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115年 - 115 高等考試_二級_醫學工程:生醫材料#145815
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題組內容
五、下圖為金屬 X 的應力應變圖。
(一)何謂應力及應變?並請依照此圖求出 Yield strength, Young’s modulus, ultimate tensile stress。(9 分)
相關申論題
(二)請以材料力學的特性,探討以金屬 X 作為骨板時,是否會有應力遮蔽 (stress shielding)的現象發生?並說明緣由?(11 分) (提示:皮質骨(Cortical bone)楊氏模數約為 10–30 GPa)
#594279
一、在醫療儀器設計中,精準測量微小的生理變化至關重要。下圖顯示一款 血壓感測器的內部結構,當中包含 A、B、C、D 四根負責感測微小形變 的應變計(壓規,Strain Gauge)絲線。當壓力增加時應變計 B、C 微幅 拉長,應變計 A、D 微幅縮短。 (一)請解釋當施加壓力時,這些應變計絲線如何產生形變和電阻值變化? (5 分)
#594280
(二)為了將這些應變計絲線的電阻值變化轉化為可量測的電壓訊號,我們應 該把這四根應變計連接成什麼樣的電路結構?請繪出電路圖。(10 分)
#594281
(三)請解釋後續連接的電路是如何將此物理量轉換為電訊號輸出?(10 分)
#594282
二、傳統 X 光影像只能獲得重疊的 2D 投影,無法清楚辨識深層組織,電腦 斷層掃描(CT)則徹底革新了醫學影像。(一)請說明 X 光的穿透衰減(Beer-Lambert Law)特性。 (5 分)
#594283
(二)請說明如何將衰減係數轉化為哈氏單位(Hounsfield Units, HU) 。(5 分)
#594284
(三)請說明電腦斷層掃描(CT)如何重建出人體橫斷面切片影像。 (15 分)
#594285
三、醫學超音波具備即時、無輻射與非侵入性特質,在產科與心臟科極為普及。(一)請說明壓電晶體(Piezoelectric Crystal)如何發射與接收超音波。 (5 分)
#594286
(二)請解釋聲波在不同組織介面發生反射的原理。(5 分)
#594287
(三)請比較振幅模式(A-mode)、亮度模式/2D 影像(B-mode)與運動模 式(M-mode)在物理維度、顯示方式與臨床診斷(如眼科、胎兒檢查、 心臟瓣膜運動)上的差異。 (15 分)
#594288
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