2021年天津大學碩士研究生入學考試考研大綱

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醫學科學與工程基礎
一、考試的總體要求
掌握醫學工程與轉化醫學的基礎知識和基本理論，并能合理運用解決實際問題。
二、考試的內容及比例
考試內容分為A、B、C、D 四個模塊，考生可任選其中2個模塊。A 模塊為醫學成像基礎，B 模
塊為數字信號處理，C 模塊為醫學細胞生物學基礎，D 模塊為人體解剖與生理學基礎。
（一）A模塊：醫學成像基礎
1. 傳統X 射線成像
（1）X 射線物理基礎（X 線產生條件及性質；韌致輻射、特征輻射與其對應射線譜；X射線
管的技術參數；X 線與物質的相互作用；X 線強度與硬度；X 線的硬化；X 線透射與衰減）
（2）X 射線透視成像（傳統X 射線成像原理、系統及方式；影響X 射線成像質量的主要因
素；典型H-D 曲線形態，其橫縱坐標及各參數含義；原發/客觀/主觀對比度概念，定義公式，
相關性推導；傳統X 射線成像缺點）
（3）X 線影像質量評價（像素、分辨率、對比度的概念）
（4）經典X 射線斷層成像（X 線斷層成像的基本原理）
（5）數字減影（數字剪影原理及方法；時序減影、能量減影、混和剪影原理；K 吸收帶及K
吸收邊緣法概念）
（6）數字化X 線攝影（CR 成像原理、DR 成像原理、二者區別與成像優點）
2. 計算機斷層成像
（1）X-CT 定義、成像參數和掃描方式（CT 成像概念；像素與體元概念；衰減系數與CT 值
定義；CT 與膠片分辨率差異及原因；窗口技術與窗寬、窗位定義；第一代到第五代CT 特點）
（2）CT 圖像重建原理和方法（投影概念與實質；正弦圖概念及公式；CT 圖象重建方法分
類及典型代表算法比較；直接反投影重建法原理、計算及“灰霧”成因）
（3）CT 圖像顯示和質量評價方法（CT 圖像重建顯示的代表性圖像處理技術；CT 圖像特點，
與X 射線透視影像的區別；CT 圖像質量參數、三種評價參數公式及表征）
（4）CT 裝置結構（CT 裝置組成；CT 機房要求）
3. 放射性核素成像
（1）放射性同位素及射線檢測物理基礎（放射性同位素概念、性質、衰變規律、在醫學中
的應用；粒子探測器各部分組成、定義、分類、特性等；放射線檢測前置放大器的作用）
（2）放射性同位素掃描與γ 照相機（放射性核素成像概念；放射性同位素掃描原理、
結構；γ 照相機結構、工作原理；）
（3）ECT 成像（ECT 成像原理與分類；SPECT 分類、原理、組成、特點；PET 原理，符合
湮滅測量與飛行時間差作用、探測器類型、成像過程；PET 成像優缺點及主要應用）
4. 超聲波成像
（1）超聲波物理性質（超聲波產生及各種物理參數定義、公式；超聲波傳播和衰減特性；
超聲輻射聲場特性；超聲對生物媒質作用）
（2）醫用超聲換能器（超聲輻射聲場指向性、近場與遠場特性；超聲換能器的壓電效應原
理；超聲換能器結構）
（3）超聲診斷儀原理（超聲波成像基本原理及優勢；超聲脈沖反射法/脈沖回波法原理；脈
沖工作頻率（波長）選取考慮因素，與脈沖重復頻率間的區別；超聲相控陣掃描原理；超聲
成像基本類型；超聲成像回波信號e(t)公式及TGC 原理；A 超、B 超、M 超在顯示方面的區
別）
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（4）超聲Doppler 診斷技術（Doppler 效應原理及公式；超聲Doppler 血流速度測量主要
方法；連續波Doppler 速度測量基本原理；脈沖波Doppler 速度測量基本原理及特點；超聲
Doppler 測量取得血流方向信息；彩色血流映射主要技術思路；運動目標顯示技術和相位檢
測基本知識）
5. 磁共振成像
（1）核磁共振現象（NMR）及其物理基礎（原子核磁矩、核磁子、自旋量子數定義；核磁矩
與自旋角動量關系；拉莫爾進動概念與進動頻率公式；力學動量矩原理；核磁矩的能級分布
與核磁共振現象原理）
（2）核磁共振（NMR）信號產生與檢測（宏觀磁化原理；引入射頻RF 場原因；自由感應衰
減信號FID 概念；馳豫時間檢測方法）
（3）NMR 成像方法（磁共振成像的基本原理；MRI 圖象重建方法）
（4）MRI 裝置（磁體系統；NMR 波譜儀；圖像重建和顯示系統）
（5）MRI 應用（臨床診斷應用范圍；MRI 與其它成像方法比較）
參考材料：
[1]高上凱. 醫學成像系統.第2版[M]. 清華大學出版社, 2010.
[2]湯樂民，包志華， 醫學成像的物理原理，科學出版社2012年
（二）B模塊：數字信號處理
1. 離散時間信號和系統：①離散時間信號表示；②離散時間信號運算；③離散正弦信號的
周期性；④離散時間系統概念與性質；⑤相關函數；⑥線形移不變系統（LSI）的頻率響應；
⑦數字信號處理系統基本槪念。
2. z變換與離散時間系統分析：①z變換定義、收斂域；②逆z變換；③LSI轉移函數；
④IIR系統結構；⑤ 用z變換求解差分方程。
3. 離散時間信號的傅里葉變換：①連續時間信號的傅里葉變換；②離散時間信號的傅里
葉變換； ③信號的抽樣與重建；④離散傅里葉變換； ⑤循壞卷積；⑥離散時間周期信號的
傅里葉級數。
4. 快速傅里葉變換：①快速傅里葉變換的基本概念；②時間抽取基2快速傅里葉變換；③
頻率抽取基2快速傅里葉變換。
5. 離散時間系統的相位、結構與狀態變置描述：①相頻響應；②FIR線性相位與零極點分
布；③全通系統、最大(小)相位系統；④譜分解；⑤FIR系統結構。
6. 無限沖擊響應數字濾波器設計：①濾波器的基本概念；②巴特沃斯低通濾波器設計；③
切比雪夫I型濾波器設計；④高通、帶通、帶阻濾波器設計；⑤沖激響應不變法IIR數字濾
波器設計；⑥雙線性z變換法數字濾波器。
7. 有限沖擊響應數字濾波器設計：①窗函數法；②頻率采樣法；③平均、平滑及梳狀濾波
器。
8. 信號處理中的正交變換： ①希爾伯特正交變換；②K-L變換；③DCT、DWT變換基本概
念。
9. 信號處理中的若干典型算法：①信號的抽取與插值；②信號的子帶分解，窄帶信號；③
逆系統、反卷積：④同態濾波器。
10. 平穩隨機信號：①隨機信號；②信號處理中的最小平方估計；③功率譜佑計；④平穩信
號的各態遍歷性。
參考材料：
[1]《數字信號處理 — 理論算法與實現》,胡廣書主編，北京：清華大學出版社. 2003 年
版（第2版）。
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[2]《數字信號處理題解及電子課件》,胡廣書主編，北京：清華大學出版社. 2007年。
（三）C模塊：醫學細胞生物學基礎
1. 細胞的概念與分子基礎
（1）細胞的一般結構
（2）原核細胞與真核細胞在結構和功能上的主要區別
（3）核酸、蛋白質的化學組成、結構特點及功能
2. 細胞生物學的研究方法
（1）細胞生物學的研究手段和方法
（2）幾種光學顯微鏡的成像原理及應用范圍
（3）細胞分子生物學的主要研究技術及原理
3. 細胞的內膜系統與囊泡轉運
（1）核糖體與蛋白質合成、信號假說、內質網的功能、高爾基復合體的形態結構與功能、
溶酶體的功能
（2）內質網、溶酶體的形態結構與類型
4. 線粒體與細胞的能量轉換
（1）線粒體的結構
（2）細胞呼吸和氧化磷酸化、細胞能量轉換的主要環節及發生部位
5. 細胞骨架與細胞的運動呼吸系統生理
（1）微管、微絲和中間纖維的形態結構和化學組成和功能、微管、微絲和中間纖維的裝配
過程
（2）細胞運動的形式以及細胞運動的機制和調節
6. 細胞核
（1）細胞核的功能
（2）間期核的超微結構；
（3）核小體，常染色質和異染色質的概念
（4）核仁化學組成、亞微結構及功能
7. 基因信息的傳遞與蛋白質的合成
（1）基因的復制，基因表達的概念
（2）基因轉錄和加工，翻譯和修飾
（3）蛋白質合成、轉運和分泌過程
8. 細胞連接與細胞粘連
（1）緊密連接、橋粒、粘合帶的結構特點、分布和功能作用及間隙連接的結構和分布特點
（2）細胞連接的分類、通訊連接的功能作用
9. 細胞外基質及其與細胞的相互作用
細胞外基質的主要成分和各自的功能作用
10. 細胞的信號轉導
（1）信號轉導體系的主要成員； 受體、配體、G 蛋白、腺苷酸環化酶、第一信使以及第二
信使的概念；
（2）受體的基本類型、G蛋白的類型和G蛋白的作用機制
（3）第二信使概念，cAMP、cGMP以及IP3、DAG等第二信使的產生及主要傳導途徑
11. 細胞分裂與細胞周期
（1）有絲分裂、減數分裂以及細胞周期的概念
（2）有絲分裂和減數分裂的過程及各時期細胞的主要形態和生化活動的變化
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（3）細胞周期的分子調控機制及細胞周期與腫瘤生長和腫瘤治療關系
12．細胞分化
（1）細胞分化、細胞全能性和細胞決定的概念
（2）細胞分化的主要影響因素及細胞分化與腫瘤細胞增殖和侵襲的關系
13．細胞衰老與細胞死亡
（1）細胞衰老、細胞凋亡的概念及基本特征；
（2）細胞壞死與細胞凋亡的異同點
（3）細胞凋亡的基因調控機制
14．細胞工程
細胞工程的主要相關技術、細胞工程的應用
15．干細胞
（1）干細胞的概念、分類、分化及增殖分裂特征
（2）干細胞研究在疾病治療中的應用
參考材料：
[1]《醫學細胞生物學》，作者：羅深秋，科學出版社(2011-08)
（四）D模塊：人體解剖與生理學基礎
1. 人體解剖生理學的基本觀點和研究方法
（1）人體解剖標準姿勢、軸、面和方位等解剖學術語
（2）人體生理功能調節的方式
2. 人體的基本構成
（1）四種基本人體組織的結構特點、分布和功能
（2）細胞的基本結構及主要功能，細胞、組織、器官和他們之間的關系
（3）細胞膜的功能
（4）細胞的生物電活動
3. 運動系統
（1）運動系統的組成和功能
（2）骨的形態和結構，全身主要骨和骨連結
（3）關節的基本結構和運動
（4）肌肉的形態、結構和功能
（5）肌肉的收縮功能
4. 神經系統
（1）神經系統的組成與結構
（2）神經細胞的結構和功能及神經元之間的信息傳遞
（3）大腦的基本結構和高級功能
（4）動作電位和靜息電位形成的機制。
5. 感覺器官
（1）感受器、感覺器官的概念及感受器的一般生理特征
（2）眼和耳的基本結構和功能
（3）聽覺和視覺的形成過程
（4）視網膜的感光機能以及聲波在二內的傳導與感受，聽動的傳導。
6. 血液
（1）內環境與穩態的概念和涵義
（2）血液的組成和正常含量、血細胞的結構特點及生理功能
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（3）血液凝固的過程和機制
7. 循環系統
（1）循環系統的組成和功能
（2）心臟的位置、結構、組成和功能
（3）全身主要動、靜脈的名稱和分布
（4）心臟的泵血過程和機制
（5）正常人體心電圖的產生及圖形
（6）動脈血壓的產生及相對恒定的生理意義
（7）心肌細胞的生物電活動和生理特性
（8）心臟與血管的神經調節和體液調節
8. 呼吸系統
（1）呼吸系統的組成和功能
（2）肺的位置和形態及胸膜腔的特點
（3）肺泡膜的結構特點
（4）呼吸的基本環節，肺通氣、肺換氣的機理
9. 消化系統
（1）消化吸收的概念及種類
（2）消化系統的組成和功能
（3）食物在消化管消化和吸收的基本過程
10. 營養、代謝與體溫調節
（1）食物的營養成分及主要生理功能
（2）能量代謝和基礎代謝的概念
（3）體溫相對恒定的機制
11. 泌尿系統
（1）排泄的概念及其意義
（2）泌尿系統的組成和功能
（3）腎的結構及尿生成的過程和機制
（4）腎小球率過濾的概念及影響腎小球濾過的因素
12. 內分泌系統
（1）激素的概念及作用機理
（2）內分泌系統的組成和功能
（3）幾種主要激素（生長素、甲狀腺素、糖皮質激素和胰島素）的生理作用
（4）下丘腦與垂體內分泌功能
參考材料：
[1]《人體解剖生理學》，作者：周華 崔慧先主編，第七版，人民衛生出版社。