2025年大学生物医学工程（医疗器械设计）试题及答案.doc

2025年大学生物医学工程（医疗器械设计）试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共40分）
答题要求：本卷共20小题，每小题2分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。请将正确答案的序号填在括号内。

1. 以下哪种技术常用于医学成像中获取人体内部结构的详细信息？（ ）
A. 传感器技术
B. 微机电系统技术
C. 磁共振成像技术
D. 材料科学技术
2. 医疗器械设计中，考虑生物相容性主要是为了（ ）。
A. 提高器械的美观度
B. 降低生产成本
C. 确保器械在体内的安全性和有效性
D. 便于器械的生产制造
3. 下列哪项不属于医疗器械设计中的人机工程学考虑因素？（ ）
A. 器械的操作界面设计
B. 器械的重量和尺寸
C. 器械的材料选择
D. 器械的使用舒适性
4. 用于检测人体生理信号的传感器，其精度主要取决于（ ）。
A. 传感器的外观尺寸
B. 传感器的价格
C. 传感器的测量原理和制造工艺
D. 传感器的品牌
5. 在医疗器械设计中，模拟人体生理环境进行测试的目的是（ ）。
A. 增加测试的趣味性
B. 提高测试效率
C. 评估器械在真实使用场景下的性能
D. 减少测试成本
6. 以下哪种材料常用于制造可植入医疗器械？（ ）
A. 不锈钢
B. 生物陶瓷
C. 塑料
D. 木材
7. 医疗器械设计中的风险管理主要是为了（ ）。
A. 提高器械的市场竞争力
B. 发现设计中的潜在问题并采取措施降低风险
C. 增加器械的功能
D. 降低器械的研发周期
8. 设计一款心脏起搏器时，需要重点考虑的因素不包括（ ）。
A. 电池续航能力
B. 信号传输稳定性
C. 外观颜色设计
D. 与人体组织的兼容性
9. 对于医疗器械的软件设计，最重要的是保证软件的（ ）。
A. 界面美观
B. 运行速度快
C. 功能丰富
D. 安全性和可靠性
10. 以下哪种技术可用于提高医疗器械的智能化水平？（ ）
A. 云计算技术
B. 机械加工技术
C. 纺织技术
D. 烹饪技术
11. 在医疗器械设计过程中，进行临床试验的主要目的是（ ）。
A. 收集器械的销售数据
B. 验证器械的安全性和有效性
C. 改进器械的外观设计
D. 降低器械的生产成本
12. 医疗器械设计中，考虑消毒灭菌方法主要是为了（ ）。
A. 延长器械使用寿命
B. 保证器械在使用前的无菌状态
C. 增加器械的重量
D. 提高器械的价格
13. 以下哪种医疗器械属于有源医疗器械？（ ）
A. 注射器
B. 听诊器
C. 心电图机
D. 纱布绷带
14. 设计一款眼科手术器械时，需要考虑的关键因素是（ ）。
A. 器械的锋利度和精准度
B. 器械的颜色搭配
C. 器械的材质硬度
D. 器械的重量
15. 医疗器械设计中的知识产权保护主要涉及（ ）。
A. 商标、专利和著作权
B. 设备的运输方式
C. 器械的销售渠道
D. 器械的售后服务
16. 用于监测血糖水平的血糖仪，其核心部件是（ ）。
A. 显示屏
B. 传感器
C. 外壳
D. 电池
17. 在医疗器械设计中，如何提高器械的可维护性？（ ）
A. 设计简单的结构和易于更换的部件
B. 增加器械的功能复杂性
C. 采用昂贵的材料
D. 减少器械的使用频率
18. 以下哪种设计理念有助于提高医疗器械的用户体验？（ ）
A. 以用户为中心的设计
B. 以技术为中心的设计
C. 以成本为中心的设计
D. 以外观为中心的设计
19. 设计一款康复理疗器械时，需要考虑的人体生理适应性不包括（ ）。
A. 力度调节
B. 温度调节
C. 频率调节
D. 声音调节
20. 医疗器械设计中，对于数据存储和传输的要求主要是（ ）。
A. 存储容量大，传输速度快
B. 存储容量小，传输速度慢
C. 存储容量和传输速度适中
D. 存储容量和传输速度与器械功能无关

第II卷（非选择题 共60分）
21. （10分）简述医疗器械设计中生物力学原理的应用。
22. （10分）分析在医疗器械设计中如何确保器械的电气安全性。
23. （10分）举例说明材料特性对医疗器械性能的影响。
24. （15分）阅读以下材料：在研发一款新型超声诊断仪时，工程师们面临着提高图像分辨率和降低设备功耗的挑战。请结合医疗器械设计的相关知识，谈谈如何应对这些挑战。
25. （15分）阅读材料：一款心脏支架在临床试验中发现部分患者出现了血栓形成的并发症。请从医疗器械设计的角度分析可能导致该问题的原因，并提出改进措施。

答案
1. C
2. C
3. C
4. C
5. C
6. B
7. B
8. C
9. D
10. A
11. B
12. B
13. C
14. A
15. A
16. B
17. A
18. A
19. D
20. A

21. 生物力学原理在医疗器械设计中应用广泛。比如在假肢设计中，依据人体运动的力学原理，使假肢关节的活动范围、力度等符合人体正常运动需求，以实现自然的行走等动作。在心脏瓣膜置换设计中，要考虑瓣膜开启和关闭时的流体力学原理，确保血液正常流动，减少反流等问题，提高心脏功能和患者生活质量。

22. 确保医疗器械电气安全性，首先要在设计时选用符合安全标准的电气元件，保证其绝缘性能良好。合理设计电路布局，防止漏电和短路。设置完善的接地系统，将电气设备外壳接地，避免外壳带电伤人。对电气系统进行严格的绝缘检测和电气性能测试，如耐压测试等，确保设备在正常和异常情况下都能安全运行。

23. 例如不锈钢材料用于制造手术器械，其良好的耐腐蚀性可保证器械在多次使用和消毒过程中不被腐蚀，延长使用寿命，确保手术安全。而生物陶瓷材料因其生物相容性好、硬度适中等特性，常用于制造人工关节等医疗器械，能与人体组织良好结合，支撑人体活动，减少磨损，提高医疗器械的性能和患者的舒适度。

24. 对于提高超声诊断仪图像分辨率，可优化超声探头的设计，采用更高频率的换能器材料，改进探头的阵元排列方式，提高发射和接收超声波的精度。在信号处理方面，运用先进的算法对回波信号进行处理，增强图像细节。降低设备功耗方面，采用低功耗的芯片和电路设计，优化电源管理系统，合理分配各模块功率，提高能源利用效率，如采用节能型的超声发射电路和智能休眠模式等。

25. 可能原因：支架材料的生物相容性不佳，导致血液中的血小板等物质容易附着形成血栓；支架的表面结构设计不合理，不利于血液的正常流动，促使血栓形成。改进措施：更换生物相容性更好的材料，如新型的高分子材料或生物活性涂层材料。优化支架表面结构，使其更加光滑，减少血液流动的阻力，例如采用微纳加工技术制造具有特殊纹理的表面，改善血液动力学环境，降低血栓形成的风险。