生物医学工程考试重点题集Word文档下载推荐.docx
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真核细胞有定型的核、完备细胞器，细胞内由膜系隔成了许多功能区。
基因组DNA文库是某一生物体的染色体全部DNA序列被随机切割成适当大小的片段后，插入到载体内构成的DNA文库。
多聚酶链式反应（polymerasechainreaction，PCR）是一种体外特异性地扩增DNA片段的技术。
PCR的特异性取决于两个引物链的特异性。
PCR技术利用两种寡核苷酸引物，分别与双链DNA片段的两端互补，形成DNA聚合酶反应中的模板和引物的关系。
聚合酶链式反应技术和核酸杂交筛选法是两种用于功能蛋白质基因的分离技术。
用于基因工程的质粒载体可分为扩增性载体和表达性载体。
质粒DNA在细菌中的复制有两种类型：
严紧型复制和松弛型复制。
酵母双杂交技术是研究体内蛋白质相互作用的方法。
抗细菌抗生素的生产工艺主要有两个部分：
发酵工艺和提取、精制工艺。
生物转化的本质是利用微生物产生的特殊的胞外酶或胞内酶作为生物催化剂进行的化学反应。
2．【临床生化检验技术】
自动生化分析仪是一种把生化分析中的取样、加试剂、去干扰、混合、恒温、反应、检测、结果处理以及清洗等过程中的部分或全部工作进行自动化操作的仪器。
比色是通过一定的厚度的比色杯进行的，比色杯的厚度即为光径。
自动生化分析仪的检测系统将化学反应的光学变化转变成电信号，由光学系统（光源、光路、分光器）和信号检测系统组成。
自动生化分析仪的光学系统提供足够强度的光束、单色光及比色的光路
自动生化分析仪的光路系统包括从发出光到信号接收的全部路径，由一组透镜、聚光镜、比色杯和分光元件等组成。
自动生化分析仪的信号检测系统接收由光学系统产生的光信号，将其转换成电信号，放大后传送至数据处理单元。
信号接收器一般为光电倍增管或硅（矩阵）二极管。
信号传送方式有两种：
光电信号传送和光导纤维传送。
自动生化分析仪的加样系统包括放置样品和试剂的场所、识别装置和加液器。
加样系统模仿人工操作，识别样品和试剂，并把它们加入到反应器中。
自动生化分析仪的加样系统分为样本加样系统和试剂加样系统
自动生化分析仪的反应系统由反应盘和恒温系统两部分组成。
反应盘是生化反应的场所，所有反应杯位于反应盘中。
通过恒温系统保持温度的恒定，以保证反应的正常进行。
自动生化分析仪的反应杯清洗可通过两种方案实现：
机内清洗反应杯和自动更换反应杯。
自动生化分析仪的数据处理系统具备结果计算、数据转换和输出等功能。
免疫是指机体免疫系统对自我和危险信号的识别和应答，其作用是识别和排除抗原及异物，以维持机体的生理平衡和稳定。
免疫功能包括免疫防御、免疫稳定和免疫监视。
细菌、螺旋体和红细胞等颗粒性抗原，在适当电解质参与下可直接与相应抗体反应，当二者比例适当时，出现凝集，称为直接凝集反应。
用人工方法将可溶性抗原（或抗体）先吸附或耦联在一种与免疫无关、大小适当的不溶性颗粒（统称为载体）的表面，使之成为致敏的载体颗粒，然后与相应的抗体（或抗原）反应在有电解质存在的适宜条件下，出现特异性的凝集现象，称为间接凝集反应或被动凝集反应。
酶免疫技术是以酶标记的抗体（或抗原）作为主要试剂，将抗原抗体反应的特异性和酶高效催化反应的专一性相结合的一种免疫检测技术。
酶免疫技术的基本原理是利用酶标记物与待测样品中相应的抗原或抗体结合，成为带有酶的免疫复合物，加入酶的底物，通过酶对底物的显色反应，对抗原（抗体）进行定位、定性或定量分析。
流式细胞术（FCM）能在细胞保持完整的情况下进行单细胞分子水平的分析研究。
基因芯片就是按特定的排列方式固定有大量基因探针/基因片段的硅片、玻片、塑料片。
蛋白质芯片是按特定排列方式，在经过特殊处理的固相材料表面固定了许多蛋白质分子的硅片、玻片、塑料片等材料。
3．【现代医学影像技术】
X射线是肉眼看不见的一种电磁波。
波长小（光子能量大）的称为硬射线，穿透力强。
波长大（光子能量小）的称为软射线，易被其他物质吸收。
在诊断X射线的范围内（能量低于800keV），射线的衰减主要是由瑞利散射、光电吸收和康普顿散射引起的。
X-CT图像重建问题实际上就是如何从投影数据中解算出成像平面上各像素点的衰减系数。
导致SPECT的灵敏度比较低的原因是铅准直器使得大部分光子被拒绝进入检测器，只有少量的光子能被检测到。
医学图像有两大主要模态：
主要描述人体的生理解剖结构的解剖图像及主要描述人体在不同状态下组织器官的功能活动状况的功能图像。
计算机辅助手术系统中的数据获取及处理主要是从CT、MR、超声等医学成像设备中获取医学图像，然后进行图像分割、多模态的图像配准、图像融合、三维重建显示等处理过程。
计算机辅助手术系统中的手术规划主要是利用手术前获得的图像，得到手术部位的三维结构，进行虚拟的切割和最优路径的设计。
计算机辅助手术系统中的手术导航综合利用术前获得的图像和术中获得的图像，经过配准后重建三维信息，同时将探针等手术仪器的位置信息叠加显示在图像上。
计算机辅助手术系统中的手术中的反馈和更新指的是在手术过程中实时地扫描并获得病人的图像，以及手术仪器目前的位置等信息，配合手术导航指导医生更精确地完成手术过程。
4．【生物电磁学】
生物电的主要基础是细胞膜内外的膜电位。
心脏传导系统包括窦房结、结间束、房室结、房室束（希氏束）和其分支以及分布到心室内的浦肯野纤维网。
正常心脏兴奋的起源点在窦房结。
心房收缩推动血液进入心室，由房室瓣膜控制血流流动方向。
心室收缩推动血液进入主动脉和肺动脉，血液流动由半月瓣和肺动脉瓣控制。
在肌细胞中存在4种不同的生物电位：
静息电位（RP）、动作电位（AP）、终板电位（EPP）和损伤电位（IP）。
正常肌电图包括电静息、插入电位、单个运动单元电位和多个运动单元电位等。
电磁波生物医学检测就是利用外加电磁波作用于生物组织，经组织传输、吸收和散射，被反射或透射的信号将携带生物体的物理或几何信息，通过检测和分析这些信号可获得有关生物学信息。
实验剂量学采用实验手段来测定生物体在特定照射条件下所接受的剂量。
电测法直接测量照射生物模型或实体内的电磁剂量。
热测法根据能量转换关系，通过温度测量、热量测量或红外热像法确定吸收的电磁剂量。
5．【生物力学】
力对物体的作用效果取决于力的三要素：
力的大小、力的方向和力的作用点。
物体相互作用并不是点接触而是以物体上的一部分面积接触。
作用于物体某一面积上的力称为分布力。
当分布力的作用面积很小时可以近似为一个点，则称此力为集中力。
力对物体作用的运动效应包括移动效应和转动效应。
力对物体的移动效应用力来度量。
力对物体的转动效应则用力对
点之矩来度量。
大小相等、方向相反、作用线互相平行的两个力构成力偶。
力偶矩的大小、力偶的转向和力偶的作用平面称为力偶的三要素。
力偶对物体的作用只有转动效应而无移动效应。
转动效应以力偶矩来度量，即用组成力偶的两个力对其作用面内任一
点之矩的代数和来度量。
生物软组织的拟弹性是指只要完全消除载荷并经过一段时间后，生物软组织才能恢复到原有形状而无明显残余变形。
人血的非牛顿性是由血球引起的。
从左心室出来的血液，经过主动脉、动脉、并通过毛细血管流往静脉和上、下腔静脉，然后返回右心房，该过程称为体循环。
返回到右心房的血液，从右心室通过肺动脉进入肺内毛细血管，在此吸取O2、释放CO2后，通过肺静脉流入左心房，这一过程称为肺循环。
心脏的肌肉壁由冠状动脉来供血。
6．【电生理的诊断与监护技术】
在所有被研究过的动植物细胞中（少数植物细胞除外），膜外带正电荷，膜内带负电荷，存在电位差，称为“静息电位”。
产生生物电的物质基础是因为细胞膜内外的钠、钾离子分布不均匀。
细胞膜内的钾离子浓度超过膜外很多，而细胞膜外的钠离子浓度则超过膜内很多，是钠泵活动的结果。
动作电位是指细胞受到任何刺激后，细胞膜两侧会出现一个特殊形式的电变化。
即在原有的静息电位基础上发生一次两侧电位的快速而可逆的倒转和复原。
人体中生物电信号的共同特点是频率低（小于100Hz，肌电除外）、信号微弱。
电生理信号的检测首先要用电极将微弱的生物电取出，经过放大、处理及变换以后，通过显示器显示或记录器记录，以便观察、分析和保存，供诊断和研究。
电极测量生物电位变化时，在电极-电介质界面上发生了从离子导电向电子导电的能量转换过程。
电极测量生物电位变化时，电极的电性能等效成由电容与电阻和半电池电位组成的等效电路。
-B
从物理化学角度分析，通电于组织，其体液内将产生离子迁移（电解质导电），使离子浓度变化，伴有电泳、电渗等效应，从而改变生理状态过程，可起到治疗的效果。
计算机只能处理数字信息，对采集到的模拟信号必须先将其采样并作模/数（A/D）转换。
在对数字信号进行处理时，采用傅里叶变换可以将检测到的以时间域表示的生物信息转换到频率域上。
将体表的任何两点与电流计的两端相连接，可以看见电流计的指针随心脏搏动而出现规律性的偏转。
利用心电图机把这种电流描绘成动态曲线，称为体表心电图。
将两个电极放在人体表面任何两点，分别同心电图机正负端相连，可以用来描记这两点的电位变化。
这种放置电极的方法及其与心电图机的连接方式称为导联（lead）。
标准双极肢体导联直接将两个肢体电极的电位加至心电放大器的输入端，记录两个肢体电极的电位之差。
采用加压肢体导联测得的心电图形与标准双极肢体导联相同，但它能使心电信号幅度增加50%。
胸导联将左、右上肢和左下肢的3个电极分别通过一个50000Ω
电阻连接到中心电端，并与心电图机的负极相连，放置在胸前一定部位的探查电极与心电图机的正极相连。
动态心电图（dynamic
electrocardiography，OCG），又称Holter心电仪或动态心电仪，是一种可以携带在病人身上的测量、记录心电信号的仪器。
可以长时间（24小时进行记录，然后将储存的心电信号回放以进行分析。
心电地形图使用电极阵列在体表几十数百个点上检测心脏电活动，可以用来绘制出体表的等电位图、纵观心电场在体表的分布全貌，从而了解心动周期内心脏电活动概况的设备，又称为心电标测图。
脑电测量中，电极在头皮上的安放方法采用国际标准的10/20电极位置系统。
通常在脑电图机中设有电极电阻测量系统，用来检查电极与皮肤之间的接触电阻。
肌肉活动的最小单位是运动单位。
7【超声医学原理】
超声诊断的物理基础是超声波在生物组织中的传播规律及诊断信息提取方法。
超声治疗的物理基础是超声生物效应的机理和超声计量学。
各种超声诊断仪器检测脏器大小的基础是认为人体软组织中的声速是相等的。
声场中某一位置上的声压与该处质点振动速度之比定义为声阻抗率。
声阻抗率只与媒质本身声学特性有关，故又称特性阻抗。
利用超声的反射只能观察到脏器的轮廓，利用超声的散射才能弄清脏器内部的病变。
空化效应是指在周期性交变的超声声压作用下，空化核体积急剧膨胀，压缩，直至破裂，引起生物组织的破碎或位移的生物学效应。
8．【生物医学光子学】
大多数生物组织是混浊介质，同时存在对光的吸收和散射。
生物组织对红外光的吸收主要是由水分子引起的。
激光的生物效应既与激光的性能有关，又与生物组织的性质有关，还与激光的作用时间和作用方式有关。
激光本身的辐射压力所形成的压强称为一次压强。
激光与生物组织的热效应引起的汽化压力形成的压强称为二次压强。
当人体组织摄入某些光敏剂时，光敏剂分子吸收激光能量后，就会发生光敏化反应。
荧光探针是指可被较长波长的光激发，产生波长更长的荧光的荧光染料。
从第一电子激发态的最低振动能级返回基态振动能级，以发出荧光的形式释放能量。
处于激发态的电子可能先弛豫到三重激发态，再跃迁到基态。
从三重激发态跃迁到基态的过程中，以发出磷光的方式释放能量。
分子的每一个电子能态包含有若干个可能的振动能态，而每一个振动能态又含有若干个转动能态。
光的吸收是指光在通过生物组织体时由于部分光能转换成热运动或分子的某种振动从而导致光强度的衰减。
对于生物组织体这样的混沌介质，如果以超短激光脉冲入射，则出射的光可以按照其在组织体中传播的时间被分为三类，分别称为弹道光、蛇形光和漫散射光。
在生物组织内，由光所引起的化学结构改变的所有过程称为光化学反应（
photochemical
reaction）。
9．【生物医学传感技术】
化学传感器利用功能性膜对特定成分的选择作用将被测成分筛选出来，再利用电化学装置把它变为电学量。
根据敏感物质相互作用的类型，生物传感器可分为生物亲和型生物传感器、代谢型生物传感器和催化型生物传感器。
根据生物传感器中分子识别元件即敏感元件的不同，生物传感器可分为五类：
酶传感器、微生物传感器、细胞传感器、组织传感器、免疫传感器和DNA传感器。
10．【生物医学信号处理】
生物传感器是一种以固定化的生物体成分（酶、抗原、抗体、激素）或生物体本身（组织、细胞）作为敏感元件的传感器。
11．【治疗——放射治疗技术、定向能量外科治疗技术、理疗技术与康复】
放射治疗是由一种或多种电离辐射对恶性肿瘤及一些良性病进行的治疗。
远距离放射治疗，亦称外射束治疗，是指辐射源至皮肤间距离大于50cm的放射治疗。
远距离放射治疗的治疗手段是辐射束。
近距离放射治疗，亦称内射束治疗，是直接用一个或多个放射源在患者腔内、组织间或表浅部位进行的放射治疗。
近距离放射治疗的治疗手段是放射源。
定向能量外科系统应用医用激光、微波、射频、超声、冷冻手段，利用各种不同物理因子的能量辐射，产生局部的生物温度效应，达到定向损毁病灶组织的目的。
17．【解剖生理学】
细胞直接接触和生活的环境被称为机体的内环境。
内环境的理化因素保持相对稳定的状态被称为稳态。
条件反射活动是一种前馈控制系统活动。
经血液运输至远距离的靶组织而发挥作用的激素分泌方式称为远距分泌。
不经血液运输，仅由组织液扩散而作用于临近细胞的激素分泌方式称为旁分泌。
内分泌细胞所分泌的激素在局部扩散又返回作用于自身的激素分泌方式称为自分泌。
解剖学姿势要求：
身体直立，两眼平视；
上肢下垂，下肢并拢；
手掌足尖向前。
二、简答题
简述生物医学工程的定义。
美国国立卫生研究院（NIH）对生物医学工程的定义：
生物医学工程学是结合物理学、化学、数学和计算机科学与工程学原理，从事生物学、医学、行为学和卫生学的研究；
提出基本概念，产生从分子水平到器官水平的知识，开发创新的生物学制品、材料、加工方法、植入物、器械和信息
学方法，用于疾病预防、诊断和治疗，病人康复，改善卫生状况等目的。
人们习惯理解为：
生物医学工程学是综合运用工程技术的相应理论和方法，深入研究人体结构和功能，解决医学中出现有关问题的一门新兴边缘学科。
简述生物医学工程的层次结构。
生物医学工程的研究对象是生物体，尤其是人体。
人体是一个多层次的复杂的巨系统。
因此，生物医学工程学必定具有层次结构。
从目前情况来看，大体上可以分为三个层次，即整体层次、器官和组织层次以及微观层次。
①整体层次
把人看作一个整体，或者把人和环境（自然的和人为的）看作一个整体，考虑人的生命运动规律和影响因素，进而进行能动的协调和控制。
如：
人-机环境系统工程研究人和工作环境之间的相互关系。
②系统、器官、组织层次
发展人体器官、组织的某些功能的补偿技术或代用装置及人工生物医学材料。
发展医用传感器和人体参数测量技术，特别是无创诊断技术和装置。
如生物传感技术和各种成像技术。
发展新型的医疗技术制备的系统监测装置。
系统、器官、组织层次的研究涉及现代科学技术，同时又需要生理学、材料科学、生物力学和信息科学的相应进展。
③微观层次
主要是指细胞和生物大分子层次上的生物医学工程问题。
涉及生物技术、生化（生物化学）
、分子生物学等。
1．【生物技术】
（1）
简述构建基因组文库的步骤。
细胞核DNA的分离，适当的限制性内切酶酶切DNA，DNA片段与载体的连接、导入工程菌株，基因文库特性的检测、筛选。
（2）
简述PCR的步骤。
PCR是如何使得特异性DNA片段以几何级数倍增的？
PCR分三步：
①双链模板DNA变性。
双链解开成单链。
②退火。
即引物与单链DNA两端互补序列配对，形成DNA聚合反应中的模板与引物的关系。
没有引物的帮助，所有的DNA聚合酶都无能力从头合成一条新链。
③链的延伸。
DNA聚合酶从引物3'
-OH端开始进行聚合酶反应，直至完全产生两条互补的新链。
三个反应阶段结束后，又可以开始下一次的循环，引物链的延伸产物与原来的模板DNA经加热变性后，也作为模板DNA和另一个引物互补，在DNA聚合酶作用下又发生引物链的延伸反应。
这样反复循环数十次，可使特异性DNA片段以几何级数倍增。
（3）
简述基因工程载体的基本要求和特点。
①载体DNA是单个复制单元，在宿主细胞内应具有DNA独立复制能力。
②分子量尽可能的小，以便容易从细胞中分离纯化，便于离体条件下操作。
③含有多种限制性内切酶单一切点。
在切点内可以与外源DNA进行连接、重组。
④载体内有不影响其复制、生长的非必要区域，在此区域内可以插入、接受外源DNA，外源DNA与载体分子一起复制、扩增。
⑤具有多种选择性标志，如营养缺陷型、抗药性、形成噬菌斑的能力、外源性蛋白的产生等，作为区分重组的转化子与非转化子的指标。
2．【临床生化检验技术】
简述全自动生化分析仪的工作原理及其基本结构。
①全自动生化分析是基于物质对光的选择性吸收，即分光光度法。
单色器将光源发出的复色光分成单色光，特定波长的单色光通过盛有样品溶液的比色池，光电转换器将透射光转换为电信号后送入信号处理系统进行分析。
②从结构上来说，全自动生化分析仪包含分光光度计的主要组成部分。
光源、单色器（色散装置）、比色池、检测器等。
全自动生化分析仪还包括生化分析所需的特有部分，如：
加样系统、清洗系统、温控系统、软件系统等。
（2）简述单色器的用途、类型及其特点。
①单色器是使不同波长的光以不同角度发散的组件。
②按色散元件的不同，可分为棱镜单色器、光栅单色器和滤光片式单色器。
棱镜既简单又便宜，但其色散是弯曲且非线性的，长波色散率小，短波色散率高，因此欲得到相同的光谱强度，狭缝宽度要随波长而改变，并且各光谱线间隔不同，为非匀排光谱。
光栅的色散率大，色散角与波长成线性关系，分辨率高，光谱范围宽。
采用光栅的仪器设计时须注意光谱叠级、检测灵敏度及光学布局（前分光或后分光）等因素的影响。
光栅光谱为匀排光谱，即光栅色散率几乎与波长无关。
采用滤光片分光方式完全可以获得与光栅分光同等的效果。
（3）简述空气分段流动式自动生化分析仪。
空气分段系统通过比例定量泵挤压弹性样品管、空气管和试剂管（通称“泵管”），将样品依次连续地吸入并沿样品管输送，另一方面由空气管吸入的气泡将由同样原理吸入并在试剂管道中连续流动的试剂分成均匀的节段，样品流和试剂流在连续向前流动的过程中相遇、混合、透吸（必要时）、保温、反应及被测定。
整个分析过程是液流在管道中连续流动的过程中完成的。
（4）简述非分段流动式自动生化分析仪的类型、结构及其原理。
非分段系统依靠试剂空白或缓冲液来间隔每个样品的反应液，在管道中连续流动的液体不被分段。
非分段系统可再分为流动注入系统和间隙系统。
①流动注入系统的组成与空气分段系统相似，不同之处在于，空气分段系统是用气泡分段来防止管道中各反应液在流动过程中的交叉污染，流动注入系统通过将样品依次注入连续流动的试剂流管道中来防止交叉污染。
②间隙系统的结构、组成和工作原理与流动注入系统相似，但是每一次进样都必须在前一样品的分析过程结束后（包括管道的清洗）才能开始，而不能连续地依次进样，每次进样间有一时间间隙，故也被称为不连续流动式分析仪。
（5）简述透射免疫比浊法的基本原理和技术要点。
①基本原理：
当一定波长的光线通过抗原抗体反应混和液时，被其中的免疫复合物（IC）反射、吸收而减弱。
在一定范围内，透射光被吸收的量（吸光度或A值）与IC量呈正相关，而IC量与相应抗原和抗体的量呈函数关系，当抗体量恒定时，根据所测吸光度值即可算出待测抗原量。
②技术要点：
抗原参考品级待测标本应作适当稀释；
将待测标本和标准抗原液与适当过量的抗血清混合，在一定条件下，抗原抗体反应完成后，在340nm处检测吸光度；
制备剂量-反应曲线，以此
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