医学仪器2复习大纲整理-2

第一章电治疗类仪器设计原理1、简述电磁波谱不同频段对人体不同的生理效应。电磁波谱不同频段对人体的生理效应：在1000Hz以下主要是刺激效应；在1000Hz～3×1015Hz主要是热效应；在3×1015Hz以上主要是生物效应。2、什么是电离辐射？（可能不考）电离：量子能量足够大的电磁辐射与某种物质相互作用，可将其原子或分子中的束缚电子击出，于是这些原子或分子成为阳离子，被击出的电子又可被其他中性的原子或分子俘获而形成阴离子。频率高于3×1015Hz的电磁辐射，其量子能量较大，能引起生物组织电离，因而称为电离辐射。4、电刺激系统通常由哪三部分组成？电刺激系统的组成：脉冲发生器、导联线、电极。5、按照电刺激部位，刺激类型可分为哪三种？表面刺激－电刺激系统的三部分都在体外，电极放在皮肤上或要刺激的肌肉运动点附近。经皮刺激－把电极放置于体内并靠近刺激部位。导联线穿过皮肤连接到外部脉冲发生器。植入式刺激－刺激器的三部分通过外科手术永久植入人体，植入后皮肤完全缝合植入部分和体外部分的联系是通过非接触方式进行的。简述人工心脏起搏器的原理及仪器结构。原理：人工心脏起搏器是一个以电池为动力的、体积小而能植入体内、可产生连续稳定的电脉冲的装置。人工心脏起搏发出的一定形式的微弱脉冲电流，能刺激心脏的起搏功能或诱导功能有障碍但尚有兴奋、收缩及心肌纤维间传动功能的心脏起搏，即以代替正常的起搏点刺激心肌，使之有效地收缩。仪器结构：人工心脏起搏系统由脉冲发生器、电极导线和程控器三部分组成。起搏脉冲发生器的电子电路由控制单元、感知单元和脉冲输出单元组成。10、简述心脏除颤器的设计原理。除颤波形发生器—电源能量，选用电容把电能存储起来，再通过电容放电实现短时间高强度对病人电击；除颤器框图（右边）内置心电监视器—加快心律不齐的诊断；除颤器提供RLC电路—产生衰减的正弦波或指数衰减的波形电击；第二章激光治疗机1、产生激光的三个必要条件是什么？（可能不考）激光工作物质粒子数的反转；一个起正反馈、谐振和输出作用的光学谐振腔；满足光振荡的阈值条件。2、激光器中对工作物质激励的方式有哪几种？光激励；电激励；化学反应激励；热能激励；核能激励等。3、激光有哪些普通光源无法比拟的特性？这些特性有哪些应用？特性：方向性强；单色性好；相干度高；能量密度大。应用：4、按照工作物质激光器可分为哪几类？（1）气体激光器：气体激光器按工作物质的性质又分为原子激光器、分子激光器和离子激光器。波谱范围广，能连续输出，单色性、方向性比其它类型的激光器好。且制造方便、成本低、可靠性高。固体激光器：常用的固体激光器为红宝石、钕玻璃、掺钕钇铝石榴石。体积小、功率大、使用方便，但工作物质较贵，结构制造复杂。半导体激光器：半导体激光器的种类很多。不同类型的工作物质，不同方式的激励，以及提供振荡的不同结构，都可构成不同类型的激光器。光谱结构复杂，单色性差，但其重量轻、耗电省。染料激光器：利用有机染料分子独特的光谱结构，可以得到在一定范围内连续可调的激光。（2）按产生激光的工作物质分为：•固体激光器•液体激光器•气体激光器•半导体激光器【PPT可找到这两种分类方法】5、激光器的基本组成部分有哪些？每一种激光器都必须有激励源、工作物质和谐振腔这3个基本组成部分。6、画出光学谐振腔的结构图，说明谐振腔的工作原理。（可能不考）（光学谐振腔可以是促进形成某一方向的受激辐射。）在谐振腔中，偏离工作物质轴向的光子逸出腔外，只有沿着轴向传播的光子在谐振腔两端反射镜作用下才能往返传播。这些光子就成为引起受激辐射的激发因子，它们可导致轴向受激辐射的产生。谐振腔可以将其它方向频率的光子抑制住，而使某一方向和频率的光子享有最优越的条件进行放大。这种雪崩式的光放大过程使得谐振腔内沿轴线方向的光量骤然增大，并从谐振腔的部分反射镜端射出，这就是激光束。7、激光的医用方式有哪几种？①切割：近几年激光刀在医学上的应用迅速发展，光刀有止血、杀菌、灭活肿瘤播散作用；在切骨手术中没有振动、没有声响，可以作各种形态切口。光刀有多种，其中以CO2光刀较广泛应用，CO2激光进行切割时，所需功率密度大，使用焦点上的光斑，则切口细、窄而且锋利。一般105W/cm2功率即可用于切割，切口的深浅、长短及重复切割均可根据需要掌握应用，切割同时即可凝固、封闭而止血。

②烧灼：用于烧灼的激光器有CO2、Nd-YAG及Ar+等，烧灼使用中等能量（功率密度在150～800W/cm2），且在焦点外一定距离（15～45mm）进行照射，使病变炭化甚至气而去除，一般适用于赘生的或浅表肿瘤的治疗。

③凝固；Nd-YAG激光主要为热激固效应，使一些小血管封闭，起到止血作用，有颜色的病变，如血管瘤吸收更为容易。④低功率照射：用CO2散焦护束照射局部，有消炎、消肿、止疼、止痒，促进组织修复等作用。第三章微波治疗仪1、什么是微波？其频率范围多少？划分为哪三个波段？微波是一种频率非常高的电磁波，把波长从1米到1毫米范围内的电磁波称为微波。微波波段对应的频率范围为:3×108Hz～3×1011Hz。分米波：波长范围1m--10cm,频率范围0.3--3GHz,波段名称特高频；厘米波：波长范围10cm--1cm,频率范围3--30GHz,波段名称超高频；毫米波：波长范围1cm--1mm,频率范围30--300GHz,波段名称极高频。6、影响微波生物效应和医学应用研究的因素有哪些？（1）微波作用条件：波长、工作方式（脉冲式或连续式）、能量、能量密度、电场的极化方向，场强的空间分布和均匀性、作用时间。（2）生物特性：器官和组织的组分和结构，含水量（电学和热学性质不同）。简述微波治疗肿瘤的机制。（1）癌组织比周围正常组织对微波的吸收要大。肿瘤组织内血液循环不良（血流量只是正常组织的２％～１５％），散热性差。故微波能使肿瘤组织温度显著升高并较好保持。（2）微波可使多聚核糖体解聚，抑制ＤＮＡ、ＲＮＡ的合成，使线粒体发生功能性障碍或结构破坏，从而导致癌细胞坏死。8、微波对人体健康的影响有哪几种类型？三种类型：急性全身性微波照射损伤；慢性全身性微波照射损伤；局部性微波照射损伤。9、微波照射引起的心血管系统的不良反应有哪些？自主神经功能障碍心功能不全、心悸、心动过缓、心区疼痛、呼吸急促、血压偏低等。第四章超声治疗仪1、画图并说明超声手术刀和超声骨锯的工作原理。（可能考）（超声手术刀利用超声波作用于人体组织的三大效应，即碎裂效应、空化效应和止血效应，切开或碎裂人体组织，具有选择性碎裂、损伤小、精度高、能止血等独特的优点。）变幅杆的作用是使传到刀片或锯片的超声振动幅度大大增强。在强大加速度作用下，能使刀片或锯片作用的这部分组织迅速与周围组织分开而不损伤周围组织。超声手术：切口光滑，易止血和愈合。用于切除皮肤癌、痣、体表肿瘤、白内障手术。超声骨锯：用于颅脑切开、截肢手术等。着内在的联系。4、什么是医学光子学？其医学光子技术的内容主要集中在哪几个方面？新兴的光子学和现代医学相结合形成了一个新的交叉学科生长点：医学光子学。主要内容包括医学光子学基础和医学光子技术两大部分。医学光子技术的内容主要集中在以下四个方面的内容：医学光谱技术；医学成像技术；医用半导体激光及其应用；其他医用激光技术发展。5、生物系统超弱发光通常包括哪两大部分？自发超弱发光：自发的生物化学发光，与生物体的氧化代谢有关。诱导超弱发光：外因诱导的发光，取决于光、电离辐射、超声、化学药物等外界因素的作用，又称为延迟发光。7、简述生物系统自发超弱发光的光子来源于哪三个方面？（1）氧化代谢不断产生活性氧自由基，并由此产生单线态氧和激发态自基由（它受生物体内的抗氧化防御系统与免疫系统的影响）；（2）酶促反应形成的激发态分子；（3）集合效应形成的重要生物大分子(如DNA及其碱基)的激发态和激发态复合物。8、什么是荧光探剂？荧光分析有哪些特点？常用一些能发荧光的物质，与分子共价结合或标记在所要研究的分子或体系中的某一基团，利用它的荧光特性来提供研究对象的信息。这些发荧光的物质分子就叫作外在荧光团，现在则普遍地叫它为荧光探剂荧光分析的特点：灵敏度高；选择性强；试样量少；方法简便；能提供比较多的物理参数。什么是共聚焦激光扫描荧光显微镜？共聚焦激光扫描荧光显微镜（ConfocalLaserScanningFluorescenceMicroscope；LSFM）——以激光作为激发光源，采用光源针孔与检测针孔共轭聚焦技术，对样本进行断层扫描，以获得高分辨率光学切片的荧光显微镜系统。简述激光共聚焦扫描显微镜有哪些功能特点？1）多重荧光标记的定位：可对组织或细胞内两种以上的结构，同时进行荧光标记、同时定位、同时显示在一幅图像上。2）光学切片—显微CT：可对固定的或活的组织及细胞进行连续的光学切片扫描。3）三维重组：可对各个层面的光切图像进行三维重组，得出可旋转的三维结构图像。4）时间序列扫描：可检测活组织或活细胞内被标记物浓度随时间的动态变化。5）定量分析：可对二维图像进行荧光强度的定量。6）图像处理：可对所采集的图像进行图像处理，以进一步提高图像的质量。激光光谱有什么特点？激光光谱有哪几种？极高的光谱和时间分辨率、灵敏度、精确度以及无损、安全、快速等优点。激光光谱包括两大类：原子荧光光谱，分为共振荧光、非共振荧光及双原子荧光；分子荧光光谱。医用激光荧光光谱主要是后一类。医学光谱学主要包括哪几种光谱？生物组织的自体荧光：药物荧光光谱；生物组织的拉曼光谱；生物组织的超快时间分辨光谱。第九章细胞和分子层次的检测技术什么是生物芯片？常用的生物芯片分为哪三类？生物芯片有何特点。生物芯片（Microarray或Biochip）是近年来在生命科学领域中迅速发展起来的一项高新技术，它主要是指通过微加工技术和微电子技术在固体芯片表面构建的微型生物化学分析系统，以实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测和分析。常用的生物芯片分为三大类：蛋白质芯片Proteinchips(proteinmicroarray)；基因芯片Genechips（Genemicroarray）；芯片实验系统Laboratory-on-a-chip（orMicrofluidics-basedchip）生物芯片的主要特点：高通量；微型化；自动化。什么是生物芯片？常用的生物芯片分为哪三类？生物芯片有何特点。生物芯片（Microarray或Biochip）是近年来在生命科学领域中迅速发展起来的一项高新技术，它主要是指通过微加工技术和微电子技术在固体芯片表面构建的微型生物化学分析系统，以实现对细胞、蛋白质、DNA以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测和分析。常用的生物芯片分为三大类：蛋白质芯片Proteinchips(proteinmicroarray)；基因芯片Genechips（Genemicroarray）；芯片实验系统Laboratory-on-a-chip（orMicrofluidics-basedchip）生物芯片的主要特点：高通量；微型化；自动化。简述激光共聚焦扫描显微镜有哪些功能特点？1）多重荧光标记的定位：可对组织或细胞内两种以上的结构，同时进行荧光标记、同时定位、同时显示在一幅图像上。2）光学切片—显微CT：可对固定的或活的组织及细胞进行连续的光学切片扫描。3）三维重组：可对各个层面的光切图像进行三维重组，得出可旋转的三维结构图像。4）时间序列扫描：可检测活组织或活细胞内被标记物浓度随时间的动态变化。5）定量分析：可对二维图像进行荧光强度的定量。6）图像处理：可对所采集的图像进行图像处理，以进一步提高图像的质量。什么是共聚焦激光扫描荧光显微镜？共聚焦激光扫描荧光显微镜（ConfocalLaserScanningFluorescenceMicroscope；LSFM）——以激光作为激发光源，采用光源针孔与检测针孔共轭聚焦技术，对样本进行断层扫描，以获得高分辨率光学切片的荧光显微镜系统。什么是医学光子学？其医学光子技术的内容主要集中在哪几个方面？新兴的光子学和现代医学相结合形成了一个新的交叉学科生长点：医学光子学。主要内容包括医学光子学基础和医学光子技术两大部分。医学光子技术的内容主要集中在以下四个方面的内容：医学光谱技术；医学成像技术；医用半导体激光及其应用；其他医用激光技术发展。为什么组织测量可以作为直接血管内测量的补充？在组织中放置一个传感器，使它直接接触组织液，可以测出组织液中的化学物质的浓度。因为毛细血管暴露在组织液中，小分子和离子可以自由通过毛细血管壁扩散，因此组织液中的浓度几乎和循环血液中的浓度一样，所以组织测量可以作为直接血管内测量的补充。5、画图并说明极谱法电流传感器原理。图8.11P381P02电极是一个气体电极、是一种极谱法电极，氧的测量是基于电解氧的原理实现的。电极前端是一个允许O2分子通过的透气膜，如图所示它是常用的克拉克PO2电极。电极壳内由一个铂电极和一个银—氯化银电极浸在电解液（内充液）中，内充电解液的PH值稳定，其中含有KCL，它可增加电解液的电导，并参与离子导电。在两级之间加有0.6V的极化电压。在极化电压的作用下，进入内充液的氧被电解，电极上发生的反应为：阳极反应（氧化反应）O2＋2H2O＋4e—→4OH－阴极反应（还原反应）4Ag→4Ag＋＋4e—此电解电流的大小正比于氧分压P02的高低，即通过电极的转换，P02的高低转换为了电流的大小。6、画图并说明PH电极的传感工作原理。图8.13P383溶解的二氧化碳透过膜进入缓冲液，其中一部分与水作用形成碳酸H2CO3，部分碳酸分解为H＋和HCO3—，PH电极探测[H＋]浓度的上升或下降。7、什么是生物传感器？生物传感器有哪几类?一般定义：使用固定化的生物分子(immobilizedbiomolecules)结合换能器，用来侦测生物体内或生物体外的环境化学物质或与之起特异性交互作用后产生响应的一种装置。Gronow定义：一种含有固定化生物物质(如酶、抗体、全细胞、细胞器或其联合体)并与一种合适的换能器紧密结合的分析工具或系统，它可以将生化信号转化为数量化的电信号。分类方式传感器名称传感器输出信号生物亲和性传感器、代谢型或催化型传感器分子识别元件上的敏感物质酶传感器、微生物传感器、组织传感器细胞器传感器、免疫传感器、DNA生物传感器。信号换能器电化学传感器、离子敏场效应传感器、热敏电阻传感器压电晶体传感器、光电传感器、声学传感器.画图并说明超声手术刀和超声骨锯的工作原理。（可能考）（超声手术刀利用超声波作用于人体组织的三大效应，即碎裂效应、空化效应和止血效应，切开或碎裂人体组织，具有选择性碎裂、损伤小、精度高、能止血等独特的优点。）变幅杆的作用是使传到刀片或锯片的超声振动幅度大大增强。在强大加速度作用下，能使刀片或锯片作用的这部分组织迅速与周围组织分开而不损伤周围组织。超声手术：切口光滑，易止血和愈合。用于切除皮肤癌、痣、体表肿瘤、白内障手术。超声骨锯：用于颅脑切开、截肢手术等。2、简述超声治癌原理。（1）利用超声加热来杀死或抑制癌细胞：一般认为，43℃是癌细胞的死亡温度。癌细胞受到强超声辐射后，其温度上升，肿瘤组织的血管系统很发达，但是与周围组织的联系并不好，因此癌肿部位升温较正常组织升温