高考申論題
114年
[醫學工程] 醫學工程概論
第 一 題
📖 題組：
生醫電子量測儀表中需要前端的類比訊號處理介面電路，例如以運算放大器（OP Amplifier）進行生理訊號的放大與處理。 (一) 試說明一理想（ideal）運算放大器的規格特性。（10 分） (二) 生醫量測系統在臨床應用中（如心導管、床邊監視器等），需要確保用電安全以避免對患者與使用的醫護人員造成傷害或訊號失真，試說明臨床用電安全的注意事項與預防措施。（15 分）
生醫電子量測儀表中需要前端的類比訊號處理介面電路，例如以運算放大器（OP Amplifier）進行生理訊號的放大與處理。 (一) 試說明一理想（ideal）運算放大器的規格特性。（10 分） (二) 生醫量測系統在臨床應用中（如心導管、床邊監視器等），需要確保用電安全以避免對患者與使用的醫護人員造成傷害或訊號失真，試說明臨床用電安全的注意事項與預防措施。（15 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
試說明一理想（ideal）運算放大器的規格特性。（10 分）
思路引導 VIP
看到「理想運算放大器」，應立刻聯想其在電路簡化分析中的理論假設。解題時請從增益、阻抗（輸入/輸出）、頻率響應、雜訊抑制等物理與電路維度，條列式寫出其「無限大」或「為零」的極端特性，並適度連結生醫訊號量測的需求（如高輸入阻抗避免負載效應、高CMRR抑制60Hz雜訊）以展現專業度。
小題 (二)
生醫量測系統在臨床應用中（如心導管、床邊監視器等），需要確保用電安全以避免對患者與使用的醫護人員造成傷害或訊號失真，試說明臨床用電安全的注意事項與預防措施。（15 分）
思路引導 VIP
看到這題，首要步驟是區分物理現象中的『巨電擊 (Macroshock)』與『微電擊 (Microshock)』機制，尤其心導管會繞過皮膚高阻抗，極微小電流即可能致命。接著從硬體設計層面（隔離放大器、右腳驅動電路）與臨床環境層面（等電位接地、隔離電源系統）分點論述具體的預防措施，以展現理論與臨床設計的結合。
理想OP-Amp與臨床用電安全
💡 掌握放大器理想特性以處理微弱生理訊號，並落實臨床電防護措施。
| 比較維度 | 巨電擊 (Macroshock) | VS | 微電擊 (Microshock) |
|---|---|---|---|
| 進入路徑 | 由體表皮膚接觸 | — | 由導管直接入心臟 |
| 致死電流 | 約 100 毫安培 (mA) | — | 約 10 微安培 (μA) |
| 成因與防護 | 設備外殼絕緣失效 | — | 醫療侵入性器材漏電 |
💬微電擊因直接作用於心肌，僅需極微小電流即可致命，是臨床安全的防護重點。
