生物医学工程基础 - 天津工业大学研究生院

第一篇：生物医学工程基础 - 天津工业大学研究生院

天津工业大学硕士研究生复试考试课考试大纲

科目编号：科目名称：生物医学工程基础

一、考试的总体要求

生物医学工程基础课程是生物医学工程专业的专业基础课，是一门必修课。

研究生入学考试本着基础和能力并重的原则，考试以基本概念、逻辑思维、完整的设计思想为主。考试内容主要是医用传感器和医学信息检测及处理，其目的在于考核考生对于医用学仪器的检测技术和数字信号处理的掌握情况。

二、考试的内容及比例

1.掌握生物医学信号的基本特征及人体生理信号的基本检测方法。（占15%）

2.掌握医用传感器的基本概念、工作原理、分类与组成、特点及应用。（占30%）

3.掌握医用传感器的基本特性（静态特性和动态特性）及其计算方法。（占10%）

4.掌握电阻式传感器、压电式传感器、光敏传感器、热敏传感器、电容式传感器及化学与生物传感器的工作原理与应用。（占20%）

5.掌握生物医学信号检测所需模拟电子电路，熟悉信号放大、滤波、运算等的电路的计算与应用。（10%）

6.利用传感器组成人体信息测量系统，了解传感器与系统的接口、系统的结构框图。（占15%）

三、试卷的题型及比例

考试题型包括基本概念和简答题（60分），综合设计题（40分），满分100分。

四、考试形式及时间

考试形式为笔试，时间为100分钟。

五、主要参考教材

陈安宇 主编，医用传感器 北京：科学出版社，2008

天津大学 李刚 编 生物电子学

第二篇：2015生物医学工程基础大纲

天津大学硕士研究生入学考试业务课考试大纲

课程编号： 810课程名称：生物医学工程基础

一、考试的总体要求

掌握生物医学工程的基础知识和基本理论，并能合理运用解决实际问题。

二、考试的内容及比例

考试内容分为A、B、C两个模块，考生可任选其中一个模块。A模块为医学成像基础，B模块为医用传感基础，C模块为生物医学信号处理基础。

（一）A模块：医学成像基础

1.传统X射线成像

（1）X射线物理基础（X线产生条件及性质；韧致辐射、特征辐射与其对应射线谱； X射线管的技术参数；X线与物质的相互作用； X线强度与硬度；X线的硬化；X线透射与衰减）

（2）X射线透视成像（传统X射线成像原理、系统及方式；影响X射线成像质量的主要因素；典型H-D曲线形态，其横纵坐标及各参数含义；原发/客观/主观对比度概念，定义公式，相关性推导；传统X射线成像缺点）

（3）X线影像质量评价（像素、分辨率、对比度的概念）

（4）经典X射线断层成像（X线断层成像的基本原理）

（5）数字减影（数字剪影原理及方法；时序减影、能量减影、混和剪影原理；K吸收带及K吸收边缘法概念）

（6）数字化X线摄影（CR成像原理、DR成像原理、二者区别与成像优点）

2.计算机断层成像

（1）X-CT定义、成像参数和扫描方式（CT成像概念；像素与体元概念；衰减系数与CT值定义；CT与胶片分辨率差异及原因；窗口技术与窗宽、窗位定义；第一代到第五代CT特点）

（2）CT图像重建原理和方法（投影概念与实质；正弦图概念及公式；CT图象重建方法分类及典型代表算法比较；直接反投影重建法原理、计算及“灰雾”成因）

（3）CT图像显示和质量评价方法（CT图像重建显示的代表性图像处理技术；CT图像特点，与X射线透视影像的区别；CT图像质量参数、三种评价参数公式及表征）

（4）CT装置结构（CT装置组成； CT机房要求）

3.放射性核素成像

（1）放射性同位素及射线检测物理基础（放射性同位素概念、性质、衰变规律、在医学中的应用；粒子探测器各部分组成、定义、分类、特性等；放射线检测前置放大器的作用）

（2）放射性同位素扫描与γ 照相机（放射性核素成像概念；放射性同位素扫描原理、结构；γ照相机结构、工作原理；）

（3）ECT成像（ECT成像原理与分类；SPECT分类、原理、组成、特点； PET原理，符合湮灭测量与飞行时间差作用、探测器类型、成像过程；PET成像优缺点及主要应用）

4.超声波成像

（1）超声波物理性质（超声波产生及各种物理参数定义、公式；超声波传播和衰减特性；超声辐射声场特性；超声对生物媒质作用）

（2）医用超声换能器（超声辐射声场指向性、近场与远场特性；超声换能器的压电效应原理；超声换能器结构）

（3）超声诊断仪原理（超声波成像基本原理及优势；超声脉冲反射法/脉冲回波法原理；脉冲工作频率（波长）选取考虑因素，与脉冲重复频率间的区别；超声相控阵扫描原理；超声成像基本类型；超声成像回波信号e(t)公式及TGC原理；A超、B超、M超在显示方面的区别）

（4）超声Doppler诊断技术（Doppler效应原理及公式；超声Doppler血流速度测量主要方法；连续波Doppler速度测量基本原理；脉冲波Doppler速度测量基本原理及特点；超声Doppler测量取得血流方向信息；彩色血流映射主要技术思路；运动目标显示技术和相位检测基本知识）

5.磁共振成像

（1）核磁共振现象（NMR）及其物理基础（原子核磁矩、核磁子、自旋量子数定义；核磁矩与自旋角动量关系；拉莫尔进动概念与进动频率公式；力学动量矩原理；核磁矩的能级分布与核磁共振现象原理）

（2）核磁共振（NMR）信号产生与检测（宏观磁化原理；引入射频RF场原因；自由感应衰减信号FID概念；驰豫时间检测方法）

（3）NMR成像方法（磁共振成像的基本原理；MRI图象重建方法）

（4）MRI装置（磁体系统；NMR波谱仪；图像重建和显示系统）

（5）MRI应用（临床诊断应用范围；MRI 与其它成像方法比较）

参考材料：

[1] 高上凯著, 医学成像技术, 清华大学出版社, 2001年2月

（二）B模块：为医用传感基础

1.医用传感器基本概念

（1）医用传感器的定义

（2）医用传感器的分类与组成（3）人体信息检测的特殊性

（4）医用传感器的发展方向

2.医用传感器的基本特性

（1）传感器信息模型的建立

（2）传感器的静态特性

（3）传感器的动态特性

3.常用医用传感器工作原理

（1）电阻应变式传感器

（2）电容式传感器（电容式压力传感器、直流极化型电容传感器、测量电路及分布电容消除方法）

（3）变磁阻式传感器（电杆传感器差动变压器式传感器、变磁阻式传感器的应用）

（4）电动式传感器（附有力学系统的电动式传感器、电磁血流量传感器）

（5）压电式传感器和超声换能器（换能器的结构与超声场、压电式传感器、医用压电超声换能器、医学超声仪器）

（6）热敏式传感器(金属热电偶传感器、热敏电阻温度传感器、PN结二极管和集成电路温度传感器、热释电传感器)

（7）光敏式传感器（光电倍增管、光电导元件、光生伏特元件、光敏管、各种光敏传感器的性能比较）

（8）电化学与生物传感器测量基础（参比电极、离子选择性电极及其应用、气敏电极和气体扩散电极）

4.检测生物电及电刺激生物体用电极

（1）极化现象及对生物电检测的影响、不极化电极、电极的阻抗

（2）电极的运动伪差及市电干扰

（3）生物电检测类宏电极的类型

（4）微电极

5.生物传感器及在医学中的应用

（1）生物传感器原理及典型应用

（2）酶电极原理及典型应用

（3）微生物传感器原理及典型应用

（4）免疫传感器原理及典型应用

（5）细胞器及组织传感器典型应用

（6）多功能及微型生物片传感器典型应用

参考材料：

[1] 《医用传感器与人体信息检测》，作者：王明时，天津科学技术出版社

（三）C模块：为生物医学信号处理基础

1.生物医学信号概论

（1）生物医学信号处理目的（2）典型的生物医学信号及其特点

（3）生物医学信号的数学表达（信号概率描述、数字特征以及信号平稳性与遍历性）

（4）生物医学信号通过线性系统

2.数字信号处理的基本概念

（1）离散时间信号（典型离散信号、离散信号的运算）

（2）离散时间系统（离散时间系统的基本概念、输入输出关系

（3）Z变换(Z变换定义、Z变换收敛域、Z变换的性质

（4）离散时间系统的转移函数、频率响应、零极点分析

3.生物医学信号的数字滤波方法

（1）奈奎斯特采样定律（掌握理想采样、频谱混叠、频谱泄露、栅栏效应等概念以及数字频率、归一化频率、频谱分辨率的计算）

（2）线性卷积与循环卷积（图表法、公式法计算卷积）

（3）IIR数字滤波器（掌握基本概念以及给定特性的滤波器设计）

（4）FIR数字滤波器（掌握基本概念以及给定特性的滤波器设计）

（5）匹配滤波器（基本原理和构成、神经传导速度测量用信号模型、非白噪声背景下的匹配滤波器、信号波形未知时的匹配滤波器构造方法）

4.生物医学信号的现代滤波方法

（1）信号功率谱（定义、非参数估计以及基于DFT的功率谱计算）

（2）维纳滤波(原理及公式推倒、滤波器优化、时间离散的维纳滤波器设计)

（3）参数模型（信号的成形滤波器、AR模型阶次估计、ARMA模型参数估计）

（4）自适应滤波及其应用（自适应的概念和原理、LMS自适应滤波器、自适应消噪声、自适应谱线增强和窄带信号分离、自适应系统辨识）

参考材料：

[1]《数字信号处理导论》，作者：胡广书，清华大学出版社(2006-07)

[2]《生物医学信号处理》，作者： 杨福生 高上凯编著，高等教育出版社（1998－05)

第三篇：810生物医学工程基础

天津大学硕士研究生入学考试业务课考试大纲

课程编号： 810课程名称：生物医学工程基础

一、考试的总体要求

研究生入学考试本着基础和能力并重的原则，考试以基本概念、逻辑思维、完整的设计思想为主。考试内容主要是医用传感器和医学信息检测及处理，其目的在于考核考生对于医用学仪器的检测技术和数字信号处理的掌握情况。

要求掌握医用传感器的基本知识、基本概念、工作原理、特点及应用。要求考生熟悉医用传感器的定义，医用传感器的分类与组成，人体信息检测的特殊性，医用传感器的发展方向；医用传感器的基本特性（静态特性和动态特性）及其计算方法，掌握电阻式传感器、压电式传感器、光敏传感器、热敏传感器及化学与生物传感器的工作原理与应用；了解电容式、电磁式与磁敏式传感器的工作原理与特点。并能利用传感器组成人体信息测量系统，了解传感器与系统的接口、系统的结构框图。

要求掌握数字信号处理的基本概念和方法，包括线性时不变离散时间系统，采样与序列、数字滤波，熟练运用Z变换、DFT进行公式推导计算，掌握基2 FFT算法，能设计 IIR、FIR 数字滤波器。

二、考试的内容及比例

医用传感器总论及基本特性（约为10%）

物理型传感器及检测（约为25%）

化学与生物传感器及制备技术（约为15%）

离散时间系统及Z变换（约为10%）

离散傅立叶变换（约为10%）

快速傅立叶变换（约为10%）

IIR数字滤波器设计（约为10%）

FIR数字滤波器设计（约为10%）

三、考试的题型及比例

试卷一般分为10题，题型分为简答题、论述题、设计分析题及计算题，所占比例分别为15%、20%、35%和30%。

四、考试形式及时间

考试形式为笔试，考试时间为3小时

第四篇：生物医学工程

生物医学工程

2010-05-26

生物医学工程利用现代工程技术揭示和研究生命科学现象，从工程学角度解决生物学与医学基础理论及临床应用问题，是21世纪最具潜在发展优势的学科之一，其研究内容涉及电子学、计算机、信息处理、光学、精密机械学、医学、生物学等众多领域。

本专业培养具备理、工、医相结合的知识创新型高级技术人才。通过基础理论、工程技术、医学等多门课程的学习及相关实验技能培养，毕业生将具有扎实的理论基础、丰富的专业知识和熟练的实验技能，可以在生物医学信息检测、图像处理、医学仪器、分析技术及电子信息方向从事研究、开发、应用和管理工作。

天津大学于1979年开始创建生物医学工程专业，是国内首批建立该专业的学校之一，1984年获硕士学位授予权，1993年获博士学位授予权。2000年设立博士后流动站，是教育部长江学者特聘教授设岗单位，天津市重点学科。

本专业师资力量雄厚，现有教授9名（其中8名为博士生导师），长江学者特聘教授2名，天津市海河学者特聘教授1名，副教授11名，已经形成由专家牵头，国内外知名学者以及中青年骨干教师组成的学术梯队，在全国同类专业中名列前茅。与美国、英国、日本、香港等国家和地区有广泛的学术合作，毕业生分布于世界各地，有些已经成为学术骨干及知名学者。

本专业以组织光学、神经工程、生物电检测、信号处理、医学成像、医学物理、生物化学分析等作为主要研究方向，开展有关探索性的科学研究工作，在一些研究领域处于国际、国内领先水平，历年承担国家863项目、国家自然科学基金项目、省部级基金和攻关项目、国际合作项目等近百项。目前实验室具有各种先进的医学检测和研究设备供学生实验、实习专用。本专业学生在高年级时可进入实验室，在老师指导下开辟第二课堂从事创造性科学实验和科技开发工作，并有多人次在全国和天津市“挑战杯”大学生课外科技作品比赛中获奖。

本专业的主要课程有：人体解剖学、生理学、生物传感技术、自动控制原理、工程光学、信号与系统、生物医学电子学、生物医学光子学、数字信号处理、生物医学信号处理、医用光学检测技术、医学图像处理、医学仪器设计、生物医学和理化分析仪器设计、计算机软件技术基础、微型计算机原理与应用、电路基础、电子技术等，并开设课程设计多个，教学与实验、设计并重。

本专业本科毕业生工作适应性强，就业口径宽，除继续深造者外，可在有关高等学校、研究机构、医疗卫生、环保、商检、技术监督等各领域就业，也可在航空航天、通信、电子和仪器仪表等行业发挥聪明才智。

天津大学招生办公室维护 天津市南开区卫津路92号 邮编:300072 电话:022-27405486 E-mail:tdzb@tju.edu.cn

第五篇：生物医学工程专业本科教学计划-天津医科大学

生物医学工程专业本科教学计划

（四年制）

一、培养目标

培养适应我国社会主义建设需要的，具有健全人格；具有良好的人文素养和团队合作精神；受到扎实的专业理论和专业技能训练，系统掌握生物医学工程的基本理论、基本知识和基本技能；具备较强的知识更新能力和创新能力的医学与工程相结合的复合型专业人才。毕业后可在生物医学工程及相关行业从事工程技术开发、服务、管理和教育等工作或深造。

生物医学工程是理、工、医高度交叉的学科，本专业以培养医学与工程相结合的复合型交叉学科人才为目标，毕业生应对生物医学具有较深的理解，对工程技术具有较扎实的基础和实际操作能力，以及在特定专业领域中具有系统深入的专业技能。

二、培养要求：

㈠ 基本要求

1．思想道德素质：热爱祖国，拥护中国共产党的领导，为社会主义建设服务；努力学习马克思主义理论；有为国家富强和民族昌盛而奋斗的志向和责任感；具有敬业精神和职业道德；遵纪守法、诚信做人，具有良好的社会公德。

2．具文化素质：掌握一定的人文社科基础知识，具有良好的人文修养；有较好的语言、文字表达能力；了解中国传统文化，对中外历史有一定的了解；具有中华文化传统的道德品质，自觉传承和弘扬民族精神。

3．具专业素质：具有扎实的自然科学基础知识和生物医学工程专业的理论基础及专业知识，掌握科学地发展、分析和解决问题的方法，具有严谨的科学态度和求实创新意识；在生物医学工程研究和开发领域具有较高的综合分析能力；有了解自然科学的重要发现和主要进展的能力。

4．具身心素质：包括健康的体魄、良好的心理素质、健全的人格、良好的环境适应能力等。㈡ 专业要求

生物医学工程专业教育知识体系分为：通识教育、专业教育和综合教育三部分。

1.通识教育：人文社会科学，自然科学，外语，计算机，信息技术，体育，实践训练等。2.专业教育：

⑴生物医学学科类基础 ⑵工程技术类学科基础 ⑶专业知识

①专业基础知识：电子技术、计算机基础、信号检测与传感、信号处理、图像处理等。

②专业知识：生物医学电子学、医学影像、医学仪器、生物信息检测与处理、生物建模仿真、生物物理、生物材料等。

⑷专业实践知识

以实践能力和创新训练为中心，培养学生的工程实践能力，创新思维和创新方法，专业研究方法，创业训练。

3.综合教育：思想教育，学术与科技，体育，文艺活动等。

三、主干学科

生物医学工程学

四、主要课程

思想道德修养与法律基础、中国近代史纲要、马克思主义基本原理、毛泽东思想邓小平理论与“三个代表”重要思想概论、医用基础化学、高等数学、线性代数、工程数学、概率与统计、普通物理、人体解剖学、生理学、英语、体育、计算机基础、程序设计与C语言、电路分析、模拟电子技术、数字 电子技术、微机原理、单片机与接口技术、信号与系统、数字信号处理、生物建模仿真、医用传感器、生物医学电子学、医学图像处理、医学成像系统、医学电子仪器原理与设计、生物材料、生物力学等。

五、修业年限：基本学制为四年。

六、学制：学分制，凡符合本校《学位条例》规定的本科毕业生授予工学士学位。

七、学时分配

1．周期：202周，其中教学126周，考试14周，入学与毕业教育共2周，军训2周，综合实验和课程设计4周，毕业论文18周，假期27周，机动9周。

2．总学分数：必修课、选修课和实践环节共190学分。其中必修课149学分，选修课41学分，毕业设计（论文）20学分。必修课与选修课之比为3.6：1

八、成绩考核、毕业及学位授予：

考核成绩的评定采用百分制计分，并按照“天津医科大学学则”规定用绩点评估的方法确定学生在学习质量上的差异，区别学生总体学习成绩的优劣。

按学分制管理办法，加强学籍管理、严格考核，学生需完成教学计划规定的必修课程和实习内容，选修课达到规定要求，最低修满190学分，毕业设计与综合测评合格及学士论文全部通过者准予毕业，发给毕业证书；凡符合《中华人民共和国学位条例暂行实施办法》及《天津医科大学本科毕业生授予学士学位暂行办法》者，授予工学学士学位。