2025年大學(xué)大二（醫(yī)學(xué)儀器原理）儀器設(shè)計(jì)綜合測試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共6題，每題5分。每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。1.醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)中，對于微弱信號檢測，以下哪種放大器的性能最為關(guān)鍵？（）A.功率放大器B.電壓放大器C.低噪聲放大器D.運(yùn)算放大器2.在設(shè)計(jì)醫(yī)學(xué)成像儀器時(shí)，為了提高圖像的分辨率，需要著重考慮以下哪個(gè)因素？（）A.探測器的靈敏度B.信號的放大倍數(shù)C.成像算法的復(fù)雜度D.掃描速度3.醫(yī)學(xué)儀器的電源設(shè)計(jì)中，為了保證儀器的穩(wěn)定性和可靠性，通常采用哪種電源類型？（）A.線性電源B.開關(guān)電源C.電池供電D.以上都可以4.對于生物電信號的采集，以下哪種電極材料具有較好的導(dǎo)電性和生物相容性？（）A.銅電極B.銀電極C.金電極D.不銹鋼電極5.在醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)中，為了實(shí)現(xiàn)多參數(shù)監(jiān)測，需要采用哪種技術(shù)？（）A.傳感器融合技術(shù)B.信號處理技術(shù)C.通信技術(shù)D.以上都需要6.醫(yī)學(xué)儀器的軟件設(shè)計(jì)中，為了提高軟件的可維護(hù)性和可擴(kuò)展性，通常采用哪種設(shè)計(jì)模式？（）A.面向過程設(shè)計(jì)模式B.面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)模式C.結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)模式D.以上都可以第II卷（非選擇題共70分）（一）填空題（共10分）答題要求：本大題共5個(gè)空，每空2分。請將答案填在題中的橫線上。1.醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)的基本流程包括需求分析、______、詳細(xì)設(shè)計(jì)、______和測試驗(yàn)證。2.醫(yī)學(xué)成像儀器中，X射線成像的基本原理是利用X射線穿透人體后，在探測器上產(chǎn)生______，經(jīng)過處理后形成圖像。3.生物電信號檢測中，常見的干擾源包括工頻干擾______和______。（二）簡答題（共20分）答題要求：本大題共2題，每題10分。請簡要回答問題。1.簡述醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)中如何提高儀器的安全性？2.說明在醫(yī)學(xué)儀器設(shè)計(jì)中，如何進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)？（三）材料分析題（共20分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：在設(shè)計(jì)一款新型的心電圖監(jiān)測儀時(shí)，工程師們遇到了一些問題。該監(jiān)測儀需要能夠準(zhǔn)確采集人體的心電信號，并進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和分析。在實(shí)際測試中，發(fā)現(xiàn)采集到的信號存在噪聲干擾，導(dǎo)致心電圖波形不清晰，影響了診斷結(jié)果。問題：1.請分析可能導(dǎo)致心電信號噪聲干擾的原因有哪些？（1０分）2.針對這些原因，提出相應(yīng)的解決措施。（1０分）（四）設(shè)計(jì)題（共15分）答題要求：請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡單的體溫監(jiān)測系統(tǒng)，要求包括傳感器、信號調(diào)理電路、微控制器和顯示模塊。請簡要描述各部分的功能和工作原理。（五）綜合應(yīng)用題（共5分）答題要求：結(jié)合醫(yī)學(xué)儀器原理的知識，談?wù)勅绾卧O(shè)計(jì)一款用于糖尿病患者的血糖監(jiān)測儀，要求說明主要的組成部分和工作原理。答案：第I卷：1.C2.A3.B4.B5.D6.B第II卷：（一）1.方案設(shè)計(jì)、硬件制作與軟件開發(fā)2.電信號3.電磁干擾、電極極化干擾（二）1.采用安全可靠的電氣隔離技術(shù)，確保患者與儀器之間的電氣安全；設(shè)置多重保護(hù)電路，防止過流、過壓等情況對患者造成傷害；對儀器外殼進(jìn)行良好的接地處理，避免漏電風(fēng)險(xiǎn)；嚴(yán)格遵循相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)和制造。2.采用屏蔽技術(shù)，減少電磁干擾的影響；合理布局電路，避免信號之間的相互干擾；使用濾波電路，去除噪聲信號；優(yōu)化電源設(shè)計(jì)，提高電源的穩(wěn)定性；對信號進(jìn)行合理的接地處理，降低接地噪聲。（三）1.可能的原因有：電極與皮膚接觸不良；外界電磁干擾；儀器內(nèi)部電路的噪聲；電極本身的極化干擾等。2.解決措施：改善電極與皮膚的接觸，確保良好的導(dǎo)電性；采用屏蔽技術(shù)，減少外界電磁干擾；優(yōu)化儀器內(nèi)部電路設(shè)計(jì)，降低電路噪聲；選擇合適的電極材料和處理方法，減少電極極化干擾。（四）傳感器采用熱敏電阻，用于測量體溫，其阻值隨溫度變化。信號調(diào)理電路對熱敏電阻輸出的微弱信號進(jìn)行放大、濾波等處理。微控制器接收處理后的信號，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。顯示模塊將體溫?cái)?shù)據(jù)顯示出來。（五）血糖監(jiān)測儀主要由血糖傳感器、信號處理電路、微控制器、顯示模塊和通信模塊組成。血糖傳感器檢測血液中的葡萄