生物医学工程基础 1 .简述生物力学的研究对象、内容、基本方法和主要特点（20’） 定义：生物力学是解释生命及其活动的力学，是力学与医学，生物学等多种学科相互结合、相互渗透而形成的一门新兴交叉学科。 研究对象：力与生物体运动、生理、病理之间的关系。 研究目的：通过生物力学的研究，用力学分析的手段了解、学习、利用、治疗、保护并配合创造生物。另有仿生学、听诊器、血压计等都利用了生物力学的原理。 研究内容：（1）生物运动学：任务是分析动物的运动。用一个有限的自由度系统的运动模拟动物的运动，在此基础上研究动物的能量，力与位移、速度与加速度之间的关系。 （2）生物流体力学：研究血液、各种体液等流体的特性及生物体内的流体情况，研究生物与空气、水之间的相对运动。 （3）生物固体力学：研究生物体内形状稳定部分的受力特性和变形性，以及一些医疗体育器械的强度和变形情况。 （4）综合问题：同时考虑多项介质的相关影响。 研究方法：用解析方法或数值方法求解数学模型。 用试验方法测定物理模型或实物试件。 对现场进行分析研究。 特点：另外，生物力学在研究方法上有有别于其他各种物理问题或工程问题的研究方法：①生物力学的试验有“在体”和“离体”之分。②一部分生物材料（如肌肉）能产生主动力，因此不能用常规的材料试验方法对他们进行研究。③在体实验分麻醉态和非麻醉态。 2.简述细胞力学的研究内容、实验手段及其应用和发展趋势。（10’） 研究内容： 实验手段： 应用：①仿生学。在对生物了解的基础上学习生物的优点，进行发明创造。 ②体育竞技等。通过对生物所做的力学分析，可以更好地发挥生物的效能。 ③对疾病的治疗：听诊器、血压计、人体器官（人工心脏、假肢）等基于生物力学。 ④从力学的角度改造生物，可以指导运动员的训练等。 发展趋势：主要集中在细胞-分子力学、骨力学、血液动力学、组织工程方面。宏-微观结合的趋势明显，如骨力学，生物流变学，组织工程等研究开始深入到细胞-分子水平。 3.试述下肢假肢接受腔与残端之间存在哪些生物力学问题。（10’） 1’ 接受腔/残肢界面应力测试。 2’ 接受腔 CAD/CAM 3’ 有限元分析 4’ 假肢三维刚体动力学的模型 5’ 假肢步态分析、足底受力系统 4．简述主要医学成像（X-CT 成像、超声成像、磁共振成像、核素成像）方法中任意三种方法的基本原理和所得图像的特点（图像特征适用范围、不同于其他方法的特殊之处）...
