生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)復(fù)習(xí)提綱(完整版)

1、哈爾濱醫(yī)科大學(xué)生物信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院緒論一、本章學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、掌握生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)（BME）概念。2、了解生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的近代發(fā)展史。3、熟悉BME涵蓋的學(xué)科內(nèi)容及學(xué)科分支。4、了解BME研究的重大課題及研發(fā)趨勢(shì)。二、本章綱要：1、掌握生物醫(yī)學(xué)工程的概念、特點(diǎn)、發(fā)展中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)科的戰(zhàn)略原則。2、了解生物醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展史、研究現(xiàn)狀、未來的展望。3、熟悉生物醫(yī)學(xué)工程涵蓋的學(xué)科內(nèi)容及學(xué)科分支。三、思考題：1、生物醫(yī)學(xué)工程的概念、內(nèi)涵和特點(diǎn)？答：（1）、概念：是包含多種技術(shù)并相互交叉融合的一門科學(xué)。它綜合了生物學(xué)、醫(yī)學(xué)與工程學(xué)的理論和方法，研究生命體的構(gòu)造、功能、狀態(tài)和變化，研究新材料、新技術(shù)、新

2、儀器設(shè)備，用于防病、治病、保護(hù)人民健康和提高醫(yī)學(xué)水平。（2）、內(nèi)涵：是工程科學(xué)原理和方法與生命科學(xué)的原理和方法相結(jié)合，認(rèn)識(shí)并解決人類心身健康的問題，并使有限的衛(wèi)生資源為全社會(huì)共享。、是大跨度、多學(xué)科和多種技術(shù)的深度交叉、結(jié)合。不僅要發(fā)現(xiàn)規(guī)律，解釋現(xiàn)象，還解決實(shí)際問題。而且后者更為重要。、是科學(xué)研究、技術(shù)發(fā)展、產(chǎn)品開發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，密切結(jié)合。這里，不僅有經(jīng)濟(jì)效益的追求(市場(chǎng)導(dǎo)向)，更重要的是，它必須服從全社會(huì)醫(yī)療保健系統(tǒng)整體目標(biāo)的需要。（3）、特點(diǎn)：是工程科學(xué)的原理和方法與生命科學(xué)的原理和方法相結(jié)合，從不同的層次(整體、系統(tǒng)、器官、組織、細(xì)胞、亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)和生物大分子等)研究人的生命運(yùn)動(dòng)的規(guī)律(定量

3、)并發(fā)展相應(yīng)的技術(shù)和裝置，應(yīng)用于醫(yī)學(xué)和保健，維持和促進(jìn)人類的健康。2、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)涵蓋的主要學(xué)科？答：人體系統(tǒng)工程；生物醫(yī)學(xué)傳感器；醫(yī)學(xué)圖像技術(shù)與儀器；生物材料；人工器官；組織工程學(xué)；康復(fù)工程；家庭醫(yī)療保健工程；遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)；仿生學(xué)；醫(yī)用機(jī)器人。3、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)發(fā)展的戰(zhàn)略原則？答：、“醫(yī)學(xué)應(yīng)該努力使其目的適應(yīng)經(jīng)濟(jì)現(xiàn)實(shí)”；、“公正的和公平的醫(yī)學(xué)”；、“供得起的和可持續(xù)的醫(yī)學(xué)”；4、生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)？答：、從宏觀向微觀深入，宏觀與微觀相結(jié)合。、在生物醫(yī)學(xué)工程科學(xué)研究的方法上，分析與綜合相結(jié)合來解決實(shí)際問題。、東方傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)(非常規(guī)醫(yī)學(xué)或替代醫(yī)學(xué)等等)、生物醫(yī)學(xué)工程和生物化學(xué)工程正在交匯、

4、融合。、幾乎各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的新發(fā)現(xiàn)、新技術(shù)都有可能被引入生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，而應(yīng)用于醫(yī)學(xué)。5、發(fā)展“省錢”的生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)的重點(diǎn)？答：、有限功能目標(biāo)的選擇和合理確定；、先進(jìn)的總體(系統(tǒng))設(shè)計(jì)思想；、系統(tǒng)可靠性保證；、使用操作簡(jiǎn)便；、耐受性和魯棒性。第一講 人體系統(tǒng)工程1、人體系統(tǒng)工程的概念和研究目標(biāo)？答：（1）、概念：用系統(tǒng)分析、計(jì)算數(shù)學(xué)、最優(yōu)化方法構(gòu)筑模型，研究人體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能狀態(tài)，使各組成部分維持平衡、協(xié)調(diào)、有序，從而達(dá)到整體最佳功能狀態(tài)的應(yīng)用技術(shù)。 （2）、研究目標(biāo)：保證人的身心健康，提高人體素質(zhì)，使人們高水平工作和生活。2、什么是人體系統(tǒng)和其組成模型？答：（1）、人體系統(tǒng)：人體是一個(gè)包

5、括在宇宙這個(gè)超級(jí)系統(tǒng)中的、開放的、復(fù)雜的巨系統(tǒng)。（2）、組成：、開放：指人體每日每時(shí)通過呼吸、飲食、排泄等與外界環(huán)境進(jìn)行著物質(zhì)和能量的交換，通過視聽、語(yǔ)言、動(dòng)作進(jìn)行著信息的交流。 、復(fù)雜性：表現(xiàn)在各組成部分具有多層次、高級(jí)功能、復(fù)雜結(jié)構(gòu)且密切相關(guān)等特性。 、巨系統(tǒng)：“巨”是指構(gòu)成人體系統(tǒng)的器官、組織、細(xì)胞及大分子在數(shù)量上是巨大的。3、人體的動(dòng)態(tài)性主要包括哪些內(nèi)容？答：人體屬于生命運(yùn)動(dòng)，不同于物理運(yùn)動(dòng)和社會(huì)運(yùn)動(dòng)，其組織、結(jié)構(gòu)和功能是自然的建立產(chǎn)生，有序的生長(zhǎng)演化，而且具有高度的自組織、自調(diào)節(jié)和自控制機(jī)能，所以人體系統(tǒng)工程既關(guān)心狀態(tài)，更關(guān)心過程。4、人體環(huán)境系統(tǒng)是如何定義的？答：人體與自然環(huán)境、社

6、會(huì)環(huán)境的相互作用，構(gòu)成了人體系統(tǒng)的開放性，構(gòu)成了人體-環(huán)境系統(tǒng)。5、影響人體組成的主要因素有哪些？答：社會(huì)環(huán)境因素；天體和地理因素；物理因素；化學(xué)因素；生物因素；行為因素。第二講 生物傳感器1、生物傳感器的概念、工作原理？答：（1）、概念：使用固定化的生物分子(immobilizedbiomolecules)結(jié)合換能器，用來偵測(cè)生物體內(nèi)或生物體外的環(huán)境化學(xué)物質(zhì)或與之起特異性交互作用后產(chǎn)生響應(yīng)的一種裝置。（2）、工作原理：通過感受器的分子識(shí)別作用，生物傳感器中的生物敏感材料和樣品中的待測(cè)物質(zhì)，發(fā)生生物化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生離子、質(zhì)子、氣體、光、熱、質(zhì)量變化等信號(hào)。在一定條件下，信號(hào)的大小與樣品中被測(cè)物質(zhì)

7、的量存在定量關(guān)系。這些信號(hào)通過換能器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)或光信號(hào)，再經(jīng)信號(hào)處理放大系統(tǒng)處理后，在儀器上顯示或記錄下來。2、生物敏感物質(zhì)的固定化方法及優(yōu)點(diǎn)？答：（1）、概念：生物活性物質(zhì)的固定化技術(shù)是指通過物理或化學(xué)的方法，將酶、抗體、抗原等生物物質(zhì)限制在一定的區(qū)間內(nèi)，使其只能在特定的區(qū)間進(jìn)行生化反應(yīng)，但不妨礙底物的自由擴(kuò)散的技術(shù)。（2）、方法：夾心法；吸附法；包埋法；交聯(lián)法；共價(jià)結(jié)合法；微膠囊法。（3）、優(yōu)點(diǎn)：、生物材料固定化后，熱穩(wěn)定性提高；、可以重復(fù)使用；、不需要在反應(yīng)完成后進(jìn)行生物材料和敏感物質(zhì)的分離；、能避免外源微生物對(duì)生物敏感物質(zhì)的污染和降解。3、生物傳感器的特點(diǎn)？答：（1）、生物傳感器由選

8、擇性好的主體材料構(gòu)成的分子一識(shí)別元件，因此，一般不需要進(jìn)行樣品的預(yù)處理，它利用優(yōu)異的選擇性把樣品中被測(cè)組分的分離和檢測(cè)統(tǒng)一為一體。測(cè)定時(shí)一般不需要另加試劑。（2）、體積小，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)在位監(jiān)測(cè)。（3）、響應(yīng)快、樣品用量少，且由于敏感材料是固化的，可以反復(fù)多次使用。（4）、傳感器連同測(cè)定儀的成本遠(yuǎn)低于大型的分析儀器，因而便于推廣普及。4、生物傳感器的分類？答：（1）、根據(jù)生物傳感器中分子識(shí)別元件（即敏感元件）可分為五類：酶?jìng)鞲衅鳎╡nzymesensor），生物傳感器（microbialsensor），細(xì)胞傳感器（organallsensor），組織傳感器（tissuesensor），免疫傳感器（

9、immunolsensor）。顯而易見，所應(yīng)用的敏感材料依次為酶、微生物個(gè)體、細(xì)胞器、動(dòng)植物組織、抗原和抗體。 （2）、根據(jù)生物傳感器的換能器（即信號(hào)轉(zhuǎn)換器）分類：生物電極（bioelectrode）傳感器，半導(dǎo)體生物傳感器（semiconductbiosensor），光生物傳感器（opticalbiosensor），熱生物傳感器（calorimetricbiosensor），壓電晶體生物傳感器（piezoelectricbiosensor），換能器依次為電化學(xué)電極、半導(dǎo)體、光電轉(zhuǎn)換器、熱敏電阻、壓電晶體等。（3）、以被測(cè)目標(biāo)與分子識(shí)別元件的相互作用方式進(jìn)行分類：生物親合型生物傳感器（affi

10、nitybiosensor）。分類標(biāo)準(zhǔn)生物傳感器中分子識(shí)別元件生物傳感器的換能器敏感元件分子識(shí)別部分信號(hào)轉(zhuǎn)換器信號(hào)轉(zhuǎn)換部分（換能器）主要類別酶?jìng)鞲衅髅干镫娂?jí)傳感器電化學(xué)電極微生物傳感器微生物個(gè)體半導(dǎo)體生物傳感器半導(dǎo)體免疫傳感器抗體和抗原光生物傳感器光電轉(zhuǎn)換器細(xì)胞傳感器細(xì)胞器熱生物傳感器熱敏電阻組織傳感器動(dòng)、植物組織壓電晶體生物傳感器壓電晶體5、常用的生物傳感器？答：（1）、電化學(xué)傳感器：傳感電極通過電化學(xué)儀器將化學(xué)和物理信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)（電流、電壓、電量、阻抗）。電化學(xué)傳感器分類：、電流型化學(xué)傳感器；、電位型化學(xué)傳感器；、電阻型化學(xué)傳感器； （2）、光導(dǎo)纖維生物傳感器：光導(dǎo)纖維生物傳感器（f

11、iber opticalbiosensor）是近年來隨著光導(dǎo)纖維技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的新型傳感器，具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、安全性能高、靈巧輕便、使用方便等特點(diǎn)。 （3）、酶?jìng)鞲衅鳎╡nzyme sensor）：酶?jìng)鞲衅鞯幕驹硎怯秒娀瘜W(xué)裝置檢測(cè)在酶催化反應(yīng)過程中產(chǎn)生或消耗的化學(xué)物質(zhì)，將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)輸出。特點(diǎn)：、穩(wěn)定性好，分析精度高。、分析成本最低。、品種多，應(yīng)用范圍廣，適用于許多生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)過程監(jiān)控和科學(xué)研究。、分析速度快，不到20秒可以獲得準(zhǔn)確的分析結(jié)果，這在臨床急癥室、某些重癥病人的監(jiān)護(hù)等許多場(chǎng)合都很重要。 （4）、生物芯片：生物芯片是生物傳感器的陣列和集成化。生物芯片是指包被在硅片、尼龍膜

12、等固相支持物上的高密度的組織、細(xì)胞、蛋白質(zhì)、核酸、糖類以及其它生物組分的微點(diǎn)陣。芯片與標(biāo)記的樣品進(jìn)行雜交，通過檢測(cè)雜交信號(hào)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)生物樣品的分析。 （5）、組織傳感器（tissue sensor）：組織傳感器是利用天然動(dòng)植物組織中酶的催化作用，本質(zhì)上也屬于酶?jìng)鞲衅?。?yōu)點(diǎn)：、酶存在于天然的動(dòng)植物組織中，與其他生物分子協(xié)同作用，性質(zhì)非常穩(wěn)定，制備成的傳感器的壽命較長(zhǎng)；、組織細(xì)胞中酶處于天然狀態(tài)和理想環(huán)境，可發(fā)揮最佳的催化功效，催化效率高；、生物組織通常有一定的膜結(jié)構(gòu)和機(jī)械性，適于直接固定做膜。所以，組織傳感器制作簡(jiǎn)便、價(jià)格便宜；、生物組織可提供豐富的酶源，有利于工作。 （6）、微生物傳感器：微生

13、物傳感器（Microbial Sensor）是把經(jīng)過培養(yǎng)的細(xì)菌細(xì)胞（或固定化細(xì)胞）覆蓋于相應(yīng)的電化學(xué)元件（電極或FET）表面而構(gòu)成的生物傳感器。 （7）、免疫傳感器：免疫傳感器是利用抗體和抗原的特效性結(jié)合,檢測(cè)膜上生成抗體和抗原的復(fù)合物的電位改變,從而獲得不同的響應(yīng)的裝置。第三講 組織工程學(xué)1、組織工程的概念、基本原理和方法？答：（1）、概念：應(yīng)用工程學(xué)和生命科學(xué)的原理與方法,將在體外培養(yǎng)、擴(kuò)增的功能相關(guān)的活細(xì)胞種植于多孔支架上,細(xì)胞在支架上增殖、分化,構(gòu)建生物替代物,然后將之移植到組織病損部位,達(dá)到修復(fù)、維持或改善損傷組織功能一門科學(xué) 。 （2）、基本原理：如下圖所示： （3）、方法：只有獲

14、得足夠量的、具有特定生物學(xué)活性的種子細(xì)胞，配以合適的生物支架材料，通過特定的構(gòu)建技術(shù)，才有可能在體外制造出具有正常生理結(jié)構(gòu)與功能器官、組織。2、組織工程研究的主要內(nèi)容？答：（1）、細(xì)胞體系的研究：、種子細(xì)胞( Seed Cell)干細(xì)胞（Stem Cells）定向分化（Directeddifferentiation）。、適于組織工程需要的種子細(xì)胞應(yīng)解決的問題。 （2）、生物材料：、細(xì)胞外基質(zhì)（extracelluarmatrix,ECM）：ECM是細(xì)胞附著的基本框架和代謝場(chǎng)所，其形態(tài)和功能直接影響所構(gòu)成的組織形態(tài)和功能。、組織工程材料種類：a、天然ECM：膠原、脫細(xì)胞技術(shù)b、人工的ECM：聚乳

15、酸、聚羥基乙酸、兩者的共聚物（PGA-PLA）、聚-羥基丁酯（PHB）；聚乳酸-已內(nèi)酯的共聚物（PLC）、聚原酸酯、聚磷本酯、聚酸酐等。c、天然高分子同合成高分子的復(fù)合物膠原-PCA的復(fù)合物等d、有機(jī)材料同無機(jī)材料的復(fù)合物：羥基磷灰石-甲殼素的復(fù)合物，羥基磷灰石PLA的復(fù)合物等。（3）、組織器官的構(gòu)建：形成具有生命力的活體組織用最少量的組織細(xì)胞修復(fù)大塊組織缺損任意塑形。3、細(xì)胞三維生長(zhǎng)的條件？答：（1）、以經(jīng)過特定的表面處理的生物可降解材料網(wǎng)絡(luò)或多孔介質(zhì)為生長(zhǎng)構(gòu)架，在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境條件(物理的和化學(xué)的)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)；（2）、利用空間微重力條件，避免重力沉降，進(jìn)行三維培養(yǎng)。4、組織工程支架的要求？答

16、：（1）、符合生物安全性要求（2）、合適的可生物降解吸收性（3）、合適的孔尺寸、高孔隙率和相連的孔形態(tài)（4）、特定的三維外形（5）、高表面積和合適的表面理化性質(zhì)（6）、與植入部位組織力學(xué)性能相匹配的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度5、藥物控釋系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)？答：（1）、優(yōu)點(diǎn)： 、持續(xù)釋放并保持有效濃度；、釋放位點(diǎn)特異可控；、可保護(hù)藥物活性；、可實(shí)現(xiàn)多種因子的遞送。（2）、缺點(diǎn)： 體系復(fù)雜，控制較難。第四講 康復(fù)工程1、康復(fù)工程的概念、任務(wù)和目標(biāo)？答：（1）、概念：康復(fù)工程是工程學(xué)在康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。利用工程學(xué)的原理和手段，通過對(duì)所喪失的功能進(jìn)行代償和補(bǔ)償，來彌補(bǔ)功能缺陷，使患者能最大限度的實(shí)現(xiàn)生活自理和回歸社會(huì)。

17、（2）、任務(wù)：利用一切現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)、提取殘疾人體存在的殘留控制信息，為他們提供工具，使他們能從事健全人所能做的一切事情。 （3）、目標(biāo)：充分利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段克服人類由于意外事故、先天缺陷、疾病、戰(zhàn)爭(zhēng)和機(jī)體老化等因素產(chǎn)的功能障礙或殘疾，使其盡可能最大程度地恢復(fù)或代替原有功能，實(shí)現(xiàn)最大限度的生活自理、乃至回歸社會(huì)，以提高人們特別是傷殘人士和老年人的生活水平。2、康復(fù)工程的研究方法？答：（1）、3個(gè)理論-控制論、模型論、優(yōu)化論；（2）、3個(gè)要素-人、機(jī)、環(huán)境；（3）、3個(gè)階段-方案決策、研制生產(chǎn)、實(shí)際使用；（4）、3個(gè)目標(biāo)- 安全、高效 、經(jīng)濟(jì)；3、康復(fù)機(jī)械的的定義及殘疾人輔助器械的分類？答：（

18、1）、定義：將殘疾人使用的、特別生產(chǎn)或一般有效地防止、補(bǔ)償、抵銷殘損(Impairment，病損)、殘疾（Disablity）“失能”或殘障（Handicap）的任何產(chǎn)品、器械、設(shè)備或技術(shù)系統(tǒng)均稱為殘疾人輔助器具。一般又稱為康復(fù)器械。 （2）、分類：治療和訓(xùn)練輔助器具；矯形器和假肢；生活自理及防護(hù)輔助器具；個(gè)人移動(dòng)輔助器具；家務(wù)管理輔助器具；家庭及其他場(chǎng)所使用的家具及配件；通訊、信息及信號(hào)輔助器具；產(chǎn)品及物品管理輔助器具；環(huán)境改善輔助器具和設(shè)備、工具及機(jī)器；休閑娛樂輔助器具。4、人體外部功能障礙的種類及康復(fù)途徑？答：（1）、種類：、運(yùn)動(dòng)功能障礙：主要指由于截肢、腦癱、截癱、偏癱、兒麻病引起的肢

19、體活動(dòng)功能障礙。以及外科手術(shù)后引起的運(yùn)動(dòng)功能障礙。、腦功能障礙：主要指先天性、腦損傷以及老年性腦疾引起的包括學(xué)習(xí)能力、記憶能力、平衡能力等方面的缺陷。、感觀功能障礙：主要指視覺、聽覺障礙。、交流功能障礙：主要指由于先天或后天疾病引起語(yǔ)言能力障礙。 （2）、康復(fù)途徑： 、通過一些裝置使功能得到部分或全部恢復(fù)：例如最常見的視力缺陷（近視、遠(yuǎn)視、老花）可通過適當(dāng)選配眼鏡得以恢復(fù)。、通過科學(xué)的訓(xùn)練，使功能得到逐步恢復(fù)：如骨科術(shù)后關(guān)節(jié)活動(dòng)能力的恢復(fù)，中風(fēng)后的體療、理療使肌肉活動(dòng)能力得到恢復(fù)等。、采用專門裝置代償失去的功能：如導(dǎo)盲裝置可代償眼睛辨別障礙物的功能。輪椅代償截癱者步行功能，截肢者可以通過安裝假

20、肢實(shí)現(xiàn)行走或取物功能等。、環(huán)境改造與控制例：如對(duì)老年行動(dòng)不便者的居室安裝助行的圍欄，利用患者尚具有的功能，設(shè)計(jì)一些人機(jī)交互裝置用于操縱電燈、電話及其他家用電器等。、護(hù)理設(shè)施：利用搬運(yùn)裝置進(jìn)行重殘者的搬移、洗浴、采用裝置跟蹤健忘者防止失蹤等護(hù)理設(shè)施。、精神康復(fù)：采用一些設(shè)施排除不能外出參與社會(huì)活動(dòng)者的孤寂、憂郁等。5、康復(fù)工程新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)？答：（1）、傳統(tǒng)產(chǎn)品與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，形成機(jī)電一體化或人工智能化產(chǎn)品。（2）、將生物材料技術(shù)用于人體康復(fù)，形成“人機(jī)一體化”產(chǎn)品。（3）、根據(jù)人體功能的可塑性，設(shè)計(jì)一些裝置，促進(jìn)功能的恢復(fù)和再生。6、神經(jīng)肌肉系統(tǒng)康復(fù)設(shè)備與功能訓(xùn)練器械？答：神經(jīng)肌肉系統(tǒng)康

21、復(fù)是腦血管意外（CVA）患者和脊髓損傷（SCI）患者康復(fù)的重要問題。據(jù)廣州，上海等六大城市調(diào)查結(jié)果，腦血管意外的致殘率高達(dá)71.3，且老齡人口居多。脊髓損傷則主要由于事故或自然災(zāi)害造成的傷害。隨著老齡人口的增加，神經(jīng)肌肉系統(tǒng)康復(fù)問題將越來越突出。神經(jīng)肌肉系統(tǒng)的康復(fù)設(shè)備的目的是為患者提供康復(fù)運(yùn)動(dòng)的裝置，利用和調(diào)動(dòng)神經(jīng)損傷的自身的修復(fù)潛力。第五講 家庭保健與遠(yuǎn)程醫(yī)療1、家庭保健工程的概念、目標(biāo)和服務(wù)對(duì)象？答：（1）、概念：家庭保?。℉ome Health Care, HHC）工程是生物醫(yī)學(xué)工程中專門致力于研究、開發(fā)和生產(chǎn)面向家庭的，與個(gè)人身心保健相關(guān)的各種醫(yī)用技術(shù)和產(chǎn)品的新的分支領(lǐng)域。 （2）、目

22、標(biāo)：改變以醫(yī)院為基礎(chǔ)的院內(nèi)臨床醫(yī)療為主的方式，逐步建立起以家庭為基礎(chǔ)的院前預(yù)防、急救，院內(nèi)診斷、治療，院外監(jiān)測(cè)、康復(fù)，及與日常家庭保健相結(jié)合的多元化、多層次的現(xiàn)代醫(yī)療衛(wèi)生保障體系。 （3）、服務(wù)對(duì)象：手術(shù)后在家中恢復(fù)的病人；殘疾和老年人；高發(fā)病人群的家庭監(jiān)護(hù)；健康人的家庭監(jiān)護(hù)。2、家庭保健設(shè)備的應(yīng)用方面？答：(1)、診斷與監(jiān)護(hù)儀器：能夠經(jīng)常檢測(cè)患者的生理指標(biāo)，幫助醫(yī)生及時(shí)掌握病情。循環(huán)系統(tǒng)功能信息，如心電、血壓、心率等；呼吸功能信息，如呼吸曲線、動(dòng)脈血氧飽和度等；其它的生理信息，如體溫、膀胱儲(chǔ)尿量等。目前，我國(guó)市場(chǎng)上的家用診斷和生理信息監(jiān)測(cè)的設(shè)備主要有血壓（包括電子血壓計(jì)）、溫度、血氧飽和度、

23、心電圖等監(jiān)測(cè)儀。 (2)、家庭保健、治療、康復(fù)、急救設(shè)備：家用理療儀器是HHCE中量大面廣較容易進(jìn)入家庭應(yīng)用的部分，用于家庭經(jīng)常性的保健和康復(fù)治療。這類設(shè)備還包括用于冠心、呼吸功能、慢性腎功能等疾病常見的需要長(zhǎng)期護(hù)理治療的慢性病癥的家庭專用的醫(yī)療設(shè)備、簡(jiǎn)易的康復(fù)器械和輕便的急救復(fù)蘇設(shè)備等。在少數(shù)病人家里，已經(jīng)裝備了一些類似的儀器，如紅外理療儀、氧氣袋等。然而普及面不是很大。主要的原因，一方面是因?yàn)檫@類設(shè)備不屬于公費(fèi)醫(yī)療的范疇，另外與我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平及家庭保健意識(shí)有關(guān)需要患者自己負(fù)擔(dān)。 (3)、家庭患者病理信息的通信與傳遞系統(tǒng)：這類系統(tǒng)主要包括遙測(cè)監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，將患者的生理功能檢測(cè)系統(tǒng)與通信傳遞系統(tǒng)一

24、體化，用于將檢測(cè)到的病人生理信息數(shù)據(jù)直接從家中送到有醫(yī)生值班的醫(yī)療中心機(jī)構(gòu)，以得到及時(shí)的醫(yī)療指導(dǎo)。這類系統(tǒng)屬于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，涉及到家庭配置、通信網(wǎng)絡(luò)以及醫(yī)療中心工作站。3、遠(yuǎn)程醫(yī)療的概念、目標(biāo)和基礎(chǔ)？答：（1）、概念：使用遠(yuǎn)程通信技術(shù)、全息影像技術(shù)、新電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)發(fā)揮大型醫(yī)學(xué)中心醫(yī)療技術(shù)和設(shè)備優(yōu)勢(shì)對(duì)醫(yī)療衛(wèi)生條件較差的及特殊環(huán)境提供遠(yuǎn)距離醫(yī)學(xué)信息和服務(wù)。 （2）、目標(biāo)：、醫(yī)學(xué)信息(數(shù)據(jù))的傳輸速率的提高：隨著光纖通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)的速度和存儲(chǔ)容量、通信方式的演進(jìn)，醫(yī)療信息可走上一條高速、大容量的通道。 “信息高速公路”使得遠(yuǎn)程醫(yī)療才能接近目前醫(yī)院中患者與醫(yī)生交流的實(shí)際環(huán)境。、虛擬醫(yī)院(h

25、yper hospital)：虛擬醫(yī)院是一種基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng),建立在一個(gè)分布的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上，各節(jié)點(diǎn)代表了門診室、護(hù)士室、檢驗(yàn)科等，提供了一個(gè)友好的人-機(jī)-人的界面。、對(duì)于病人：可以隨時(shí)在遠(yuǎn)程以不同身份登錄，利用個(gè)人的醫(yī)療 信息記錄，還可以設(shè)置個(gè)人環(huán)境。、對(duì)于醫(yī)生：各專家（包括人工專家）可以協(xié)同工作；利用世界上的各種醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)和新聞；利于評(píng)價(jià)醫(yī)療效果。 （3）、基礎(chǔ)：、多媒體技術(shù)：媒體采集；媒體存儲(chǔ)；壓縮/解壓縮；圖像處理；用戶界面。 、通信技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)接口；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；視頻傳輸；音頻傳輸；靜態(tài)圖像傳輸；病歷檔案；骨干網(wǎng)絡(luò)。4、遠(yuǎn)程醫(yī)療的意義和潛在的效益？答：（1）、意義：、在一定程度上緩

26、解了我國(guó)專家資源、中國(guó)人口分布極不平衡的現(xiàn)狀。 、緩解了偏遠(yuǎn)地區(qū)的患者轉(zhuǎn)診比例高、費(fèi)用昂貴的問題。 （2）、潛在效益：人們能夠享有更好的醫(yī)療保健,特別是偏遠(yuǎn)地區(qū)；可降低保健費(fèi)用(交通、工資、床位費(fèi)、早診斷早治療)；當(dāng)?shù)氐纳鐓^(qū)醫(yī)院可以有較高的收入；病人在家中接收遠(yuǎn)程醫(yī)療可減輕許多醫(yī)院就醫(yī)時(shí)的思想壓力容易建立跨越國(guó)界的護(hù)理和醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)；醫(yī)生在會(huì)診中業(yè)務(wù)水平得以提高；能提高急救診治水平等。5、遠(yuǎn)程醫(yī)療的幾個(gè)重要的應(yīng)用領(lǐng)域？答：（1）、應(yīng)用于戰(zhàn)爭(zhēng)前線傷病員的診治；（2）、應(yīng)用于諸如地震等自然災(zāi)害時(shí)的醫(yī)療咨詢；（3）、繼續(xù)醫(yī)學(xué)教育；（4）、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程醫(yī)療咨詢及醫(yī)療交流；（5）、交互式外科手術(shù)；（6）、急救遠(yuǎn)

27、程醫(yī)療；（7）、區(qū)域遠(yuǎn)程家庭保?。唬?）、遠(yuǎn)程醫(yī)療會(huì)診；（9）、遠(yuǎn)程醫(yī)療國(guó)際會(huì)議。第六講 仿生學(xué)、機(jī)器人1、仿生學(xué)(Bionics)：模仿生物系統(tǒng)的原理以建造技術(shù)系統(tǒng)，或者使人造技術(shù)系統(tǒng)具有生物系統(tǒng)特征或類似特征的科學(xué)。Bion - 生命單元。ics 工程技術(shù)。2、仿生學(xué)的研究方法？答：（1）、從生物體出發(fā)，通過觀察、研究它的某種結(jié)構(gòu)和功能，排除一些無關(guān)因素并加以簡(jiǎn)化，提出一個(gè)生物模型。 （2）、將有關(guān)生物模型的實(shí)驗(yàn)資料翻譯成數(shù)學(xué)語(yǔ)言，用數(shù)學(xué)公式來表示，變成具有普遍意義的數(shù)學(xué)模型。 （3）、根據(jù)數(shù)學(xué)模型或直接根據(jù)生物模型，用各種手段（電子線路、機(jī)械結(jié)構(gòu)、化學(xué)結(jié)構(gòu)等）制作出可以在工程技術(shù)上進(jìn)行實(shí)

28、驗(yàn)的實(shí)物模型，再經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)證，發(fā)展成技術(shù)模型，最終制作成技術(shù)裝置。整個(gè)過程就實(shí)現(xiàn)對(duì)生物系統(tǒng)的工程模擬。3、仿生學(xué)符號(hào)：4、分子仿生：“分子仿生”即是在分子水平上，對(duì)生物體的某一組成，結(jié)構(gòu)單元或功能，用化學(xué)的方法進(jìn)行模擬組裝，人為地構(gòu)造新型的體系，以模仿其生物功能或性質(zhì)。 例如：納米機(jī)器人、生物制藥。5、“機(jī)器人三守則”？答：1950年，美國(guó)著名科學(xué)幻想小說家可西莫夫在他的小說我是機(jī)器人中，提出了有名的“機(jī)器人三守則”：（1）、機(jī)器人必須不危害人類，也不允許它眼看人類將受害而袖手旁觀；（2）、機(jī)器人必須絕對(duì)服從于人類，除非這種服從有害于人類；（3）、機(jī)器人必須保護(hù)自身不受傷害，除非為了保護(hù)人類或

29、者是人類命令它作出犧牲。 這三條守則，給機(jī)器人社會(huì)賦以新的倫理性，并使機(jī)器人概念通俗化，更易于為人類社會(huì)所接受。至今，它仍為機(jī)器人研究人員、設(shè)計(jì)制造廠家和用戶提供了十分有意義的指導(dǎo)方針。6、機(jī)器人進(jìn)化？答：工業(yè)機(jī)器人（主要理論是力學(xué)和經(jīng)典控制論）遙控機(jī)器人（主要用于危險(xiǎn)性大、環(huán)境惡劣的場(chǎng)合）智能機(jī)器人（將人工智能等成果融入機(jī)器人系統(tǒng)中）進(jìn)化機(jī)器人（設(shè)計(jì)原理側(cè)重于生物運(yùn)動(dòng)學(xué)、遺傳學(xué)與進(jìn)化論等）7、使用醫(yī)療外科機(jī)器人的目的？答：（1）、最大程度地利用現(xiàn)有技術(shù)，以提高疾病的診斷和手術(shù)治療的質(zhì)量。 （2）、拓寬手術(shù)治療的范圍，使原來無法進(jìn)行的手術(shù)在新設(shè)備新的支持下能夠進(jìn)行。 （3）、拓寬微創(chuàng)手術(shù)治療范

30、圍，縮短病人術(shù)后恢復(fù)時(shí)間。 （4）、降低手術(shù)中的作用的放射性設(shè)備或藥品對(duì)醫(yī)患的傷害。 （5）、縮短手術(shù)時(shí)間，降低醫(yī)療成本。 （6）、提高手術(shù)的可視化程度，使手術(shù)安全性得到提高。第七講 醫(yī)用成像技術(shù)1、X線成像的原理？答：（1）、穿透效應(yīng)：X線能夠穿透吸收或反射可見光的物質(zhì)。 （2）、熒光效應(yīng)：當(dāng)X線被吸收時(shí)，可導(dǎo)致某些物質(zhì)發(fā)出熒光，也就是說，發(fā)出低能量的輻射（可見光和紫外光） （3）、感光效應(yīng)：象光線一樣，X線可以在感光膠片上產(chǎn)生影像，如照相膠卷或X線膠片，通過沖洗能夠顯影。 （4）、電離效應(yīng)：由于能量較高，X線能產(chǎn)生離子，也就是說，能使電子從原子逃逸出來形成正離子和負(fù)離子。以可控制的方式形成

31、和收集時(shí)，這些離子用來測(cè)量和控制X線成像曝光。X線的這些特性應(yīng)用于醫(yī)學(xué)和工業(yè)X線攝影、放射治療和研究。2、X線放射防護(hù)？答：我們?cè)谑褂肵線時(shí)要遵循下列原則：（1）、時(shí)間防護(hù)：指盡可能減少在X線場(chǎng)內(nèi)的時(shí)間，盡量縮短 照射時(shí)間；（2）、距離防護(hù)：指X線機(jī)工作時(shí)，應(yīng)盡可能使工作人員遠(yuǎn)離X線源；（3）、屏蔽防護(hù)：指在X線源和人員間放置一種能吸收X線的物質(zhì)，如鉛玻璃、混凝土。3、數(shù)字減影血管造影：利用計(jì)算機(jī)處理數(shù)字化的影像信息，通過減影處理，消除骨骼和軟組織影像, 從而得到清楚血管影像的一種成像技術(shù)。4、數(shù)字減影血管造影DSA有三種基本方法？答：時(shí)間減影、能量減影、混合減影。5、DSA的優(yōu)點(diǎn)？答：（1）

32、、圖像中沒有原來的骨與軟組織影，使血管顯示清楚。（祛除偽影）（2）、減少了造影劑濃度與用量，減少了造影劑的并發(fā)癥。（減少劑量和并發(fā)癥）（3）、運(yùn)用圖像處理技術(shù)進(jìn)行造影后處理，提高了圖像質(zhì)量與增強(qiáng)了更多信息。（提高質(zhì)量）（4）、由于實(shí)時(shí)顯示，使結(jié)果很快顯示，有利于立即做介入性處理。（節(jié)約時(shí)間）6、DSA的缺點(diǎn)？答：（1）、對(duì)于運(yùn)動(dòng)器官或不自主運(yùn)動(dòng)（如胃腸道）部位不宜做DSA。（2）、靜脈法DSA顯示細(xì)小血管不夠清楚。（3）、視野小，球管包含的范圍不夠大。7、CT系統(tǒng)的工作原理？CT機(jī)的發(fā)展概況？答：（1）、基本原理：CT成像的物理學(xué)基礎(chǔ)是物體對(duì)X線的吸收存在差異。高度準(zhǔn)直的X線束對(duì)人體某個(gè)部位按

33、一定厚度進(jìn)行掃描穿過人體的X線由探測(cè)器接收經(jīng)放大變?yōu)殡娮恿鰽/D轉(zhuǎn)換輸入計(jì)算機(jī)處理計(jì)算機(jī)通過運(yùn)算得出該斷面上各體素的X線吸收值，并排列成數(shù)字?jǐn)?shù)字矩陣經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后用不同的灰度等級(jí)在顯示器上顯示即獲得該部位的橫斷面或冠狀面的CT圖像。（2）、發(fā)展目標(biāo)：提高掃描速度、提高圖像質(zhì)量、 提高檢查效率及完善特殊掃描功能等。8、CT的優(yōu)點(diǎn)及局限性？答：（1）、優(yōu)點(diǎn)：、密度分辨率高：能分辨人體組織細(xì)小的 吸收差異，提高了病變的檢出率。、獲得真正的斷面圖像。 、可以進(jìn)行定量分析。 （2）、局限性：、空間分辨率低于X線平片，提高空間分辨率是今后CT機(jī)需要解決的問題。、CT的檢查范圍并不是對(duì)人體的所有部位、器官都

34、有效對(duì)心臟、胃腸道的檢查還比不上心臟彩超、電子胃鏡等。、CT的定性、定位診斷只是相對(duì)而言，它的定性終究比不上病理結(jié)果。、不能反映臟器的功能和生化信息：CT圖像基本上反映了解剖學(xué)的情況，臟器功能和生化信息還很薄弱。9、多層面CT的臨床應(yīng)用優(yōu)勢(shì)？答：（1）、圖像質(zhì)量大大提高。（2）、掃描覆蓋范圍大。（3）、CT血管成像。（4）、CT掃描速度較常規(guī)CT顯著提高。（5）、比普通螺旋CT掃描速度快48倍，對(duì)病灶血供情況顯示具有明顯優(yōu)勢(shì)。（6）、仿真內(nèi)窺鏡技術(shù)。（7）、除了顯示大血管之外，CT還可以顯示毛細(xì)血管染色情況，即CT灌注成像。（8）、掃描時(shí)間縮短，增強(qiáng)造影劑用量明顯減少。（9）、探測(cè)器探測(cè)能力提

35、高，延長(zhǎng)了X線球管的壽命，大幅度降低了檢查中病人接受X線的射線劑量。10、超聲成像的種類？答：(1)、A型(Amplitude mode)超聲診斷法，簡(jiǎn)稱A超：是將回聲以波的形式顯示出來，根據(jù)回聲波幅的高低、多少、形狀及有無進(jìn)行診斷。因其一維波形顯示的局限性，目前僅用于眼科檢查。(2)、B型(Brightness mode)超聲診斷法，簡(jiǎn)稱B超：是將回聲信號(hào)以光點(diǎn)的形式顯示成二維圖像(2-dimentional ultrasonograph)目前廣泛應(yīng)用于臨床的是實(shí)時(shí)顯像(Real-time imaging)。(3)、M型(Motion type)超聲診斷法：是B型超聲的一種特殊顯示方式，能夠

36、顯示體內(nèi)屬層組織對(duì)體表的距離隨時(shí)間變化的曲線、與A超相同，均反映一維空間結(jié)構(gòu)，常用于心肌檢查，即M型超聲心動(dòng)圖。(4)、D型(Doppler)超聲診斷法：通稱為Doppler超聲，是利用多普勒效應(yīng)的原理，對(duì)運(yùn)動(dòng)的器官和血流進(jìn)行檢查。廣泛應(yīng)用于臨床的是彩色多普勒超聲及經(jīng)顱多普勒超聲診斷。11、PACS概念的提出？答：1981年夏，由邁阿密大學(xué)醫(yī)學(xué)院A. J Duerinckx提出醫(yī)學(xué)圖像存檔與傳輸系統(tǒng)（picture archiving and communication system, PACS）。 PACS是指包括醫(yī)學(xué)圖像采集、存儲(chǔ)、傳輸和顯示等過程的全數(shù)字系統(tǒng)。主要是指將醫(yī)院內(nèi)的各類X射線

37、、CT、MRI以及超聲等醫(yī)學(xué)圖像數(shù)字化以后，輸入到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行分類歸檔存儲(chǔ)和處理，并通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，使醫(yī)院內(nèi)各個(gè)科室和部門能夠進(jìn)行醫(yī)學(xué)圖像信息共享，或通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸進(jìn)行遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)，使醫(yī)學(xué)圖像信息得到最大限度的利用。12、數(shù)字醫(yī)學(xué)圖像的標(biāo)準(zhǔn)？答：（1）、涉及醫(yī)學(xué)圖像信息的主要醫(yī)學(xué)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，即第7套醫(yī)院健康標(biāo)準(zhǔn)（Heslth Level 7,HL-7)和醫(yī)學(xué)數(shù)字成像與通信標(biāo)準(zhǔn)（DICOM）。（2）、HL-7標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了關(guān)鍵文本信息在醫(yī)療信息系統(tǒng)（如HIS、RIS、PACS）間交換時(shí)的數(shù)據(jù)格式和通信協(xié)議，在PACS體系結(jié)構(gòu)中，它是保證系統(tǒng)開放性的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。（3）、DICOM標(biāo)準(zhǔn)規(guī)

38、定了醫(yī)學(xué)圖像信息在PACS的不同醫(yī)學(xué)成像實(shí)體間交換信息時(shí)的數(shù)據(jù)格式和通信協(xié)議。到目前為止，它是醫(yī)學(xué)圖像和PACS所依賴的最重要的標(biāo)準(zhǔn)。13、目前，PACS系統(tǒng)研究主要集中在以下領(lǐng)域？答：（1）、提高系統(tǒng)互連性: 如采用ACR-NEMA/DICOM標(biāo)準(zhǔn); （2）、提高整個(gè)系統(tǒng)的智能化和協(xié)同處理能力: 通用信息處理模型研究;（3）、醫(yī)學(xué)信息庫(kù): 包括醫(yī)學(xué)圖像數(shù)據(jù)庫(kù)管理和服務(wù)器結(jié)構(gòu)、高性能圖像分析工作站、基于內(nèi)容的醫(yī)學(xué)圖像檢索、分布式計(jì)算及圖像和記錄的真實(shí)性驗(yàn)證等; （4）、提高系統(tǒng)負(fù)載: 采用高速網(wǎng)絡(luò)、大容量存儲(chǔ)設(shè)備、多級(jí)存儲(chǔ)算法、數(shù)據(jù)壓縮算法及快速計(jì)算;（5）、簡(jiǎn)化系統(tǒng)維護(hù): 使用圖形化計(jì)算機(jī)輔

39、助軟件工程工具，包括處理模型和系統(tǒng)設(shè)計(jì);（6）、提高系統(tǒng)可靠性: 研究中心系統(tǒng)監(jiān)視和恢復(fù)軟件;（7）、提高臨床可操作性: 臨床質(zhì)量控制。第八講 生物材料本節(jié)提綱：一、生物材料概述：1.生物材料的發(fā)展概況；2.生物材料的分類及性能；3.生物醫(yī)學(xué)材料的安全性；二、醫(yī)用金屬材料； 三、醫(yī)用無機(jī)材料； 四、醫(yī)用高分子材料； 五、醫(yī)用復(fù)合材料；六、仿生生物材料； 七、納米醫(yī)學(xué)材料；1、生物材料的概念？答：用于與生命系統(tǒng)接觸和發(fā)生相互作用的，并能對(duì)其細(xì)胞、組織和器官進(jìn)行診斷治療、替換修復(fù)或誘導(dǎo)再生的一類天然或人工合成的特殊功能材料，又稱生物醫(yī)用材料（Biomedical Materials）。2、生物材料

40、的分類？答：（1）、按材料屬性分類 ：、醫(yī)用金屬材料：包括不銹鋼、鈷基合金，鈦及合金等，廣泛應(yīng)用于人工假體、人工關(guān)節(jié)、醫(yī)療器械等；、醫(yī)用無機(jī)材料：主要是生物陶瓷；、醫(yī)用高分子材料：根據(jù)來源分為天然的和合成的，用于人體器官、組織、關(guān)節(jié)、藥物載體等；、醫(yī)用復(fù)合材料：不同種材料的混合或結(jié)合，克服單一材料的缺點(diǎn)，可獲得性能更優(yōu)的材料。（2）、按材料的功能分類：、硬組織相容性材料：如醫(yī)用金屬、聚乙烯、生物陶瓷等，主要用于生物機(jī)體的關(guān)節(jié)、牙齒及其他骨組織等；、軟組織相容性材料：主要用于人工皮膚、人工氣管、人工食道、人工輸尿管、軟組織修補(bǔ)等領(lǐng)域，如隱形眼睛片的高分子材料，人工晶狀體、聚硅氧烷、聚氨基酸等；、

41、血液相容性材料：主要用于人工血管、人工心臟、血漿分離膜、血液灌流用吸附劑、細(xì)胞培養(yǎng)基材等；、生物降解材料：如甲殼素、聚乳酸等，主要用于吸收型縫合線、藥物載體、愈合材料、粘合劑以及組織缺損用修復(fù)材料；、高分子藥物：多肽、胰島素、人工合成疫苗等，用于糖尿病、心血管、癌癥以及炎癥等；（3）、按材料來源分類：、自體組織：如人體聽骨、血管等替代組織；、同種異體器官及組織：如不同人體之間的器官移植；、異種器官及組織：如動(dòng)物骨、腎替換人體器官；、天然生物材料：如動(dòng)物骨膠原、甲殼素、珊瑚等；、人工合成材料：如各種人工合成的新型材料；（4）、按使用部位分類：、硬組織材料：骨、牙齒用材料； 、軟組織材料：軟骨、臟

42、器用材料；、心血管材料：心血管以及導(dǎo)管材料；、血液代用材料：人工紅血球、血漿等；、分離、過濾、透析膜材料：血液凈化、腎透析以及人工肺氣體透過材料等；3、生物材料的性能？答：（1）、宿主反應(yīng)與材料反應(yīng)：、宿主反應(yīng)的類型：a、局部組織反應(yīng):機(jī)體組織對(duì)植入手術(shù)創(chuàng)傷的一種急性或炎性反應(yīng)，是最早的宿主反應(yīng)；b、毒性反應(yīng):由于植入器件在加工和消毒過程中吸收或形成的低分子量產(chǎn)物在機(jī)體內(nèi)滲出或因生理降解所產(chǎn)生的毒性物質(zhì)所引發(fā)的一種反應(yīng)；c、過敏反應(yīng):與全身毒性反應(yīng)相同；d、致癌、致畸、致突變反應(yīng):因材料中含有致癌物質(zhì)或材料在體內(nèi)降解中產(chǎn)生的致癌物質(zhì)所致；e、適應(yīng)性反應(yīng):屬于慢性和長(zhǎng)期性反應(yīng)；、材料反應(yīng)的類型:

43、a、生理腐蝕:材料在生理環(huán)境作用下的一種腐蝕。這種生理腐蝕對(duì)醫(yī)用金屬材料尤為重要；b、吸收材料:在體液或血液中吸收某些成分而改變其性能的過程。這種吸收過程是慢性和遠(yuǎn).期反應(yīng)；c、降解與失效:降解是材料在生理環(huán)境作用下發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞與性質(zhì)蛻變的一個(gè)過程;失效是指材料在生物環(huán)境的作用下而喪生其應(yīng)有功能；（2）、生物功能性：指生物材料具備或完成某種生物功能時(shí)應(yīng)該具有的一系列性能。根據(jù)用途主要分為:、承受或傳遞負(fù)載功能：如人造骨骼、關(guān)節(jié)和牙等，占主導(dǎo)地位；、控制血液或體液流動(dòng)功能：如人工瓣膜、血管等；、電、光、聲傳導(dǎo)功能。如心臟起博器、人工晶狀體、耳蝸等；、填充功能。如整容手術(shù)用填充體等；（3）、生物相

44、容性：指生物材料有效和長(zhǎng)期在生物體內(nèi)或體表行使其功能的能力。用于表征生物材料在生物體內(nèi)與有機(jī)體相互作用的生物學(xué)行為。根據(jù)材料與生物體接觸部位分為：、血液相容性。材料用于心血管系統(tǒng)與血液接觸，主要考察與血液的相互作用；、與心血管外的組織和器官接觸。主要考察與組織的相互作用，也稱一般生物相容性；、力學(xué)相容性?？疾炝W(xué)性能與生物體的一致性；4、生物醫(yī)學(xué)材料的基本要求？答：對(duì)生物醫(yī)學(xué)材料的基本要求：生物相容性；力學(xué)性能；化學(xué)穩(wěn)定性；其它要求。（1）生物相容性：生物相容性主要包括血液相容性、組織相容性。材料在人體內(nèi)要求無不良反應(yīng)，不引起凝血、溶血現(xiàn)象，活體組織不會(huì)產(chǎn)生吸收物和沉淀物，不發(fā)生炎癥、排拒、致

45、癌，與軟硬組織有良好的粘接性。 （2）力學(xué)性能：材料要有合適的強(qiáng)度、硬度、韌性、塑性等力學(xué)性能以滿足耐磨、耐壓、抗沖擊、抗疲勞、彎曲等醫(yī)用要求。（3）化學(xué)穩(wěn)定性：材料在活體內(nèi)要有較好的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠長(zhǎng)期使用，即在發(fā)揮其醫(yī)療功能的同時(shí)要耐生物腐蝕、耐生物老化。（4）成形加工性能：容易成形和加工，價(jià)格適中。5、金屬材料的概念、特性及常用金屬材料分類？答：（1）、概念：金屬材料是指一類用作生物材料的金屬或合金，又稱外科用金屬材料。 （2）、特性：它是一類生物惰性材料，除具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和抗疲勞性能，具有良好的生物力學(xué)性能及相關(guān)的物理性質(zhì)外，還必須具有優(yōu)良的抗生理腐蝕性、生物相容性、無毒性和簡(jiǎn)易可

46、行及確切的手術(shù)操作技術(shù) 。 （2）、分類：不銹鋼、鈷基合金、鈦及其合金、形狀記憶合金和貴金屬，此外還有純金屬鉭、鈮、鉻等。 6、不銹鋼的特性及其應(yīng)用？答：（1）、特性：鐵基耐蝕合金（一般由鐵、鉻、鎳、鉬、錳、硅組成），易加工、價(jià)格低廉 。不銹鋼的耐蝕性和屈服強(qiáng)度可以通過冷加工而提高，避免疲勞斷裂。 （2）、應(yīng)用：一般不銹鋼制成多種形體，如針、釘、髓內(nèi)針、齒冠、三棱釘?shù)绕骷腿斯ぜ袤w而用于臨床，不銹鋼還用于制作各種醫(yī)療儀器和手術(shù)器械。如不銹鋼骨釘。7、鈷（Co）基合金的特性及其應(yīng)用？答：（1）、特性：含有較高的鉻和鉬，又稱鈷鉻鉬合金，具有極為優(yōu)異的耐腐蝕性（比不銹鋼高40倍）和耐磨性，綜合力學(xué)性

47、能和生物相容性良好。鈷基合金的耐磨性是所有醫(yī)用金屬材料中最好的，與不銹鋼相比，更適于制造體內(nèi)承載苛刻的長(zhǎng)期植入件. （2）、應(yīng)用：臨床上主要用于：人工關(guān)節(jié)（特別是人體中受載荷最大的髖關(guān)節(jié)）；人工骨及骨科內(nèi)處固定器件的制造；齒科修復(fù)中的義齒，各種鑄造冠、嵌體及固定橋的制造；心血管外科及整形科等。由于其價(jià)格較高，加工困難，應(yīng)用尚不普及。如人造髖關(guān)節(jié)的頭桿部分。8、鈦（Ti）基合金的特性及其應(yīng)用？答：（1）、特性：臨床應(yīng)用廣泛，其質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、力學(xué)性質(zhì)接近人骨、強(qiáng)度遠(yuǎn)低于純鈦，耐疲勞、耐蝕性均優(yōu)于不銹鋼和鈷基合金，但生物相容性和表面活性好，是較為理想的一種植入材料。抗斷裂強(qiáng)度較低，耐磨性能不盡人意

48、，加工困難。冶煉及成型工藝復(fù)雜，要求條件較高。（2）、應(yīng)用：主要用于：修補(bǔ)顱骨，制成鈦網(wǎng)或鈦箔用于修復(fù)腦膜和腹膜、人工骨、關(guān)節(jié)、牙和矯形物、人工心臟瓣膜支架、人工心臟部件和腦止血夾、口腔頜面矯形頜修補(bǔ)、手術(shù)器械、醫(yī)療儀器頜人工假肢等。如頭顱微型鋼板、鈦板。9、形狀記憶合金的特性及其應(yīng)用？答：（1）、特性：記憶合金是一種原子排列很有規(guī)則的馬氏體相變合金。這種合金在外力作用下會(huì)產(chǎn)生變形，當(dāng)把外力去掉，在一定的溫度條件下，能恢復(fù)原來的形狀。由于它具有百萬次以上的恢復(fù)功能，因此叫做"記憶合金"。當(dāng)然它不可能像人類大腦思維記憶，更準(zhǔn)確地說應(yīng)該稱之為"形狀記憶合金"

49、。此外，記憶合金還具有無磁性、耐磨耐蝕、無毒性的優(yōu)點(diǎn)，因此應(yīng)用十分廣泛。自1951年美國(guó)首次報(bào)道Au-Cd（金-鎘）合金具有形狀記憶效應(yīng)以來，目前已發(fā)現(xiàn)有20多種記憶合金，比如鈦鎳合金，金鎘合金，銅鋅合金等,其中以鎳鈦合金在臨床上應(yīng)用最大。（2）、特點(diǎn)：奇特的形狀記憶功能、質(zhì)輕、磁性微弱、強(qiáng)度較高、耐疲勞性能、高回彈性和生物相容性好等。（3）、應(yīng)用：、管腔狹窄的治療：（喉氣管狹窄、食管狹窄、膽道狹窄、尿道狹窄及閉鎖等），如用作食管支架、血管支架等；、口腔科：用這種材料做成的種植牙具有齒槽骨切口小，固定牢靠等優(yōu)點(diǎn)；、骨科：人工關(guān)節(jié)，斷骨連接、彎曲脊柱矯正；、血管外科：治療主動(dòng)脈瘤、冠狀動(dòng)脈和椎動(dòng)

50、脈狹窄等； 10、貴金屬（noble metal）的特性及其應(yīng)用？答：（1）、特性：是一種金屬或合金，如金子具有極高的抗氧化性和抗腐蝕性。貴金屬具有獨(dú)特穩(wěn)定的物理和化學(xué)性能、優(yōu)異的加工特性、對(duì)人體組織無毒副作用、刺激小等優(yōu)良的生物學(xué)性能。 （2）、應(yīng)用：主要用于口腔科的齒科修復(fù)，也可用于小型植入式電子醫(yī)療器械。11、純金屬鉭（Ta）、鈮（Nb） 、鉻（Cr）的特性及其應(yīng)用？（以鉭為例）答：（1）、物理性質(zhì)：質(zhì)地堅(jiān)硬、熔沸點(diǎn)高、延展性好。鉭的質(zhì)地十分堅(jiān)硬，硬度可以達(dá)到6-6.5。它的熔點(diǎn)高達(dá)2996 ，僅次于鎢和錸，位居第三。鉭富有延展性，可以拉成細(xì)絲式制薄箔。其熱膨脹系數(shù)很小，韌性很強(qiáng)，比銅還

51、要優(yōu)異。醫(yī)療上用來制成薄片或細(xì)線，縫補(bǔ)破壞的組織。（2）、化學(xué)性質(zhì)：耐酸性，但不耐堿。鉭還有非常出色的化學(xué)性質(zhì)，具有極高的抗腐蝕性。無論是在冷和熱的條件下，對(duì)鹽酸、濃硝酸及“王水”都不反應(yīng)。在175度的濃硫酸中1年，被腐蝕的厚度為0.0004毫米，將鉭放入200的硫酸中浸泡一年，表層僅損傷0.006毫米。在250度時(shí)，腐蝕速度有所增加，為每年被腐蝕的厚度為0.116毫米.但是鉭更害怕強(qiáng)堿，在110度40%濃度的燒堿溶液里，鉭會(huì)被迅速溶解。（3）、生物學(xué)性質(zhì)：、結(jié)構(gòu)疏松、利于生長(zhǎng)。在顯微鏡下該材料結(jié)構(gòu)如同松質(zhì)骨，其空隙大小在400-600m之間，整體互聯(lián)的孔隙率高達(dá)75%-85%a多孔擔(dān)所具有的

52、三維多孔結(jié)構(gòu)更有利于成骨細(xì)胞薪附、分化和生長(zhǎng)，促進(jìn)骨長(zhǎng)入，從而加強(qiáng)植入體與骨之間的鏈接，實(shí)現(xiàn)生物固定，同時(shí)它也更有利于水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在植入體內(nèi)的傳輸，促進(jìn)骨組織再生和重建，加快愈合過程。、抗生理腐蝕性和可塑性。獨(dú)特的表面負(fù)電性使其具有優(yōu)良的抗血栓性能和生物相容性，還有很高的抗缺口裂紋能力。植入骨內(nèi)能和周圍的新骨形成骨性結(jié)合；植入軟組織中，肌肉等組織可依附在鉭條上正常生長(zhǎng)。（5）、應(yīng)用：、退火后的純鉭很軟，可加工成板、帶、箔、絲等使用；主要用作接骨板、顱骨板、骨螺釘、種植牙根、頜面修復(fù)體、義齒及外科手術(shù)縫線和縫合針；、鉭網(wǎng)可用于肌肉缺損修補(bǔ)；、鉭絲和箔用于縫合修補(bǔ)受損的神經(jīng)、肌腱和血管；、鉭還可

53、以用于血管內(nèi)支架及人工心臟、植入型電子裝置；鉭的同位素可用于放射治療。、只是由于資源少、價(jià)格較高，使其推廣受很大限制。12、無機(jī)生物材料的特性及分類？答：（1）、特性：無毒、與生物體組織有良好的生物相容性、耐腐蝕。基本都是脆性材料，容易破裂，發(fā)展方向應(yīng)向開發(fā)復(fù)合（多相）生物材料以及在金屬基體上加涂無機(jī)生物陶瓷涂層（薄膜）材料的方面引導(dǎo)。 （2）、分類：包括生物陶瓷、生物玻璃和碳素材料三大類，主要用于齒科、骨科修復(fù)和植入材料。13、生物陶瓷的應(yīng)用、特性？答：（1）、幾種主要的應(yīng)用：（2）、特性：生物陶瓷材料在生物體內(nèi)極為穩(wěn)定，與生物組織有良好的親和性，特別適于作人體硬組織如骨和齒的替換修補(bǔ)材料，

54、能與人體骨生長(zhǎng)在一起，形成化學(xué)結(jié)合。目前臨床上應(yīng)用最多的為氧化鋁、羥基磷灰石兩種。14、氧化鋁及羥基磷灰石的特性及應(yīng)用？答：（1）、氧化鋁：、優(yōu)點(diǎn)：生物相容性良好，在人體內(nèi)穩(wěn)定性高，機(jī)械強(qiáng)度較大。、缺點(diǎn):a、與骨不發(fā)生化學(xué)結(jié)合，長(zhǎng)時(shí)間后與骨的固定會(huì)發(fā)生松弛;b、機(jī)械強(qiáng)度不高;c、楊氏模量過高(380GPa);d、摩擦系數(shù)、磨耗速度較大。、措施：若采用多孔氧化鋁，把氧化鋁陶瓷制成多孔質(zhì)形態(tài)，使骨組織長(zhǎng)入其孔隙而使植入體固定，保證植入物與骨頭的良好結(jié)合。但這樣做也有缺點(diǎn)：采用多孔氧化鋁會(huì)降低陶瓷的機(jī)械強(qiáng)度，多孔氧化鋁陶瓷的強(qiáng)度隨空隙率的增加而急劇降低。只能用于不負(fù)重或負(fù)重輕的部位。如果將金屬與氧化

55、鋁復(fù)合在金屬表面形成多孔性氧化鋁薄層，這個(gè)問題就解決了。比如：氧化鋁生物陶瓷，采用高純氧化鋁生物陶瓷制備關(guān)節(jié)頭，無釩鈦合金制備關(guān)節(jié)柄，并在柄部涂覆生物活性陶瓷涂層，有效地解決了人工關(guān)節(jié)易磨損、生物相容性不佳、松動(dòng)、下沉等問題，提高了其使用壽命。（2）、羥基磷灰石:分子式為Ca10(PO4)6(OH)2，簡(jiǎn)稱HA。、特性：HA植入骨組織后，通過外延生長(zhǎng)和骨產(chǎn)生牢固的化學(xué)健結(jié)合，即骨性結(jié)合。具有非常好的生物活性、生物降解性，并能被人體吸收，它的單位晶胞與人體骨組織相同，但其性脆、強(qiáng)度不高，不能直接用于承受載荷大的種植體。 、應(yīng)用：修復(fù)骨組織；置換聽小骨；覆蓋鈦合金假牙。比如：采用羥基磷灰石和聚-D

56、L-乳酸制備成可吸收內(nèi)固定材料，抗彎強(qiáng)度120MPa，植入體內(nèi)無需二次手術(shù)取出，對(duì)組織無刺激，能被人體完全吸收，最終代謝為二氧化碳、水、鈣和磷礦物質(zhì)排出體外，部分鈣和磷參與成骨，無任何毒副作用。適用于人體松質(zhì)骨骨折、截骨術(shù)和關(guān)節(jié)融合術(shù)的骨塊（段）固定。 （3）、羥基磷灰石陶瓷：羥基磷灰石具有非常好的生物活性，可與聚合物復(fù)合用于人造骨，當(dāng)人骨組織長(zhǎng)入羥基磷灰石孔洞中時(shí)，可起到加強(qiáng)作用，效果更好。羥基磷灰石作為金屬種植體表面涂層，能大大提高人體骨長(zhǎng)入孔洞的速度。15、生物玻璃的特性、分類？答：（1）、特性：生物玻璃經(jīng)特別設(shè)計(jì)的化學(xué)組成可誘發(fā)生物活性的含氧化硅化合物。如將某些玻璃在適當(dāng)?shù)母邷剡M(jìn)行晶化處理，則玻璃中可析出大量微小晶體，這樣的玻璃稱為微晶玻璃、結(jié)晶化玻璃或玻璃陶瓷。 （2）、分類：生物