術(shù)系統(tǒng)）的關(guān)鍵技術(shù)不包括：A.主從控制（Master-Slave）B.力反饋（ForceFeedback）C.實(shí)時(shí)影像融合（如CT/MRI-超聲）D.自主決策（無(wú)需醫(yī)生操作）14.組織工程支架的孔隙率要求通常為：A.<30%B.30%-50%C.50%-80%D.>80%15.血糖儀的電化學(xué)檢測(cè)原理中，葡萄糖氧化酶（GOD）的作用是：A.將葡萄糖轉(zhuǎn)化為過(guò)氧化氫（H?O?）B.直接產(chǎn)生電流信號(hào)C.提高檢測(cè)特異性D.延長(zhǎng)試紙保存時(shí)間16.磁共振成像（MRI）中，T1加權(quán)像主要反映組織的：A.質(zhì)子密度差異B.縱向弛豫時(shí)間差異C.橫向弛豫時(shí)間差異D.血流灌注差異17.植入式神經(jīng)刺激器（如脊髓電刺激器）的能量供給方式通常為：A.一次性鋰電池B.無(wú)線感應(yīng)充電（經(jīng)皮傳輸）C.體內(nèi)生物燃料電池D.外接電源導(dǎo)線18.人工心臟瓣膜的主要失效模式不包括：A.血栓形成B.瓣葉鈣化C.材料疲勞斷裂D.免疫排斥反應(yīng)19.生物力學(xué)中，“應(yīng)力-應(yīng)變曲線”的“屈服點(diǎn)”表示材料：A.開(kāi)始發(fā)生彈性變形B.彈性變形與塑性變形的分界點(diǎn)C.完全斷裂的臨界點(diǎn)D.最大承載能力20.數(shù)字減影血管造影（DSA）的核心技術(shù)是：A.快速連續(xù)曝光B.計(jì)算機(jī)圖像減影（蒙片與造影圖像相減）C.高分辨率探測(cè)器D.對(duì)比劑靶向遞送二、簡(jiǎn)答題（共5題，每題8分，共40分）1.簡(jiǎn)述生物材料“血液相容性”的評(píng)價(jià)指標(biāo)及常用檢測(cè)方法。2.說(shuō)明醫(yī)療器械風(fēng)險(xiǎn)管理的基本流程（依據(jù)ISO14971標(biāo)準(zhǔn)）。3.對(duì)比分析光學(xué)相干斷層掃描（OCT）與超聲成像的技術(shù)特點(diǎn)及臨床應(yīng)用場(chǎng)景。4.列舉3種常用的生物信號(hào)特征提取方法（如心電、腦電），并說(shuō)明其適用場(chǎng)景。5.解釋“組織工程三要素”的具體內(nèi)容及其相互作用機(jī)制。三、案例分析題（共2題，每題15分，共30分）案例1：某公司研發(fā)一款新型冠狀動(dòng)脈支架，采用可降解鎂合金材料，表面涂覆雷帕霉素洗脫涂層。請(qǐng)分析：（1）選擇鎂合金作為基體材料的優(yōu)勢(shì)與潛在風(fēng)險(xiǎn)；（2）雷帕霉素涂層的作用機(jī)制及設(shè)計(jì)要點(diǎn)；（3）需重點(diǎn)開(kāi)展的生物學(xué)評(píng)價(jià)試驗(yàn)（至少列出4項(xiàng)）。案例2：某醫(yī)院神經(jīng)科采集到一段腦電（EEG）信號(hào)，頻譜分析顯示存在明顯的50Hz工頻干擾、肌電噪聲（20-200Hz）及眼電偽跡（0.5-30Hz）。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)去噪方案，包括：（1）噪聲來(lái)源的具體識(shí)別方法；（2）針對(duì)不同噪聲的信號(hào)處理技術(shù)（需說(shuō)明原理）；（3）去噪效果的驗(yàn)證指標(biāo)。四、論述題（共2題，每題20分，共40分）1.結(jié)合當(dāng)前技術(shù)發(fā)展，論述醫(yī)學(xué)影像設(shè)備（如CT、MRI、超聲）的智能化趨勢(shì)及其對(duì)臨床診斷的影響。2.從材料科學(xué)、工程技術(shù)與臨床醫(yī)學(xué)交叉的角度，闡述人工器官（如人工肝、人工腎）研發(fā)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)及解決思路。2025年生物醫(yī)學(xué)工程師資格考試答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.C3.B4.B5.C6.B7.C8.A9.A10.A11.B12.A13.D14.D15.A16.B17.B18.D19.B20.B二、簡(jiǎn)答題1.血液相容性評(píng)價(jià)指標(biāo)及檢測(cè)方法評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：血小板黏附與活化（血小板計(jì)數(shù)、P-選擇素表達(dá)）、凝血系統(tǒng)激活（凝血酶原時(shí)間PT、活化部分凝血活酶時(shí)間APTT）、補(bǔ)體系統(tǒng)激活（C3a、C5a濃度）、溶血反應(yīng)（血紅蛋白釋放量）。常用檢測(cè)方法：體外靜態(tài)接觸試驗(yàn)（血液與材料共孵育后檢測(cè)指標(biāo)）、動(dòng)態(tài)循環(huán)試驗(yàn)（模擬血流環(huán)境，如旋轉(zhuǎn)盤法）、掃描電鏡觀察血小板形態(tài)。2.醫(yī)療器械風(fēng)險(xiǎn)管理流程（ISO14971）（1）風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別：系統(tǒng)分析產(chǎn)品全生命周期（設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用）中可能的危害（如電氣安全、生物相容性、機(jī)械失效）；（2）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估：量化風(fēng)險(xiǎn)（發(fā)生概率×嚴(yán)重程度），判斷是否可接受；（3）風(fēng)險(xiǎn)控制：通過(guò)設(shè)計(jì)改進(jìn)（如增加絕緣層）、保護(hù)措施（如使用生物相容性材料）或警示信息（如使用禁忌）降低風(fēng)險(xiǎn)；（4）風(fēng)險(xiǎn)驗(yàn)證：通過(guò)測(cè)試（如電氣安全測(cè)試、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)）確認(rèn)控制措施有效性；（5）風(fēng)險(xiǎn)文檔：記錄全流程數(shù)據(jù)，形成風(fēng)險(xiǎn)管理報(bào)告。3.OCT與超聲成像對(duì)比技術(shù)特點(diǎn)：-OCT：基于近紅外光的低相干干涉，分辨率高（微米級(jí)），穿透深度淺（1-2mm），無(wú)電離輻射；-超聲：利用聲波反射，分辨率較低（毫米級(jí)），穿透深度深（數(shù)厘米），實(shí)時(shí)性強(qiáng)。臨床應(yīng)用：-OCT：眼科（視網(wǎng)膜成像）、心血管（冠脈內(nèi)成像）、內(nèi)鏡（消化道黏膜病變）；-超聲：腹部器官（肝、腎）、產(chǎn)科（胎兒監(jiān)測(cè)）、心臟（超聲心動(dòng)圖）。4.生物信號(hào)特征提取方法（1）時(shí)域分析：如心電R波間期（RR間期）的統(tǒng)計(jì)參數(shù)（均值、標(biāo)準(zhǔn)差），用于心律失常診斷；（2）頻域分析：腦電α波（8-13Hz）、β波（14-30Hz）的功率譜密度，用于癲癇灶定位；（3）時(shí)頻分析：小波變換（如將腦電信號(hào)分解為不同尺度的子帶），用于識(shí)別短時(shí)限的棘波（癲癇特征）；（4）非線性分析：心電信號(hào)的Lyapunov指數(shù)（反映混沌特性），用于預(yù)測(cè)心源性猝死風(fēng)險(xiǎn)（任選3種）。5.組織工程三要素及相互作用三要素：種子細(xì)胞、支架材料、生長(zhǎng)因子（或生物活性分子）。相互作用：-支架材料為細(xì)胞提供三維生長(zhǎng)空間，其孔隙結(jié)構(gòu)、表面拓?fù)湟龑?dǎo)細(xì)胞黏附與分化；-種子細(xì)胞（如間充質(zhì)干細(xì)胞）在支架上增殖并分泌細(xì)胞外基質(zhì)，構(gòu)建組織功能；-生長(zhǎng)因子（如BMP-2）通過(guò)緩釋系統(tǒng)（支架負(fù)載）調(diào)控細(xì)胞行為（增殖、分化），促進(jìn)組織再生。三、案例分析題案例1（1）鎂合金優(yōu)勢(shì)：可降解（避免長(zhǎng)期植入異物）、力學(xué)性能接近天然血管（彈性模量約45GPa，接近血管的1-10GPa）、生物安全性（鎂是人體必需元素）。潛在風(fēng)險(xiǎn)：降解速率過(guò)快（可能導(dǎo)致早期機(jī)械支撐不足）、降解產(chǎn)物（氫氧化鎂）引起局部pH升高（可能誘發(fā)炎癥）。（2）雷帕霉素涂層作用機(jī)制：抑制血管平滑肌細(xì)胞增殖，減少內(nèi)膜增生，預(yù)防再狹窄。設(shè)計(jì)要點(diǎn)：涂層厚度（需控制藥物釋放速率，通常1-5μm）、藥物負(fù)載量（平衡療效與毒性）、涂層與基體的結(jié)合力（避免脫落）、生物可降解性（涂層材料如聚乳酸-羥基乙酸共聚物PLGA需與鎂合金降解速率匹配）。（3）生物學(xué)評(píng)價(jià)試驗(yàn)：急性全身毒性試驗(yàn)（小鼠尾靜脈注射浸提液）、溶血試驗(yàn)（與兔紅細(xì)胞共孵育）、血小板黏附試驗(yàn)（掃描電鏡觀察）、皮下植入試驗(yàn)（大鼠，評(píng)價(jià)局部組織反應(yīng)）、基因毒性試驗(yàn)（Ames試驗(yàn)）。案例2（1）噪聲識(shí)別方法：-工頻干擾：頻譜分析中50Hz處出現(xiàn)尖峰，且各導(dǎo)聯(lián)同步；-肌電噪聲：頻譜在20-200Hz有寬頻帶能量，與受試者肌肉活動(dòng)（如咬牙）相關(guān)；-眼電偽跡：時(shí)域表現(xiàn)為與眨眼同步的慢波（0.5-30Hz），主要影響前額導(dǎo)聯(lián)（Fp1、Fp2）。（2）去噪技術(shù)：-工頻干擾：50Hz陷波濾波（抑制特定頻率成分）；-肌電噪聲：低通濾波（截止頻率30Hz，保留腦電主要頻段0.5-30Hz）或獨(dú)立成分分析（ICA，分離出與肌電相關(guān)的獨(dú)立成分并剔除）；-眼電偽跡：基于模板的平均校正（提取眨眼時(shí)的典型眼電模板，從原始信號(hào)中減去）或主成分分析（PCA，去除高方差的眼電成分）。（3）驗(yàn)證指標(biāo)：信噪比（SNR，去噪后信號(hào)方差與噪聲方差的比值）、特征保留率（如癲癇棘波的波幅、時(shí)限與去噪前的一致性）、頻譜分析（目標(biāo)頻段能量占比提升）。四、論述題1.醫(yī)學(xué)影像設(shè)備智能化趨勢(shì)及臨床影響智能化趨勢(shì)：（1）AI輔助重建：CT的迭代重建（如深度卷積網(wǎng)絡(luò)）降低輻射劑量，提升圖像信噪比；MRI的并行采集加速（如GAN網(wǎng)絡(luò)）縮短掃描時(shí)間。（2）自動(dòng)診斷：基于深度學(xué)習(xí)的肺結(jié)節(jié)CT檢測(cè)（如LUNA16數(shù)據(jù)集訓(xùn)練模型），準(zhǔn)確率超放射科醫(yī)師；乳腺鉬靶的鈣化灶識(shí)別（減少漏診）。（3）多模態(tài)融合：CT/MRI與PET的圖像配準(zhǔn)（如基于解剖標(biāo)志點(diǎn)的非剛性配準(zhǔn)），實(shí)現(xiàn)功能代謝與解剖結(jié)構(gòu)的聯(lián)合分析；術(shù)中超聲與術(shù)前3D模型的實(shí)時(shí)融合（指導(dǎo)腫瘤精準(zhǔn)切除）。（4）個(gè)性化參數(shù)優(yōu)化：AI根據(jù)患者體型（如BMI）自動(dòng)調(diào)整CT管電壓、管電流，平衡圖像質(zhì)量與輻射劑量。臨床影響：-提高診斷效率：AI可在秒級(jí)完成全圖分析，縮短報(bào)告時(shí)間；-降低漏診率：對(duì)微小病灶（如≤5mm肺結(jié)節(jié)）的檢出敏感性提升；-支持精準(zhǔn)治療：多模態(tài)融合影像指導(dǎo)放療靶區(qū)勾畫(huà)、手術(shù)路徑規(guī)劃；-推動(dòng)遠(yuǎn)程醫(yī)療：智能診斷結(jié)果通過(guò)云平臺(tái)傳輸，支持基層醫(yī)院疑難病例會(huì)診。2.人工器官研發(fā)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)及解決思路關(guān)鍵挑戰(zhàn)：（1）功能模擬不足：人工腎需模擬腎小球?yàn)V過(guò)（125mL/min）、腎小管重吸收（99%水分回收）及內(nèi)分泌功能（分泌促紅素），現(xiàn)有血液透析僅實(shí)現(xiàn)部分濾過(guò)；人工肝需模擬肝細(xì)胞代謝（如解毒、合成白蛋白）及生物轉(zhuǎn)化功能，生物型人工肝的細(xì)胞活性維持困難。（2）生物相容性：植入式人工器官（如人工心臟）的材料表面易引發(fā)血栓（如左心室輔助裝置的泵血界面）；免疫排斥（如異種細(xì)胞來(lái)源的人工肝）。（3）長(zhǎng)期穩(wěn)定性：機(jī)械部件（如人工心臟的軸承）的磨損（可能導(dǎo)致血栓或裝置失效）；生物材料的降解速率與組織再生不同步（如可降解支架的支撐力過(guò)早喪失）。（4）調(diào)控系統(tǒng)缺失：天然器官（如腎臟）通過(guò)神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)（如抗利尿激素）動(dòng)態(tài)調(diào)整功能，人工器官缺乏實(shí)時(shí)反饋機(jī)制（如人工胰腺需根據(jù)血糖動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)胰島素輸注）。