天津大学生物医学工程研究生考试科目和考研参考书目

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、D 四个模块，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，D 模块为光学与光电基础。
 
（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）
（1） 经典X 射线断层成像（X 线断层成像的基本原理）
（2） 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）
（3） 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：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：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） IR 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：

专业名称：生物医学工程     专业代码：077700     门类/类别：理学     学科/类别：生物医学工程

温州医科大学为例

温州医科大学生物医学工程学科始建于1985年，是我国较早开展生物医学工程研究和专业教育的医学院校之一。本世纪初，在原生物医学工程研究室的基础上组建了生物医学工程系和生物材料研究所，2003年开办生物医学工程本科专业；2007年该专业被确立为浙江省重点特色建设专业，是至今为止浙江省本工程领域唯一的一个重点特色建设专业；2008年获批硕士学位授予权，是全国首个获得生物医学工程硕士专业学位授予权的医药类高校；2010年获批生物医学工程一级学科硕士授权点，2010年获批浙江省生物医学工程实验教学示范中心。2017年获批生物医学工程一级学科博士授权点，主要研究方向为医疗器械、生物医用材料和生物信息学，形成了完善的高等教育体系。拥有在校生192人，已毕业539人。建有浙江省智慧医疗工程技术研究中心、浙江省临床功能材料与诊疗器件工程技术研究中心， 2011年与中国科学院共建中科院温州生物医学工程与材料研究所，2013年与我校眼视光学科共建国家工程技术研究中心，生物医学工程专业发展势头良好，学科实力不断增强，2015年入选浙江省一流学科；2016年入选浙江省高校“十三五”优势专业；2017年，在全国105所开设该专业的高校中排名进入前20，在浙江省仅次于浙江大学，排名第2位。

经过近10年的发展建设，学位点在教学平台、师资团队、人才培养等各方面均得到快速进步，并以学位点建设为契机推动了学校生物医学工程学科的整体发展。目前，学位点依托温州医科大学附属眼视光医院、生物医学工程学院，及中国科学院温州生物材料与工程研究所建设，得到国家重点实验室、国家工程技术研究中心、教育部工程研究中心、浙江省工程中心和一流学科等平台资源支撑，为进一步引进人才，提升研究生增养水平奠定了坚实的基础。

 

本学科拥有1支包括国家QR、国家万人计划、百千万人才工程，浙江省QR、浙江省万人计划、浙江省突出贡献中青年专家人选，教育部新世纪优才支持计划、省特级专家等60余人组成的国际化队伍。其中正高近30人，导师20余人，博导4人；工、理、医、临床博士共45人,还有1支年轻的博士后队伍。医工理多学科融合交叉，研究开发改善人类健康提高生活质量的新方法、新理论和新技术，已形成了“纳米生物技术与生物医用材料”、“生物医学光学”、“医疗器械”、“医学图像与生物医学信息”四个特色鲜明的研究方向，产出大量高水平研究成果。近五年，发表SCI收录论文120余篇，主持科研项目170余项，总科研经费达到3262万元，获得省级以上科研奖励6项，专利成果20余项，部分研发工作达到国际、全国先进水平。在药物载体与组织工程、产业化等方面也做了大量工作并开始取得较大的社会经济效益。

 

我校是国家强制性标准“标准对数视力表”的发明单位（曾获得全国科学大会奖，并成为至今仍在执行的国家强制性执行标准），先后研制了裂隙灯显微镜、双裂隙摄影验光仪、激光视网膜调制函数测定仪、检影镜、视网膜干涉仪、焦度计、角膜曲率计、眼压计、电子肺量计、新生儿肺功能测试仪、强迫振荡法呼吸力学参数测定仪等20多种仪器，研发了视光学门诊部信息管理系统 V1.0、住院电子病案系统 V1.0、人工晶状体管理系统 V1.0等八个软件著作，成功完成了“基因工程一类新药重组成纤维细胞生长因子（rFGF）系列产品的开发与应用”，并研制出“外用重组人酸性成纤维细胞生长因子”、“外用重组人碱性成纤维细胞生长因子”、“外用重组牛碱性成纤维细胞生长因子（融合蛋白）”等生物制品一类新药。 还有“高透氧性硬性角膜接触镜（RGP）验配技术”和“低视力检查、诊断和康复适宜技术”两项技术被列为国家卫生部“十年百项”推广项目。另外，硬性透氧性角膜接触镜（RGP）、激光干涉条纹视力仪、眼科OCT、生物超声显微镜（UBM）、准分子激光治疗设备等的研发和产业化已取得突破。

本学科设有材料表征和测试平台、光谱学仪器平台、生物学平台，生物材料实验室、医学仪器实验室、动物实验室、医用传感器实验室、机械设计实验室、电工电路实验室、物理实验室、模拟电子实验室、数字电子实验室、微机原理与接口实验室、医学信号处理实验室、计算机网络实验室、计算机软件实验室、计算机组装与维护实验室等，实验室面积近60000平方米，设备资产总值2亿元，建有浙江省生物医学工程实验教学示范中心。本学科依托国家重点实验室、国家工程中心、现代眼视光技术和装备教育部工程研究中心、省重点研究实验室等研发平台和工程技术转化平台，可为培养生物医学工程学科工程博士、硕士提供一流的条件保障。本学科设立校级以上奖助学金13项，并提供充足的院内奖助学金和导师奖学金申请途径，奖助学金额度处于国内同类院校前列。学院还设立各类社会奖学金，人均奖学金水平超过1500元

生物医学工程学科与美国哈佛大学、MIT、美国东北大学、新加坡南洋理工大学、德国马克斯普兰克研究所等美国、德国、新加坡、澳大利亚、奥地利等国家的国际知名高校和科研机构有紧密的合作关系，共建中外联合培养研究生项目，为博士、硕士研究生提供合作交流及出国学习的机会。

大连海洋大学 东华大学 中国药科大学 温州医科大学 华侨大学 湖南工业大学 中山大学

本一级学科中，全国具有“博士授权”的高校共 35 所，本次参评32 所;部分具有“硕士授权”的高校 也参加了评估;参评高校共计 70 所(注:评估结果相同的高校排序不分先后，按学校代码排列)。

专业名称：生物医学工程     专业代码：107200     门类/类别：医学     学科/类别：生物医学工程

温州医科大学为例：  温州医科大学生物医学工程学科始建于1985年，是我国较早开展生物医学工程研究和专业教育的医学院校之一。本世纪初，在原生物医学工程研究室的基础上组建了生物医学工程系和生物材料研究所，2003年开办生物医学工程本科专业；2007年该专业被确立为浙江省重点特色建设专业，是至今为止浙江省本工程领域唯一的一个重点特色建设专业；2008年获批硕士学位授予权，是全国首个获得生物医学工程硕士专业学位授予权的医药类高校；2010年获批生物医学工程一级学科硕士授权点，2010年获批浙江省生物医学工程实验教学示范中心。2017年获批生物医学工程一级学科博士授权点，主要研究方向为医疗器械、生物医用材料和生物信息学，形成了完善的高等教育体系。拥有在校生192人，已毕业539人。建有浙江省智慧医疗工程技术研究中心、浙江省临床功能材料与诊疗器件工程技术研究中心， 2011年与中国科学院共建中科院温州生物医学工程与材料研究所，2013年与我校眼视光学科共建国家工程技术研究中心，生物医学工程专业发展势头良好，学科实力不断增强，2015年入选浙江省一流学科；2016年入选浙江省高校“十三五”优势专业；2017年，在全国105所开设该专业的高校中排名进入前20，在浙江省仅次于浙江大学，排名第2位。

经过近10年的发展建设，学位点在教学平台、师资团队、人才培养等各方面均得到快速进步，并以学位点建设为契机推动了学校生物医学工程学科的整体发展。目前，学位点依托温州医科大学附属眼视光医院、生物医学工程学院，及中国科学院温州生物材料与工程研究所建设，得到国家重点实验室、国家工程技术研究中心、教育部工程研究中心、浙江省工程中心和一流学科等平台资源支撑，为进一步引进人才，提升研究生增养水平奠定了坚实的基础。

本学科拥有1支包括国家QR、国家万人计划、百千万人才工程，浙江省QR、浙江省万人计划、浙江省突出贡献中青年专家人选，教育部新世纪优才支持计划、省特级专家等60余人组成的国际化队伍。其中正高近30人，导师20余人，博导4人；工、理、医、临床博士共45人,还有1支年轻的博士后队伍。医工理多学科融合交叉，研究开发改善人类健康提高生活质量的新方法、新理论和新技术，已形成了“纳米生物技术与生物医用材料”、“生物医学光学”、“医疗器械”、“医学图像与生物医学信息”四个特色鲜明的研究方向，产出大量高水平研究成果。近五年，发表SCI收录论文120余篇，主持科研项目170余项，总科研经费达到3262万元，获得省级以上科研奖励6项，专利成果20余项，部分研发工作达到国际、全国先进水平。在药物载体与组织工程、产业化等方面也做了大量工作并开始取得较大的社会经济效益。

我校是国家强制性标准“标准对数视力表”的发明单位（曾获得全国科学大会奖，并成为至今仍在执行的国家强制性执行标准），先后研制了裂隙灯显微镜、双裂隙摄影验光仪、激光视网膜调制函数测定仪、检影镜、视网膜干涉仪、焦度计、角膜曲率计、眼压计、电子肺量计、新生儿肺功能测试仪、强迫振荡法呼吸力学参数测定仪等20多种仪器，研发了视光学门诊部信息管理系统 V1.0、住院电子病案系统 V1.0、人工晶状体管理系统 V1.0等八个软件著作，成功完成了“基因工程一类新药重组成纤维细胞生长因子（rFGF）系列产品的开发与应用”，并研制出“外用重组人酸性成纤维细胞生长因子”、“外用重组人碱性成纤维细胞生长因子”、“外用重组牛碱性成纤维细胞生长因子（融合蛋白）”等生物制品一类新药。 还有“高透氧性硬性角膜接触镜（RGP）验配技术”和“低视力检查、诊断和康复适宜技术”两项技术被列为国家卫生部“十年百项”推广项目。另外，硬性透氧性角膜接触镜（RGP）、激光干涉条纹视力仪、眼科OCT、生物超声显微镜（UBM）、准分子激光治疗设备等的研发和产业化已取得突破。

本学科设有材料表征和测试平台、光谱学仪器平台、生物学平台，生物材料实验室、医学仪器实验室、动物实验室、医用传感器实验室、机械设计实验室、电工电路实验室、物理实验室、模拟电子实验室、数字电子实验室、微机原理与接口实验室、医学信号处理实验室、计算机网络实验室、计算机软件实验室、计算机组装与维护实验室等，实验室面积近60000平方米，设备资产总值2亿元，建有浙江省生物医学工程实验教学示范中心。本学科依托国家重点实验室、国家工程中心、现代眼视光技术和装备教育部工程研究中心、省重点研究实验室等研发平台和工程技术转化平台，可为培养生物医学工程学科工程博士、硕士提供一流的条件保障。本学科设立校级以上奖助学金13项，并提供充足的院内奖助学金和导师奖学金申请途径，奖助学金额度处于国内同类院校前列。学院还设立各类社会奖学金，人均奖学金水平超过1500元

生物医学工程学科与美国哈佛大学、MIT、美国东北大学、新加坡南洋理工大学、德国马克斯普兰克研究所等美国、德国、新加坡、澳大利亚、奥地利等国家的国际知名高校和科研机构有紧密的合作关系，共建中外联合培养研究生项目，为博士、硕士研究生提供合作交流及出国学习的机会。

吉林大学 复旦大学 上海交通大学 温州医科大学 山东中医药大学 武汉大学 深圳大学 四川大学

专业名称：生物医学工程     专业代码：083100     门类/类别：工学     学科/类别：生物医学工程

燕山大学为例

本学科是运用现代自然科学和工程技术的原理和方法，研究用于防病、治病、人体功能辅助及卫生保健的人工材料、制品、装置和系统的工程原理学科，是工程学科与生物医学相结合的边缘学科，可在仪器科学一级学科下招收生物医学仪器与工程博士研究生。

本学科主要研究方向：大数据分析与可视化、中医工程学与中医诊断治疗仪器、现代生物医学仪器、医学信息处理与模式识别、神经接口与生物机器人、MRI脉冲序列设计与图像处理、可穿戴与移动医疗、医学信息系统与健康管理。 　　本学科与哈尔滨工业大学、澳门大学、福州大学和中国中医科学院针灸研究所等单位有紧密合作关系。目前承担国家自然科学基金项目14项，军口863项目3项，省部级项目8项，发学科相关学术论文200余篇，出版专著3部。 　　本学科现有教授7人，副教授6人，其中博士生导师1人，具有博士学位者14人。 欢迎生物医学工程、仪器科学与技术、控制理论与控制工程、计算机科学、电子学、物理学、医学、生物学、中医针灸学等专业的本科毕业生报考。

解放军医学院 首都医科大学 北京协和医学院 清华大学 北京交通大学 北京工业大学 北京航空航天大学 北京理工大学 北京邮电大学 天津工业大学 南开大学 天津大学 河北工业大学 燕山大学 中央司法警官学院 太原理工大学 中北大学 沈阳工业大学 东北大学 中国医科大学 长春理工大学 吉林大学 哈尔滨工业大学 哈尔滨医科大学 哈尔滨工程大学 复旦大学 同济大学 上海交通大学 上海理工大学 华东师范大学 华东理工大学 东南大学 南京航空航天大学 南京理工大学 南京大学 徐州医科大学 南京医科大学 江苏大学 温州医科大学 浙江大学 中国科学技术大学 合肥工业大学 南昌航空大学 山东大学 华中科技大学 中南民族大学 湖南大学 湖南工业大学 南方医科大学 暨南大学 华南理工大学 深圳大学 广西医科大学 桂林电子科技大学 重庆理工大学 重庆邮电大学 重庆大学 陆军军医大学 四川大学 电子科技大学 空军军医大学 西安交通大学 西北工业大学 西安电子科技大学 陕西师范大学 甘肃中医药大学

专业名称：生物医学工程     专业代码：085230     门类/类别：工学     学科/类别：工程

燕山大学

本领域是运用现代自然科学和工程技术的原理和方法，研究用于防病、治病、人体功能辅助及卫生保健的人工材料、制品、装置和系统的工程原理学科，是工程学科与生物医学相结合的边缘学科，可在仪器科学一级学科下招收生物医学仪器与工程博士研究生。

本领域主要研究方向：信息融合与模式识别、生物医学信息处理、中医工程学、中医诊断与治疗仪器、物理因子的生物学效应、生物医学仪器。 　　本领域与哈尔滨工业大学、澳门大学、福州大学和中国中医科学院针灸研究所等单位有紧密合作关系。目前承担国家自然科学基金项目10项，省部级项目6项，发学科相关学术论文200余篇，出版专著多部。 　　本领域现有教授7人，副教授6人，其中博士生导师1人，具有博士学位者7人。 　　欢迎生物医学工程、仪器科学与技术、控制理论与控制工程、计算机科学、电子学、物理学、医学、生物学、中医针灸学等专业的本科毕业生报考。

北京工业大学 河北工业大学 燕山大学 上海理工大学 温州医科大学 中山大学 深圳大学 重庆理工大学

数据来源：教育部学位与研究生教育发展中心   

2007年生物医学工程专业学校排名

    2015-2016年生物医学工程专业学校排名