生物醫(yī)學(xué)工程研究生試卷考試時長：120分鐘滿分：100分班級：__________姓名：__________學(xué)號：__________得分：__________試卷名稱：生物醫(yī)學(xué)工程研究生試卷考核對象：生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)研究生題型分值分布：-判斷題（總共10題，每題2分）總分20分-單選題（總共10題，每題2分）總分20分-多選題（總共10題，每題2分）總分20分-案例分析（總共3題，每題6分）總分18分-論述題（總共2題，每題11分）總分22分總分：100分---一、判斷題（每題2分，共20分）1.仿生學(xué)在生物醫(yī)學(xué)工程中的應(yīng)用僅限于人工器官的設(shè)計。2.基因編輯技術(shù)CRISPR-Cas9可以實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)突變修復(fù)。3.生物相容性材料在植入式醫(yī)療器械中必須滿足零致敏性要求。4.有限元分析（FEA）可用于預(yù)測心臟瓣膜植入后的應(yīng)力分布。5.磁共振成像（MRI）的原理基于原子核在強(qiáng)磁場中的共振現(xiàn)象。6.組織工程中，生物支架的材料孔隙率應(yīng)低于50%以保證力學(xué)穩(wěn)定性。7.可穿戴設(shè)備中的生物傳感器通常采用阻抗分析法檢測血糖水平。8.干細(xì)胞分化技術(shù)可用于修復(fù)受損的神經(jīng)組織。9.醫(yī)療影像的分辨率越高，其輻射劑量必然越大。10.人工耳蝸的工作原理是將機(jī)械振動轉(zhuǎn)換為神經(jīng)信號。二、單選題（每題2分，共20分）1.下列哪種材料不屬于生物可降解聚合物？（）A.聚乳酸（PLA）B.聚己內(nèi)酯（PCL）C.聚乙烯（PE）D.聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）2.生物醫(yī)學(xué)信號處理中，常用的小波變換屬于哪種分析方法？（）A.頻域分析B.時域分析C.頻譜分析D.多尺度分析3.心電圖（ECG）記錄的是哪種生物電信號？（）A.神經(jīng)電信號B.心肌動作電位C.腦電信號D.肌電信號4.以下哪種技術(shù)不屬于3D生物打印的常用材料？（）A.細(xì)胞懸液B.生物墨水C.金屬粉末D.陶瓷漿料5.醫(yī)療影像的偽影主要來源于？（）A.信號采集噪聲B.磁場不均勻性C.患者運(yùn)動D.以上都是6.人工關(guān)節(jié)置換術(shù)中，最常用的材料是？（）A.鈦合金B(yǎng).高分子聚合物C.陶瓷材料D.以上都是7.干細(xì)胞分化過程中，誘導(dǎo)劑通常采用？（）A.藥物分子B.電磁場C.基因工程D.以上都是8.生物醫(yī)學(xué)信號中，心率變異性（HRV）反映的是？（）A.心臟收縮力B.交感神經(jīng)活性C.血壓波動D.血氧飽和度9.以下哪種設(shè)備不屬于體外診斷（POCT）范疇？（）A.血糖儀B.尿液分析儀C.腦電圖機(jī)D.呼吸分析儀10.生物醫(yī)學(xué)工程中，"生物相容性"的定義是？（）A.材料與生物組織無排斥反應(yīng)B.材料具有高強(qiáng)度C.材料可降解D.材料耐腐蝕三、多選題（每題2分，共20分）1.以下哪些屬于生物醫(yī)學(xué)信號的特征？（）A.頻帶寬度B.信噪比C.振幅D.相位2.人工心臟瓣膜的設(shè)計需考慮哪些因素？（）A.血流動力學(xué)兼容性B.材料生物相容性C.抗血栓性D.制造成本3.組織工程中，生物支架的功能包括？（）A.提供力學(xué)支撐B.促進(jìn)細(xì)胞遷移C.控制藥物釋放D.增強(qiáng)信號傳導(dǎo)4.醫(yī)療影像的對比度主要取決于？（）A.磁場強(qiáng)度B.造影劑使用C.信號采集時間D.重建算法5.以下哪些技術(shù)可用于基因編輯？（）A.CRISPR-Cas9B.TALENsC.ZFNsD.PCR6.可穿戴設(shè)備的生物傳感器類型包括？（）A.電磁傳感器B.酶傳感器C.壓力傳感器D.溫度傳感器7.人工耳蝸的信號處理流程包括？（）A.濾波B.編碼C.電流刺激D.信號放大8.生物相容性測試的指標(biāo)包括？（）A.細(xì)胞毒性B.免疫原性C.遺傳毒性D.力學(xué)性能9.3D生物打印的材料類型包括？（）A.細(xì)胞B.生物墨水C.金屬粉末D.陶瓷粉末10.干細(xì)胞分化的調(diào)控方法包括？（）A.藥物誘導(dǎo)B.電磁場刺激C.基因轉(zhuǎn)染D.機(jī)械應(yīng)力四、案例分析（每題6分，共18分）案例1：某醫(yī)院研發(fā)了一種新型可降解血管支架，材料為聚乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA），孔隙率為60%，表面經(jīng)過親水化處理。臨床測試顯示，該支架在植入后3個月內(nèi)完全降解，血管再通率可達(dá)90%。但部分患者出現(xiàn)局部炎癥反應(yīng)。問題：（1）分析該支架的生物相容性問題，并提出改進(jìn)方案。（2）解釋PLGA材料在血管支架中的應(yīng)用優(yōu)勢。案例2：某科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種基于柔性電子皮膚的心率監(jiān)測設(shè)備，采用干電極技術(shù)采集信號，并通過無線傳輸數(shù)據(jù)。測試顯示，該設(shè)備在運(yùn)動狀態(tài)下仍能保持較高信噪比，但檢測精度受皮膚濕度影響較大。問題：（1）分析干電極技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。（2）提出提高設(shè)備在潮濕環(huán)境下檢測精度的方法。案例3：某公司設(shè)計了一款人工膝關(guān)節(jié)，采用鈦合金與高分子復(fù)合材料復(fù)合結(jié)構(gòu)，旨在平衡力學(xué)強(qiáng)度和生物相容性。但初步測試發(fā)現(xiàn)，該膝關(guān)節(jié)在長期使用后出現(xiàn)磨損問題。問題：（1）分析人工膝關(guān)節(jié)磨損的主要原因。（2）提出解決磨損問題的材料或結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案。五、論述題（每題11分，共22分）1.論述生物相容性材料在植入式醫(yī)療器械中的重要性，并舉例說明不同材料的典型應(yīng)用場景。2.結(jié)合當(dāng)前技術(shù)發(fā)展趨勢，分析生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域未來可能面臨的挑戰(zhàn)及發(fā)展方向。---標(biāo)準(zhǔn)答案及解析一、判斷題1.×（仿生學(xué)還應(yīng)用于醫(yī)學(xué)設(shè)備設(shè)計，如超聲探頭）2.√（CRISPR-Cas9通過引導(dǎo)RNA識別并切割目標(biāo)DNA實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)編輯）3.×（生物相容性需滿足無毒性、無排斥等，但未必零致敏）4.√（FEA可模擬瓣膜植入后的應(yīng)力分布，優(yōu)化設(shè)計）5.√（MRI基于氫原子核在磁場中的共振信號）6.×（孔隙率通常需高于50%以利于細(xì)胞浸潤）7.×（阻抗分析法主要用于電化學(xué)檢測，血糖檢測多用酶法）8.√（干細(xì)胞分化可修復(fù)神經(jīng)損傷，如帕金森病治療）9.×（分辨率與輻射劑量可通過技術(shù)優(yōu)化分離，如并行采集）10.√（人工耳蝸將聲波振動轉(zhuǎn)換為神經(jīng)信號）二、單選題1.C（PE為不可降解材料）2.D（小波變換是多尺度分析工具）3.B（ECG記錄心肌電活動）4.C（金屬粉末用于增材制造，非生物打?。?.D（偽影由多種因素導(dǎo)致）6.A（鈦合金因生物相容性和力學(xué)性能常用）7.A（藥物分子是常用誘導(dǎo)劑）8.B（HRV反映自主神經(jīng)平衡）9.C（腦電圖機(jī)屬于臨床診斷設(shè)備）10.A（生物相容性指無排斥反應(yīng)）三、多選題1.A,B,C,D（均為信號特征）2.A,B,C,D（需綜合考慮性能與成本）3.A,B,C（D錯誤，支架不直接傳導(dǎo)信號）4.A,B,C,D（均影響對比度）5.A,B,C（D為分子檢測技術(shù)）6.B,C,D（A非生物傳感器類型）7.A,B,C,D（均為信號處理步驟）8.A,B,C（D為力學(xué)性能，非生物相容性指標(biāo)）9.A,B,C,D（均為3D打印材料）10.A,B,C,D（均為調(diào)控方法）四、案例分析案例1：（1）炎癥可能源于PLGA降解產(chǎn)物或表面疏水性。改進(jìn)方案：-采用表面改性技術(shù)（如接枝親水性聚合物）降低炎癥。-優(yōu)化PLGA共聚比例，延長降解時間至6個月。（2）PLGA優(yōu)勢：可降解（避免二次手術(shù)）、生物相容性好、可塑性強(qiáng)（成型復(fù)雜結(jié)構(gòu)）。案例2：（1）干電極優(yōu)點(diǎn)：無電解液污染、長期佩戴安全；缺點(diǎn)：信號采集靈敏度低于濕電極。（2）提高精度方法：-采用導(dǎo)電凝膠預(yù)處理皮膚。-優(yōu)化電極材料（如石墨烯涂層）。-增強(qiáng)信號放大電路。案例3：（1）磨損原因：鈦合金與高分子摩擦系數(shù)差異導(dǎo)致界面磨損。（2）解決方案：-采用自潤滑復(fù)合材料（如聚四氟乙烯填充）。-優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計（如增加滾珠軸承）。五、論述題1.生物相容性材料的重要性及應(yīng)用生物相容性材料是植入式醫(yī)療器械的核心，需滿