医疗仪器的临床应用

1、医疗仪器的临床应用复习题一、名词解释 频谱：频谱就是频率的分布曲线，复杂振荡分解为振幅不同和频率不同的谐振荡，这些谐振荡的幅值按频率排列的图形叫做频谱。在心电图中，心脏电活动通过傅立叶变换展开成若干个不同振幅和频率的正弦波的相加和，进而可以通过简单的数学变化，精确描述和计算心脏的电活动。滤波器频带：频带就是允许传送的信号的最高频率与最低频率之间的频率范围，根据频带的选择不同，可将滤波器分为高通滤波器，低通滤波器，带同滤波器和带阻滤波器。普通心电图和高频心电图的差异就在于滤波器频带选择的不同，后者包含心电的高频信号，因此能更加真实的反映心脏电活动的实际情况。电离辐射：电离辐射是一切能引起物质电离

2、的辐射总称，其种类很多，高速带电粒子有粒子（氦原子核）、粒子（电子）、质子，不带电粒子有中子以及X射线、射线。体素：体素是指在受检体内欲成像的断层表面上，按一定大小和一定坐标人为地划分的很小的体积元，是数字数据于三维空间分割上的最小单位，为导致CT成像容积效应的原因之一。CT值：CT影像中每个体素所对应的物质对X射线线性平均衰减量大小的表示。CT值=1000×（uu水）/ u水FDG：即18-氟代脱氧葡萄糖(FDG)：其分子中的氟属于正电子发射型放射性同位素的18F，其发射的正电子在周围介质中不断被散射而减速，最终导致湮灭辐射，产生的光子能被核医学仪器捕捉到。由于FDG可准确反映体内

3、器官/组织的葡萄糖代谢水平，而恶性肿瘤细胞因代谢旺盛导致对葡萄糖的需求增加，因而应用FDG可以可早期发现全身肿瘤原发及转移病灶，准确判断其良、恶性，从而正确指导临床治疗决策。此外，FDG还广泛用于早期发现和诊断存活心肌等方面。湮灭辐射：正电子在周围介质中不断被散射而减慢速度，并俘获一个电子，发生质能转换，转变为一对能量相等方向相反的g光子对，这一过程称为湮灭辐射符合探测 / 符合事件：如果用一对探测器来接收两个光子，那么探测器连线可代表反方向飞行光子对所在的直线，湮灭事件必定在该直线上。用两个探测器连线来确定湮灭反应方位，来确定正电子核素位置的方法称为符合探测(coincidence dete

4、ction)，把探测器接收到一对光子的过程称为符合事件。塞曼效应：塞曼效应（Zeeman effect），在原子、分子物理学和化学中的光谱分析里是指原子的光谱线在外磁场中出现分裂的现象，其实质是原子核角动量的分裂。核磁共振即是利用磁矩不为零的原子核，在外磁场作用下自旋能级发生塞曼分裂，共振吸收某一定频率的射频辐射的物理过程。拉莫尔进动：在外加主磁场的做用下，磁矩不为零的原子核绕着自身轴旋转的同时，又沿主磁场方向作圆周运动，将质子磁矩的这种运动称之为进动。拉莫尔频率：在主磁场中，宏观磁矩像单个质子磁矩那样作旋进运动，磁矩进动的频率符合拉莫尔（Larmor）方程：f r B0/2p。 式中：f -

5、 进动的频率    B0 -主磁场强度 r - 旋磁比（对于每一种原子核是恒定的常数）。 此频率即为拉莫尔频率。自旋晶格弛豫时间T1/自旋自旋弛豫时间T2：原子核从激化的状态回复到平衡排列状态的过程叫弛豫过程。它所需的时间叫弛豫时间。弛豫时间有两种即自旋晶格弛豫时间t1和自旋自旋弛豫时间t2。前者为MRI中，90°脉冲停止后，纵向磁化矢量逐渐恢复到平衡状态的持续时间，本质为质子群通过释放从射频波中吸收的能量，以恢复原来高低能态平衡的过程。后者为90°脉冲停止后，原来受射频波激励而在同一方位，同步旋进的质子，逐渐变为异步，旋转

6、方位也由同而异，相位由聚合一致变为丧失聚合而各异，磁化矢量相互抵消的过程。其本质为质子热运动的作用使质子间的旋进方位和频率互异，但无能量交换纵向弛豫。经心电流：即在心脏点击治疗中，实际流过心脏的电流。相同能量下，流经心脏电流的大小视病人体阻抗而定，病人胸部表面阻抗越小，分流越多，因此要求除颤器设计必须提供足够的电流给低阻抗的病人。AED：AED=Automated External Defibrillator是自动体外除颤器的英文缩写。频谱多普勒：是利用多普勒效应提取多普勒频移信号，并用快速傅里叶变换进行处理，最后以频谱形式显示。用于测量血流速度、确定血流方向和性质(如层流和湍流)等；获得最大

7、速度、平均速度、压差和阻力指数等有关血流动力学的参数：连续多普勒法(CW)和脉冲多普勒法(PW)HIFU：高强度聚焦超声（high-intensity focused ultrasound, HIFU）其治疗原理主要是利用聚焦于生物组织中的高强度超声产生的热效应使焦域处的组织瞬间凝固性坏死，焦域以外组织无显著损伤，凝固坏死组织可逐渐被吸收或瘢痕化。PEEP：PEEP(positive end-expiratory pressure)即呼气终末正压，为机械呼吸机在吸气相产生正压，气体进入肺部，在呼气末气道开放时，气道压力仍保持高于大气压，以防止肺泡萎缩塌陷。CPAP：CPAP即持续正压通气(Co

8、ntinuous Positive Airway Pressure)，即用面罩将持续的正压气流送入气道用此种方式给氧的机器称CPAP呼吸机。指在自主呼吸条件下，患者应有稳定的呼吸驱动力和适当潮气量，在整个呼吸周期内人为地施以一定程度的气道内正压，从而有利于防止气道萎陷，增加功能残气量，改善肺顺应性，并提高氧合作用。SIMV：即同步间歇指令性机械通气，是常见医用呼吸机的一种通气模式。经过长时间治疗，病人开始有自己的呼吸，而且能够不完全依赖呼吸机时，可以使用这种方式。其目的是为了让病人逐渐脱离呼吸机，逐渐降低强制性通气密度，更多的进行自主呼吸。在强制性通气过程中，一旦病人有一个自主呼吸，且只需要每

9、秒吸入0.1L的气体，就能触发呼吸机按医生设定的潮气量及气流向病人送气。CMV：指连续强迫通气Conventional controlled ventilation, without allowances for spontaneous breathing. Many anesthesia ventilators operate in this way.半透膜：是一种只给某种分子或离子扩散进出的薄膜，对不同粒子的通过具有选择性的薄膜。腹腔镜：是一种带有微型摄像头的器械，腹腔镜手术就是利用腹腔镜及其相关器械进行的手术：使用冷光源提供照明，将腹腔镜镜头（直径为310mm）插入腹腔内，运用数字摄像技

10、术使腹腔镜镜头拍摄到的图像通过光导纤维传导至后级信号处理系统，并且实时显示在专用监视器上。然后医生通过监视器屏幕上所显示患者器官不同角度的图像，对病人的病情进行分析判断，并且运用特殊的腹腔镜器械进行手术。二、判断题1. 在脑电图的b波记录时，时间常数选择和频率响应选择分别是：(1) 2s和30Hz(2) 0.125 s和30Hz(3) 0.125 s和13Hz(4) 2 s和13Hz2. 在无创血压测量中，袖带低于心脏时：(1) 血压显示值高于真实值(2) 血压显示值低于真实值(3) 血压显示值等于真实值3. 对于病灶组织和正常组织密度差别较小但血供有一定差别的情况下，比较容易提供准确诊断的影

11、像设备是：(1) B超(2) CT(3) MRI(4) DSA4. 理想单能窄束X射线透射各向同性均匀连续介质时，强度衰减的物理规律符合： (1) 透射定律(2) 拉莫尔定律(3) 朗伯(Lambert)定律(4) 衍射定律5. PET-CT成像是：(1) 形态成像(2) 功能成像(3) 代谢成像(4) 代谢-功能-形态成像6. PET-CT成像的最大空间分辨率是：(1) 1mm(2) 2mm(3) 3mm(4) 4mm7. 下列哪一点不是PET检查的优点(1) 灵敏度高(2) 特异性高(3) 全身显像(4) 解剖结构清晰8. 在MRI成像中，梯度场的作用是：(1) 产生拉莫尔进动(2) 产生

12、共振激励(3) 产生图像成像(4) 产生FID信号9. 在MRI成像中，T1时间长，其图像亮度是：(1) 深(2) 浅(3) 不变10. 在MRI成像中，T2时间长，其图像亮度是：(1) 深(2) 浅(3) 不变11. 以下关于不同温度下热效应的应用，错误的是：(1) < 40 oC，没有明显细胞损伤，应用于微波理疗(2) 40-49 oC，可逆的细胞损伤，应用于肿瘤热疗(3) 49-70 oC，不可逆的细胞损伤(变性)，应用于射频消融(4) 70-100 oC，凝固(胶原转化为糖元)，应用于电凝12. B超检查的探头频率越高，声波的穿透深度：(1) 越深(2) 不变(3) 越浅13.

13、B超检查的探头频率越高，图像分辨力：(1) 越高(2) 不变(3) 越低14. 检查颈动脉血流时，可采用：(1) A超(2) B超(3) M超(4) D超15. 关于呼吸机通气模式，下列哪种说法正确？(1) 呼吸机最经典的通气模式有：指令通气模式和非指令通气模式。(2) 呼吸机最经典的通气模式有：指令通气模式、辅助指令通气模式和病人自主通气模式。(3) 呼吸机最经典的通气模式有：指令通气模式、辅助指令通气模式、间歇指令通气模式和病人自主通气模式。(4) 呼吸机最经典的通气模式有：指令通气模式、辅助指令通气模式、支持通气模式和病人自主通气模式。16. 医用内窥镜可分为：(1) 诊断性腹腔镜和手术

14、性腹腔镜(2) 硬性内窥镜、软性内窥镜、特殊内窥镜(3) 胶囊内镜和光学视管镜(4) 纤维内窥镜和电子内窥镜三、简答题1. 阐述Fourier变换将时域信号变换到频域信号的过程，并分析它对心电图、脑电图分析的意义。傅里叶变换是一种分析信号的方法，它可分析信号的成分，也可用这些成分合成信号。许多波形可作为信号的成分，比如正弦波、方波、锯齿波等，傅里叶变换用正弦波作为信号的成分，而正弦波又可用泰勒级数展开，进行计算。以方波为例，具体过程为：方波可为频率和振幅不同的正弦波叠加而成。如左图，因此分解得到的正弦波可以用泰勒级数进行精确计算。意义：心电图用傅里叶变换展开后，作频谱图，可以发现，正弦波主要集

15、中在低频区域，因此普通心电图可以只考虑低频区域的正弦波，从而较精确的反映心脏电活动，节约了仪器成本，使得心电图得意普及，而高频心电图则在精确测量心电活动方面有优势，可以发现隐匿的疾病。脑电图波则可以用滤波器选择不同的频率得到4种波。详见下表。1. 2. 如何检测EEG中的a波、b波、q波、d波？利用滤波器频带选择，设置频率为8-13，即可以分离出a波；设置频率为14-30即可以分离出b波；设置频率为4-7，即可以分离出q波；设置频率为0.5-3即可以分离出d波。3. 心电图检查时，为什么电极部位要涂导电膏？用消毒酒精替代可以吗？为什么？图导电膏的原因由心电图原理决定，其与人体接触部分的等效电路

16、图见下图。C1、R1和C2、R2分别为两只电极与皮肤接触产生的电容效应，E1、E2分别为电极与皮肤接触产生的极化电势。R3、R4分别为电极与皮肤之间的电阻。R为体电阻，为心脏电活动。在实际测量心电活动中，E1、C1、R1与E2、C2、R2大小相等，方向相反，相互抵消，而R可以忽略不计，因此要求R3和R4尽量小，以减少心脏电压分压，故需要涂上导电膏。消毒酒精替代是可以的，但不是规范使用，规范使用是导电膏，酒精导电是用其中的水，如果使用纯酒精，就不可以了。4. 在ECG记录前，都有一个1mV方波，阐述它对临床检查有何意义。1mV定标是心电图机内部校准器的指标，对方波幅度和周期的最大允许误差做出矫正

17、。同时由于不同人心脏电压大小差异巨大，因此纵轴电压可以根据患者的实际情况自行选择。而在标准模式中，1mV定标电压校准了心电图机记录的纵轴，而走纸速度则标定了横轴，从而保证记录心电图的同一性和准确性。5. 在有创血压监护中，为什么每隔一段时间要进行零位校正？如何校正？有创血压测量一般在ICU使用，患者是卧床者，容易发生体位改变，导致袖带与心脏之间产生偏差，进而导致血压测量不准确。零位矫正消除了外界大气压和静水压的影响，并确保传感器读数准确。校正方法：三通阀关闭与输液瓶和患者的联系，开启压力传感器上与大气联通阀，让大气压导入传感器中，按监护器上CAL校正键，使监护仪屏幕上压力线为零，校正完毕。关闭

18、传感器上的联通阀，使传感器不引入大气压，三通阀置于传感器与患者联通，与输液瓶断开，则可以测量患者的有创血压。6. 有创血压测量中，为什么Flash开关要经常检查？为避免套管尖端凝血块形成，可用较低浓度的稀肝素溶液（500ml内加1/4支肝素）冲洗进行连续冲洗或间断冲洗，方能保障管路通畅，准确测量动脉血压。此外，需彻底排空管内的空气，否则导致收缩压偏低，舒张压偏高和波形失真。7. 当心电图机干扰比较大时，你应该如何处理？1. 首先检查心电图机的接地线，保持良好的接地。2. 减小电极导联线所围成的面积，以减小工频电磁场在该面积中所产生的感应电势。3. 在上述处理效果不好的情况下，使用心电图机中的5

19、0Hz滤波键(HUM键)或肌电图滤波键(EEG键)。4. 再不好，则考虑屏蔽。8. 如何从母体中检测出胎儿心电图？因为胎儿的心频率为高频，母体为低频，用高通频滤波器把低频的母体的心频率去掉，即可得到胎儿的心电图。（然后自行补充到100字）9. X摄片与X透视的区别是什么？其临床适应症有哪些？X透视没片子，透视可以多方位连续动态观察，但是辐射剂量大，荧光影像较暗。X摄片有片子，射线量少，一般只有正侧位，可以永久保留，但不能显示脏器的活动状态。适应症：X透视：心血管疾病，呼吸系统疾病，肠胃疾病，急腹症和计划生育透环检查；X摄片：胸部，头部记住四肢骨等部位的检查。10. 用Lambert定律描述CT

20、成像的基本原理。Lambert定律：即光被透明介质吸收的比例与入射光的强度无关；在光程上每等厚层介质吸收相同比例值的光。适用于所有的电磁辐射和所有的吸光物质，例如下图：CT即利用了理想单能窄束X射线的Lambert定律原理，运用扫描并采集投影的物理技术，以测定X射线在人体内的衰减系数为基础，采用反投影算法，经计算机运算处理，求解出人体组织的衰减系数值在某剖面上的二维分布矩阵后，再转为图像上的灰度分布，从而实现建立断层解剖图像的成像技术。11. 放射图像质量取决于哪些参数？像素，灰阶。像素就是图像的点的数值，点画成线，线画成面。我们若把影像放大数倍，会发现这些连续色调其实是由许多色彩相近的小方点

21、所组成，这些小方点就是构成影像的最小单位。像素：这种最小的图形的单元能在屏幕上显示通常是单个的染色点。越高位的像素，其拥有的色板也就越丰富，越能表达颜色的真实感。灰阶：代表了由最暗到最亮之间不同亮度的层次级别。这中间层级越多，所能够呈现的画面效果也就越细腻。灰阶是像片判读中的重要判读标志和基础。12. 设水、骨、空气的吸收系数分别为1、2、0，计算它们的CT值分别是多少？早期肿瘤组织含水量较高，设其吸收系数为1.02，试问用CT可以检查出来吗？为什么？CT骨=（2-1）/1*1000=1000； CT空气=（0-1）/1*1000= -1000CT肿瘤=（1.02-1）/1*1000=20不能

22、，因为按CT值的定义把上述CT值转换图像画面上对应像素的灰度，就得到图像画面上的灰度分布，一般每个灰度最小差值为100，在100以内显示为同一灰阶。此外，显示器和胶片也有自身的灰阶限制，影响片子的灰阶分辨能力。13. 在DSA检查中，造影剂起什么作用？为什么？注入血管的造影剂能增强影像观察效果而注入（或服用）到人体组织或器官的化学制品。这些制品的密度高于或低于周围组织，形成的对比用某些器械显示图像。血管造影是一种介入检测方法，将造影剂注入血管里，因为X光无法穿透显影剂，因而可以通过数字剪影的方式清晰地显示出血管，进而判断血管病变14. 在CT检查中，断层选择很重要，为了能捕捉到小尺寸病灶，可选

23、择什么CT检查？为什么？使用时要注意什么问题？答：螺旋CT；球管和探测器不受电缆长度限制，沿人体长轴连续匀速旋转，扫描床同步匀速递进（传统CT扫描床在扫描时静止不动），扫描轨迹呈螺旋状前进，可快速、不间断地完成容积扫描。整个器官或一个部位一次屏息下的容积扫描，不会产生病灶的遗漏。注意：造影剂的量不宜使用过多，过多会对人体产生危害。15. 18F-FDG有哪些特点？在临床上主要用于哪些疾病诊断？见名词解释FDG16. g刀又称放射外科，在g刀治疗中需要什么样的团队？他们均起什么作用？放射肿瘤学家，辐射物理学家，神经外科医生，神经外科护士，神经放射学家。辐射肿瘤学家是受过专门训练的医生，有他们来评

24、估病人的情况，并确定适当的治疗，治疗区域，与辐射剂量。然后由辐射物理学家和剂量师进行详细的计算。由受过专门训练的放射治疗师执行的日常的放射治疗。影像解读在治疗中也是十分重要的，因而也会安排放射诊断师。放射治疗的护士负责日常护理，帮助安排手术副作用的治疗。17. 自由水与结合水对T1弛豫有什么差别？它对肿瘤组织诊断有什么意义？人体组织中的水有自由水和结合水之分。所谓自由水是指分子游离而不与其他组织分子相结合的水，自由水的自然运动频率很高，明显高于质子的进动频率。而在大分子蛋白质周围也依附着一些水分子，形成水化层，这些水分子被称为结合水，结合水由于依附于大分子，其自然运动频率将明显降低而更接近于质

25、子的进动频率。因此自由水的T1值很长，而结合水可使组织的T1值缩短。 组织中如自由水的成份增加，在T1WI将表现为信号强度降低，如脑水肿等。如果是结合水的比例增加，在T1WI上则可表现为信号强度相对增加，甚至表现为高信号，如含粘液成份的囊肿、脓肿中粘稠的脓液等。脓肿或有些肿瘤如星形细胞瘤，因为囊液或脓液中除自由水外还有结合水存在，因此在T1WI上其信号强度将不同程度高于基本由自由水构成的脑脊液。18. 高磁场MRI成像设备对患者在哪些方面存在潜在电磁危险？如何防范？射频场的热效应引起的组织灼伤，梯度场电磁感应非热效应引起的神经刺激。防范：在进入核磁共振检查室之前，应去除身上带的手机、

26、磁卡、手表、其他金属物品或磁相关物品，同时严格按需使用合适场强的核磁共振检查。19. 电场用什么元件储能？当释放电场能量时，该储能元件的两个电极应如何处理？电容元件；电容是电场储能元件，当释放电场能量时，电容器的两个电极短路，如除颤器的使用。（补充到100字）20. 磁场用什么元件储能？当释放磁场能量时，该储能元件的两个电极应如何处理？电感元件，如螺线管线圈；电感是磁场储能元件，当释放磁场能量时，电感器的两个电极开路。（补充到100字）21. 电磁生物效应包括哪两种效应？心脏除颤属于哪种效应？射频消融由属于哪种效应？包括热效应和非热效应，前者指机体产生热量的效应，后者较为复杂，对不同系统有不同

27、的效应，例如长期高磁场可以使内分泌水平上升、造血功能异常、上腹疼痛、恶心及食欲下降、白内障发生率升高、性功能低下及暂时性不育等。心脏除颤非热效应，射频消融热效应22. 除颤、射频消融、高频电刀、微波热疗的电磁频谱如何分布？其生物效应如何？频谱生物效应除颤直流电流通过心脏将能量给心脏射频消融475KHZ局部组织灭活高频电刀200-400KHZ使细胞干燥、谈话、汽化微波理疗13.56MHz±0.20MHz利用热耐受性杀死肿瘤细胞23. 在除颤中，患者阻抗对经心电流如何影响？双相波除颤的优点有哪些？除颤能量的设置原则有哪些？g分流情况随病人而定，病人胸部表面阻抗越小，分流越多。因此除颤器设

28、计必须满足提供更多的除颤电流给低阻抗病人 分流电流变化小，而经心电流变化大。双向波除颤仪的优点是 电流小，对心肌损伤较小 单向波结束心脏干扰杂波后再给出一个方向的引导性电波，该引导性电波接近心脏正常电信号，同时补偿经心分流的影响，因此能更有效激发起心脏的正常工作。能量设置原则：能从低到高，优先选择双向波。24. 在射频消融中，为什么会出现功率和碳化矛盾？如何解决？消融范围大，则要求输出功率大；输出功率大，易导致电极周围组织温度迅速升高，形成碳化；碳化形成影响射频能量传导，导致消融范围减小。目前解决这对矛盾的主要方法：电极冷循环控温技术（射频消融仪）组织密度反馈技术，通过组织的阻值可以判断组织是

29、否碳化（高频电刀）25. 高频电刀的模式有哪些？如何选择？高频电刀有两种主要的工作模式：单极和双极。应根据不同手术范围进行选择。在单极模式中，电路由高频电刀内的高频发生器、病人极板、接连导线和电极组成，电流通过有效导线和电极穿过病人，再由病人极板及其导线返回高频电刀的发生器。高电流密度的高频电流被聚集起来，直接摧毁处于与有效电极尖端相接触一点下的组织的。当与有效电极相接触或相邻近的组织或细胞的温度上升到细胞中的蛋白质变性的时候，便产生凝血，这种精确的外科效果是由波形、电压、电流、组织的类型和电极的形状及大小来决定的。 可用于普通外科手术，胃镜肠镜下息肉切除等手术。双极电凝是通过双极镊子的两个尖

30、端向机体组织提供高频电能，使双极镊子两端之间的血管脱水而凝固，达到止血的目的。它的作用范围只限于镊子两端之间，对机体组织的损伤程度和影响范围远比单极方式要小得多，适用于对小血管（直径<4mm）和输卵管的封闭。故双极电凝多用于脑外科、显微外科、五官科、妇产科以及手外科等较为精细的手术中。双极电凝的安全性正在逐渐被人所认识，其使用范围也在逐渐扩大。 26. 探测深层器官和浅表器官病变组织应选用什么频率的超声探头？为什么？对于超声波，频率上升，穿透力下降，分辨力升高。因此深层的低频探头，表浅的高频探头。（自行补充到100字）27. 计算声波从空气入射到脂肪的反射系数和透射系数，以及从水入射到脂肪的反射系数和透射系数，并