高考申論題
111年
[醫學工程] 醫學工程概論
第 一 題
📖 題組：
醫電與資訊 (一)人體細胞組織中所謂可興奮性細胞包括神經與肌肉細胞，請說明產生靜止膜電位（resting membrane potential）與動作電位（action potential）的機制。（10 分） (二)請說明如何利用 Ag/AgCl 電極貼片進行場電位（field potential）量測的電路方塊圖以獲得心電圖訊號？（10 分） (三)請說明如 Apple Watch 之類的穿戴式裝置如何透過量測生理參數（單導程心電圖、血氧、動作等參數）進行雲端數據儲存與遠距健康照護？（5 分）
醫電與資訊 (一)人體細胞組織中所謂可興奮性細胞包括神經與肌肉細胞，請說明產生靜止膜電位（resting membrane potential）與動作電位（action potential）的機制。（10 分） (二)請說明如何利用 Ag/AgCl 電極貼片進行場電位（field potential）量測的電路方塊圖以獲得心電圖訊號？（10 分） (三)請說明如 Apple Watch 之類的穿戴式裝置如何透過量測生理參數（單導程心電圖、血氧、動作等參數）進行雲端數據儲存與遠距健康照護？（5 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
人體細胞組織中所謂可興奮性細胞包括神經與肌肉細胞，請說明產生靜止膜電位（resting membrane potential）與動作電位（action potential）的機制。（10 分）
思路引導 VIP
看到此題，應先從「電化學梯度」與「半透膜特性」這兩個微觀物理現象切入。接著分別論述靜止膜電位（由鈉鉀幫浦與漏阻離子通道建立的動態平衡）以及動作電位（電壓閘門通道主導的去極化與再極化過程），展現對細胞生物物理機制的透徹理解。
小題 (二)
請說明如何利用 Ag/AgCl 電極貼片進行場電位（field potential）量測的電路方塊圖以獲得心電圖訊號？（10 分）
思路引導 VIP
看到心電圖（ECG）量測，應先聯想電極-皮膚介面的物理化學轉換機制（Ag/AgCl的非極化特性），接著建構標準的生醫訊號擷取電路架構（包含儀表放大器、濾波器、ADC及右腳驅動電路），以此硬體邏輯逐步推導設計方塊圖並帶出臨床應用限制。
小題 (三)
請說明如 Apple Watch 之類的穿戴式裝置如何透過量測生理參數（單導程心電圖、血氧、動作等參數）進行雲端數據儲存與遠距健康照護？（5 分）
思路引導 VIP
作答時應先拆解各生理參數對應的感測器物理原理（如PPG光學量測、電極電位差、IMU慣性元件），接著說明資料傳輸的物聯網架構（藍牙至手機再上傳雲端）。最後扣合遠距照護應用，強調數據分析、異常警示及醫病共享機制。