高考申論題
114年
[醫學工程] 醫學儀表及測量
第 一 題
📖 題組：
三、 (一)說明濾波器在生物醫學量測系統中的作用。解釋帶通濾波器如何用於處理腦電圖（electroencephalogram, EEG）訊號，並具體說明其典型的頻率範圍。（10 分） (二)解釋類比數位轉換器（analog-to-digital converter, ADC）在生物醫學量測系統中的作用。描述其在脈搏血氧儀（pulse oximeter）中的應用，包括影響量測準確度（accuracy）的關鍵 ADC 參數。並提出一種在此背景下提升 ADC 效能的方法。（10 分）
三、 (一)說明濾波器在生物醫學量測系統中的作用。解釋帶通濾波器如何用於處理腦電圖（electroencephalogram, EEG）訊號，並具體說明其典型的頻率範圍。（10 分） (二)解釋類比數位轉換器（analog-to-digital converter, ADC）在生物醫學量測系統中的作用。描述其在脈搏血氧儀（pulse oximeter）中的應用，包括影響量測準確度（accuracy）的關鍵 ADC 參數。並提出一種在此背景下提升 ADC 效能的方法。（10 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
說明濾波器在生物醫學量測系統中的作用。解釋帶通濾波器如何用於處理腦電圖（electroencephalogram, EEG）訊號，並具體說明其典型的頻率範圍。（10 分）
思路引導 VIP
本題測驗生醫前端電路設計的核心觀念。作答時應拆解為三個層次：首先說明濾波器在生醫儀表的一般性作用（提升SNR、抗頻疊、去基線漂移）；其次，連結EEG的生理特性（訊號微弱約10-100μV），說明帶通濾波器如何同時剔除低頻的運動偽影與高頻的肌電/環境雜訊；最後，務必精準列出EEG的整體臨床頻寬設定（如0.5~50Hz）及各子頻帶（α, β, θ, δ, γ）的具體數值。
小題 (二)
解釋類比數位轉換器（analog-to-digital converter, ADC）在生物醫學量測系統中的作用。描述其在脈搏血氧儀（pulse oximeter）中的應用，包括影響量測準確度（accuracy）的關鍵 ADC 參數。並提出一種在此背景下提升 ADC 效能的方法。（10 分）
思路引導 VIP
看到此題，應先將系統拆解：首先定義 ADC 在一般生醫訊號處理中的「橋樑」角色（時間取樣與振幅量化）。接著代入脈搏血氧儀的物理機制（PPG訊號特性：巨大直流基線與微小交流脈動），由此推導出對 ADC 參數（特別是解析度與動態範圍）的嚴苛要求。最後，提出類比前端設計（如直流消除）或數位訊號處理（如超取樣）層面的改善策略，以展現臨床儀器設計的工程思維。