21년 1회차

열전쌍의 특징을 검토하면, 1·2·3번은 모두 열전쌍의 장점이다. 두 금속선을 접합하는 구조로 크기가 작고 제작이 간단하며, 열용량이 적어 응답시간이 빠르다. 반면 4번은 잘못된 설명인데, 열전쌍은 두 금속선의 접점 1개만 있어 접점이 매우 적고 따라서 열용량이 적다는 것이 오히려 장점이다. 접점이 많다는 표현 자체가 열전쌍의 특성과 맞지 않으므로 정답은 4번이다.

분극전극은 전극 표면에 이온층이 축적되어 용량성 특성을 나타내므로 2번이 맞고, 동잡음이 크다는 특성도 있어 1번도 맞습니다. 3번 장기간 사용이 가능하다는 것도 분극전극의 장점입니다. 반면 4번은 틀렸는데, 용량성 임피던스로 인해 저주파 신호에서 신호 감쇠가 크게 발생하므로 아주 낮은 저주파 신호 측정에는 부적합하며, 이 경우 비분극전극(은-염화은 전극 등)을 사용해야 합니다.

'삼투 현상에 의해 이온을 이동시켜 준다'의 삼투 현상은 물 분자의 이동을 설명하는 현상으로, 이온의 농도 차이를 만드는 데 직접적으로 기여하지 않는다. 따라서 휴지기 전위 조정에 직접 작용하지 않는다.

휴지기 전위는 세포막 양쪽의 이온 농도 차이로 형성되며, 이를 유지하는 메커니즘을 묻는 문제다.

• 'Na⁺ 이온보다 K⁺ 이온을 더 잘 통과'는 선택적 투과성으로 K⁺이 Na⁺보다 세포막을 더 잘 통과해 음전하 축적을 초래하는 핵심 메커니즘이다.
• '크기가 큰 음전하의 단백질'은 큰 음전하 단백질의 불투과성이 세포 내 음전하를 유지시킨다.
• 'Na⁺/K⁺ 펌프'는 능동수송으로 ATP를 소비해 Na⁺ 3개를 내보내고 K⁺ 2개를 들여와 농도 기울기를 지속적으로 유지한다.

동잡음은 전자기파의 간섭이 아니라 전극 리드선이 움직일 때 발생하는 기계적 진동으로 인한 잡음이므로 오답이다. 보기 2번의 증폭기 포화는 전극 리드선 단선이나 전해질 건조 같은 임피던스 증가로 발생하고, 보기 3번의 전원 잡음(50/60Hz)은 공통전극 접촉 불량이나 리드선의 외부 기기 접촉으로 유발되며, 보기 4번의 백색 잡음은 전자 소자의 열 운동이나 임피던스 불안정(전해질 건조, 커넥터 연결불량)에서 비롯되어 모두 올바른 설명이다.

선형가변자동변환기(LVDT, Linear Variable Differential Transformer)는 넓은 주파수 대역에서 우수한 선형성을 갖는 것이 가장 큰 장점이다.

LVDT는 1차 코일과 2차 코일의 상호 유도를 이용하여 코어의 선형 변위를 전압 신호로 변환하며, 설계상 1~2 kHz부터 수십 kHz 범위까지 선형 응답을 유지한다. 반면 다른 유도성 센서(예: 차동변압기, 렐럭턴스형)는 주파수 특성이 제한적이거나 비선형 구간이 존재한다.

• '낮은 민감도': LVDT는 높은 민감도와 우수한 선형성으로 정밀 위치 측정에 널리 사용된다.
• '간단한 신호처리 과정': 오히려 신호처리가 상대적으로 복잡한 편이다.
• '한정된 크기와 모양': 크기와 모양도 다양하게 설계 가능하다.

흡착전극(Suction electrode)은 속이 빈 금속 실린더 형태로, 뒤편에 부착된 고무구(rubber bulb)를 압박하여 음압을 발생시켜 피부에 부착하는 전극이다. '속이 빈 금속 실린더 전극…음압으로 체표면에 접촉한다'는 이 구조와 작동 원리를 정확히 설명하고 있다.

• '장시간 사용에 적합하며, 주로 근전도 측정에 사용'은 오류로, 흡착전극은 이동성이 제한되고 장시간 사용 시 흡착력 감소 문제가 있으며 주로 근전도보다 심전도(ECG) 측정에 사용된다.
• '접착밴드가 꼭 필요한 전극'은 접착밴드가 필수 아닌 음압 방식이므로 틀렸다.
• '동적잡음이 작아 소아용으로 가장 많이 사용'도 오류로, 흡착전극은 움직임에 약하고 접착식 전극(sticky electrode)이 일회용으로 가장 널리 사용된다.

평면관절은 두 관절면이 평평하고, 좁은 관절낭과 강한 인대로 싸여 있어 약간의 미끄럼 운동만 가능한 운동이 매우 제한된 관절이다. 공 모양의 관절머리로 운동 범위가 가장 큰 관절은 구상관절이고, 접번관절은 경첩처럼 한 축으로만 움직인다. 관절머리가 타원형인 2축성 관절은 타원관절(과상관절)이며, 차축관절은 한 축을 중심으로 회전한다. 말 안장 모양의 두 관절면이 직각 방향으로 움직이는 관절은 안장관절이다.

뼈를 형태와 구조에 따라 분류할 때, 장골(긴뼈)은 길이가 길고 골간과 골단으로 구성된 뼈로 비골, 경골, 대퇴골 등이 해당하고, 단골(짧은뼈)은 길이·너비·두께가 비슷한 정육면체 형태의 뼈로 수근골(손목뼈), 족근골(발목뼈) 등이 해당한다. 상완골은 장골로서 길이가 길고 골간·골단 구조를 가지므로 단골이 아니다. 편평골은 두개골·갈비뼈·골반뼈 등 납작한 형태이고, 불규칙골은 척추·턱뼈 등 일정한 형태를 갖지 않는 뼈로 각각 올바른 분류다.

근전도 측정장치는 근육의 전기적 신호(활동 전위)를 전극으로 직접 감지하는 것으로, 압전 효과가 아니라 생체 전기신호 측정 원리를 이용한다.

압전 효과(piezoelectric effect)는 전압을 가하면 변형이 생기는 현상(정압전 효과)과 변형을 가하면 전압이 발생하는 현상(역압전 효과)을 모두 포함한다.

• 초음파 쇄석기는 전압으로 압전소자를 진동시켜 초음파를 발생시키는 정압전 효과를 활용한다.
• 도플러 혈류측정기와 진단용 초음파 영상기기는 초음파 송수신에 압전소자를 사용하므로 모두 압전 효과 원리다.

검사실 청결상태는 심전도 신호 기록의 정확도에 직접적 영향을 주지 않으며, 일반적 의료 환경 관리 차원이므로 심전도 측정의 특수한 주의사항이 아니다.

심전도 측정의 주의사항은 측정 신호의 질을 방해하는 요인들을 제거하고 제어하는 것이다.

• 교류 장애(AC 잡음)는 전원 간섭으로 인한 60Hz 잡음이 심전도 신호를 왜곡시키므로 제거해야 하는 주의사항이다.
• 근전도의 혼입은 환자의 근육 수축으로 인한 artifact가 기록을 방해하므로 환자 이완을 지시하는 주의사항이다.
• 기저선의 호흡성 변동은 호흡에 따른 전극 접촉 변화로 기저선이 흔들리는 현상이므로 호흡 관리를 통해 제어해야 하는 주의사항이다.

단위 정전하(1쿨롬)가 회로의 두 점 사이를 이동할 때 얻거나 잃는 에너지를 전압(전위차)이라 정의한다. 전압의 정의식은 $V = \frac{W}{Q}$(W: 에너지, Q: 전하량)이며, 단위 정전하당 에너지 변화량을 나타내므로 전압은 전기에너지와 전하의 비율이다. 전류는 단위시간당 전하의 이동량, 저항은 전류의 흐름을 방해하는 정도로 전압의 정의와 무관하다.

유전체 내에서 전속밀도의 시간적 변화로 인해 발생하는 전류는 변위전류(displacement current)이다. 변위전류는 $i_d = \frac{d\Phi_D}{dt} = \frac{d(D \cdot A)}{dt}$로 정의되며, 전속밀도 D가 시간에 따라 변할 때 물질 내에서 나타난다. 정상전류는 도체에서 자유전자의 흐름, 전도전류는 도체 내 실제 전하의 이동, 와전류는 자기장 변화에 의해 유도되는 폐곡선 전류이므로 모두 다른 개념이다.

8421 BCD 코드는 4비트씩 묶어서 각 자리 십진수 한 개를 나타낸다. 주어진 '0001 1000 0111 0001'을 4비트씩 분리하면: 0001|1000|0111|0001이다. 각각을 8421 가중치로 계산하면, 0001 = 1, 1000 = 8, 0111 = 7, 0001 = 1이므로 십진수는 1871이다.

이상형(이상적) RC 발진기는 RC 네트워크를 통과하면서 신호가 180° 위상 이동을 겪으므로, 입·출력 위상차는 180°입니다.

RC 회로는 저항과 커패시턴스로 구성되어 있으며, 각 RC 단계마다 약 60°씩의 위상 지연이 발생하는데, 3단계 RC 네트워크에서 총 180°의 위상차가 누적됩니다.

또한 반전 증폭기(inverting amplifier)를 포함하는 구조에서는 추가로 180°의 위상 반전이 일어나므로, 피드백 경로에서 전체 루프 위상차가 360°가 되어 발진 조건(순환 이득이 1 이상, 루프 위상차 360°)을 만족하게 됩니다.

생체신호 측정전극으로는 은-염화은(Ag-AgCl)이 대표적인 재질이다. 이 전극은 낮은 임피던스, 안정적인 전위, 우수한 신호-잡음비를 제공하며, 피부와의 접촉 시 극화(polarization) 현상이 적어 생체신호 측정에 가장 적합하다. 납·구리·알루미늄은 독성, 산화, 부식의 우려로 생체신호 측정에 부적합하다.

공통 컬렉터 증폭기(이미터 팔로워)는 입력저항이 높고, 출력저항이 낮으며, 전압이득이 1에 가까운 특성을 갖는다.

공통 컬렉터 구성은 베이스 입력에 대해 높은 입력임피던스를 보이고, 에미터 출력에 대해 낮은 출력임피던스를 제공하며, 전압이득이 1 이하로 주로 임피던스 버퍼나 매칭 목적으로 사용된다.

• 공통 이미터 증폭기는 전압이득이 크고 출력저항이 높다.
• 공통 베이스 증폭기는 입력저항이 낮고 전압이득이 크다.
• 비반전 증폭기는 전압이득을 크게 설정할 수 있다.

초기상태로 복원하는 과정에서 전기신호를 사용하여 데이터를 지우는 것은 EEPROM이다.

EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)은 전기 신호만으로 데이터를 삭제하고 재프로그래밍할 수 있으며, 추가 장비 없이 칩 자체에서 전기적 방식으로 초기화가 가능하다.

• EPROM은 자외선(UV)을 이용해 데이터를 지운다.
• PROM은 일반적으로 지울 수 없다.
• Mask ROM은 제조 시점에 데이터가 확정되어 지울 수 없다.

연산증폭기의 반전 입력단에 저항 R이 직렬로 연결되고 출력과 반전 입력 사이에 커패시터 C가 궤환 소자로 연결된 구조이다. 이는 입력 전압을 R로 전류로 변환하여 커패시터에 충전시키는 방식으로, 출력이 입력 전압의 시간에 대한 적분에 비례하는 적분기 회로이다. (참고로 R과 C의 위치가 반대로 되면 미분기가 된다.)

평행판 콘덴서의 정전용량은 $C = \varepsilon_o \frac{A}{d}$ 공식으로 구한다. 주어진 값을 대입하면 $C = 8.854 \times 10^{-12} \times \frac{10}{10} = 8.854 \times 10^{-12} \times 1 = 8.854 \times 10^{-12}$ F이다. 극간 거리가 10m으로 면적 10m²과 같아 비율이 1이 되므로, 정전용량은 유전율 값 그대로 8.854×10^-12 F가 된다.

6V, 150Ω의 테브난 등가회로가 정답이다.

A-B 개방 시 두번째 100Ω에는 전류가 흐르지 않으므로 전압강하가 없고, A-B 개방전압은 12V가 첫번째 100Ω과 세번째 100Ω(중간 분기)으로 분배된 전압과 같다.
전압분배로
$V_{th} = 12 \times \frac{100}{100+100} = 6V$

테브난 저항은 전원을 단락시키고 A-B에서 보면, 첫번째 100Ω과 세번째 100Ω이 병렬(=50Ω)이 되고 이에 두번째 100Ω이 직렬로 연결되어
$R_{th} = 50 + 100 = 150Ω$

문자 코드는 의료정보학의 표준 분류 체계에 해당하지 않으며, 실무에서도 순수하게 문자만으로 의료 정보를 코딩하는 방식은 국제 표준에 포함되지 않는다.

의료정보학에서 사용하는 코드 분류는 숫자 코드, 연상 코드, 조합 코드 세 가지가 주요 분류이다.

• 숫자 코드는 숫자만으로 정보를 표현한다(예: ICD-10의 숫자 부분).
• 연상 코드는 약자나 기호로 의미를 연상하게 한다(예: M-남성, F-여성).
• 조합 코드는 숫자와 문자를 혼합하여 사용한다(예: ICD-10의 'A00').

보건복지부장관은 의료기관 행정 감시 권한은 있으나, 의료기기 안전성 관리의 직접적 권한은 식품의약품안전처에 위임되어 있어 의료기기 사용중지 명령 권한이 없다.

의료기기법에서 의료기기의 사용중지·수리 등 필요한 조치를 명할 권한은 지역 책임자와 중앙 규제기관에 한정된다.

• 군수·구청장은 지역 의료기관 감시 권한으로 사용중지 명령을 내릴 수 있다.
• 특별자치도지사도 광역 관할권 내에서 같은 권한을 가진다.
• 식품의약품안전처장은 의료기기 허가·승인·인증 및 안전성 관리의 중앙 책임자로서 부적합 의료기기에 대해 사용중지·회수 등의 명령 권한을 가진다.

감마 멸균은 투과력이 강해 포장된 상태로 빠르고 간편하게 멸균할 수 있다. 그러나 테프론(PTFE)은 방사선에 매우 약해 조사 시 주쇄 절단이 일어나 취화·물성 저하가 생기므로 감마 멸균에 적합하지 않다.

손 등가선량은 연간 700mSv가 아니라 500mSv 이하가 기준이므로 틀렸다. 즉, 손은 피부와 동일하게 연간 500mSv 이하의 선량한도가 적용되며, 700mSv는 기준을 초과하는 오류이다.

방사선 관계 종사자의 선량한도는 의료법 및 진단용 방사선 발생장치의 안전관리에 관한 규칙에서 정하고 있다.

• 유효선량은 연간 50mSv, 5년 누적 100mSv로 정확하다.
• 수정체 등가선량은 연간 150mSv로 정확하다.
• 피부 등가선량은 연간 500mSv로 정확하다.

의료폐기물 전용용기의 도형 색상은 격리의료폐기물은 붉은색, 재활용하는 태반은 녹색이다. 위해의료폐기물(재활용하는 태반 제외)과 일반의료폐기물은 봉투형 용기면 검정색, 상자형 용기면 노란색이다. 따라서 일반의료폐기물을 흰색으로 연결한 것이 틀렸다.

권선이 균일하지 않거나 저항 측정에 필요한 접속이 매우 복잡한 경우가 아니면, 권선의 온도는 저항법으로 결정한다. 저항법은 권선 저항이 온도에 따라 변하는 성질을 이용한다. 이때 시험 개시 시 권선 온도가 시험실 온도와 같아야 하고, 종료 후에는 스위치를 끈 직후부터 짧은 간격으로 여러 번 측정한다. 따라서 온도계법으로 결정한다는 4번이 옳지 않다.

낙하 시험은 기기가 바닥에 떨어지는 상황을 시뮬레이션하는 것으로, 고정형·거치형 기기가 정상적으로 설치된 상태에서는 발생하지 않는 상황이므로 이들 기기의 기계적 강도 시험 항목에 포함되지 않습니다.

고정형 또는 거치형 의료기기의 기계적 강도 시험은 실제 사용 환경에서 받을 수 있는 기계적 응력을 평가하기 위한 것으로, 밀기 시험, 충격 시험, 몰딩응력 완화시험 등이 포함됩니다. 이들은 모두 의료기기가 고정·거치된 상태에서 견뎌야 할 압력, 충격, 내부 응력 변화 등을 측정합니다.

인공 페이스메이커 이식 후 가정용 전자기기 및 초음파 온열치료기 사용은 제한되어야 하므로 '사용이 가능하다'는 설명이 틀렸다. 페이스메이커는 전자기파에 의해 오작동할 수 있어 전자레인지, 전동칫솔, 초음파 온열치료기 등 강한 전자기장을 발생시키는 기기 사용을 피해야 한다.

• 'MRI 촬영과 같은 의료행위에 제한'은 MRI 촬영 시 페이스메이커가 손상될 수 있어 제한받는 것이 맞다.
• '핸드폰과는 일정 거리 이상 유지'는 핸드폰을 이식 부위 반대쪽에서 15cm 이상 거리 유지하는 것이 권장되므로 옳다.
• '제세동기 전극 부착위치에 주의'는 제세동기 사용 시 전극을 페이스메이커로부터 최소 12.5cm 이상 떨어진 위치에 부착해야 하는 주의사항으로 옳다.

폐동맥과 폐정맥의 산소농도 차이를 이용하여 심박출량을 측정하는 방법은 Fick's 법이다. Fick's 법은 심근에 의해 소비되는 산소량을 측정하고, 폐동맥(혼합정맥혈)과 폐정맥(동맥혈)의 산소함량 차이로 나누어 심박출량을 계산한다(심박출량 = 산소소비량 ÷ 동정맥산소함량차). RI 희석법은 방사성동위원소를, 지시약희석법은 온도 변화나 색소를, 임피던스 측정법은 흉부 전기저항 변화를 이용하는 전혀 다른 원리다.

말초신경에 직접 전기 자극을 가하여 신경 지배 근육의 활동전위를 측정·기록하는 방식은 유발 근전도(evoked EMG)이다. 유발 근전도는 외부에서 의도적으로 신경을 자극하여 반응을 유도하는 검사로, 신경전도검사(NCS)와 함께 신경·근육 질환 진단에 사용된다. 일반 근전도는 자발적 근수축 시 활동전위를 기록하고, 표면 근전도는 피부 표면 전극으로 측정하며, 양극 근전도는 일반적 분류가 아니다.

'단극유도법은 한쌍의 각 전극 간에 나타난 전위를 측정'은 단극유도법의 정의를 양극유도법의 정의로 잘못 설명했으므로 틀렸다.

단극유도법(monopolar)은 기준 전극(reference electrode)에 대한 한 개의 탐색 전극(active electrode) 간 전위차를 측정하는 방법이고, 양극유도법(bipolar)은 한 쌍의 두 전극 간에 나타난 전위차를 측정하는 방법이다.

• '뇌전류들은 직접적으로 뇌표면으로부터 유도'는 뇌파가 뇌조직의 전기적 활동으로 발생하므로 정확하다.
• '연속적으로 변화하고 부위에 따라 파형이 다름'은 뇌파의 기본 특성(연속적 변화, 부위별 파형 차이)을 올바르게 설명한다.
• '델타파, 세타파, 알파파, 베타파, 감마파'도 뇌파의 주요 4~5가지 주파수 대역을 정확히 나열했다.

수직 입사할 때 경계면에서 반사되는 음파 강도는 반사 계수의 제곱으로 구한다.

두 매질의 음향임피던스가 $Z_1 = 1\text{ Rayl}$, $Z_2 = 2\text{ Rayl}$일 때, 반사 계수는
$r = \frac{Z_2 - Z_1}{Z_2 + Z_1} = \frac{2-1}{2+1} = \frac{1}{3}$
반사 강도는 입사 강도에 대한 비율로
$R = r^2 = \left(\frac{1}{3}\right)^2 = \frac{1}{9} \approx 0.111 = 11\%$

X선 CT의 투영데이터 총량 계산에서 오류가 있다. 투영데이터의 총량은 회전주사수 × 선형주사수로 결정되며, 회전각도는 데이터 개수를 결정하지 않는다.

회전각도는 투영 방향의 각도 범위를 나타낼 뿐, 데이터 포인트의 개수에 영향을 주지 않는다.

• '선형주사와 회전주사가 필요'는 선형주사(detector array를 따라 측정)와 회전주사(gantry 회전)가 모두 필요한 것이 맞다.
• 'Sinogram'은 여러 각도의 투영 데이터가 sinogram(정현파 패턴)을 형성하는 특성을 올바르게 설명한다.
• '필터링과 역투영'의 필터링-역투영(FBP, Filtered Back Projection) 알고리즘도 표준 재구성 방법이다.

수액펌프는 의료 환경에서 환자에게 액체를 정밀하게 공급하는 장치인데, 볼륨펌프(용적펌프)는 일정한 시간 동안 정해진 용량의 액체를 방출하도록 설계되어 인슐린, 마약성 진통제, 영양액 등 소량의 고농도 약물을 정밀하게 투여하는 데 가장 적합합니다. 원심펌프는 대량 이송용, 단속펌프는 간헐적 투여용, 잠김펌프는 튜브 압축 방식이므로 미량 정밀 투여가 필요한 호르몬이나 마약성 약물 공급에는 부적절합니다.

투석기(dialyzer)는 신장기능을 대체하는 혈액투석 장치로, 인공심폐기가 아닌 별도의 체외 생명유지 장치에 해당한다.

인공심폐기는 체외순환 중 혈액의 펌프 기능, 산소화, 이산화탄소 제거, 혈액 온도 조절을 담당하는 장치로 구성되며, 다음은 모두 인공심폐기의 필수 구성 요소다.

• 산화기(oxygenator)는 혈액을 산소화한다.
• 열교환기(heat exchanger)는 혈액 온도를 조절한다.
• 저혈조(venous reservoir)는 정맥혈을 모아 펌프에 공급한다.

감마카메라를 이루는 구성요소가 아닌 것은 동시계수회로다. 동시계수회로(coincidence circuit)는 PET 스캐너에서 두 개의 감지기가 동시에 감마선을 검출했을 때만 신호를 처리하는 회로로, 감마카메라가 아닌 PET 장비의 구성요소다.

감마카메라의 기본 구성 요소는 시준기(collimator), 섬광체(scintillation crystal), 광전자증배관(photomultiplier tube)이며, 이들이 감마선을 검출하고 위치 정보를 생성한다.

한 개의 감마선 광자를 방출하는 방사선 동위원소의 분포를 영상화하는 장치는 SPECT(단일광자방출단층촬영)이다.

SPECT는 감마선을 방출하는 방사성 추적자를 체내에 주입한 후, 감마선 검출기가 카메라처럼 회전하며 다양한 각도에서 신호를 수집하여 컴퓨터 재구성으로 단면 영상을 생성한다. 문항에서 언급한 '감시카메라 구조와 흡사'는 검출기가 원형으로 회전하며 신호를 획득하는 방식을 의미한다.

나머지 장치는 모두 조건에 맞지 않는다.

• PET는 두 개의 감마선 광자(쌍소멸)를 방출한다.
• MRI는 자기장을 이용한다.
• X-CT는 X선을 사용한다.

X-선 CT의 기본 구성요소는 X-선관(X-ray tube)에서 X-선을 발생시키고, 고압발생기(High voltage generator)에서 관에 전력을 공급하며, 시준기(Collimator)가 X-선 빔을 제한하고 형성한다. 반면 트랜스듀서(Transducer)는 초음파 검사에서 음파를 전기신호로 변환하거나 그 역을 수행하는 장치로, X-선 CT 시스템과는 무관한 구성요소다.

열팽창성은 레이저 광선 자체의 특성이 아니라 열에너지에 의한 물질의 물리적 변화로, 레이저의 고유 특성에 해당하지 않는다.

레이저의 기본 특성은 지향성(directionality), 단색성(monochromaticity), 간섭성(coherence) 세 가지로, 이들은 의료기기에서 정밀한 절단·소작·진단에 활용된다.

• 지향성은 레이저 빔이 일정 방향으로 집중되어 에너지 밀도를 높인다.
• 단색성은 거의 하나의 파장만 방출하여 색수차 없이 정확한 초점 형성이 가능하다.
• 간섭성은 파면이 일정하여 집광 효율을 극대화한다.

온도는 체외 환경 요인으로, 신체 내부의 혈관 상태나 혈액 성질 자체가 아니라 외부 환경이 체온을 변화시켜 간접적으로 혈압에 영향을 미치는 외적 요인이다.

혈압은 심박출량, 말초혈관저항, 혈액의 성질에 의해 결정되는 내적 요인들에 의해 조절되며, 다음은 모두 내적 요인들이다.

• 혈류량(심박출량)은 심장이 분사하는 혈액량으로 혈압을 직접 결정한다.
• 혈액의 점도는 말초혈관저항을 증감시켜 혈압에 영향을 미친다.
• 대동맥의 탄력성은 혈관의 구조적 특성으로 혈압 유지에 직접 관여한다.

변형률은 무차원 물리량으로 단위가 없는 상대적 길이 변화의 비(ΔL/L)이며, 단위를 가진 N/m는 강성(stiffness) 또는 스프링 상수의 단위이다. 속도(m/s), 응력(N/m²), 모멘트(N·m)는 모두 올바른 단위이므로 정답은 2번이다.

심혈관계 보조장기(인공혈관, 인공판막 등)에 널리 응용되는 소재는 폴리카보네이트(Polycarbonate)이다. 폴리카보네이트는 강도와 투명성을 동시에 갖추고 있으며, 열적·기계적 특성이 우수하고 생체적합성이 좋아 의료용 소재로 적합하다. 폴리아세탈은 내마모성이 좋지만 투명성이 낮고, 폴리스티렌은 취성이 있어 기계적 특성이 부족하며, 폴리락틱에이시드는 생분해성 소재로 장기 보조장기용으로는 부적합하다.

생체 조직의 물성적 특성 중 α, β, γ분산은 생체 물질의 주파수에 따른 유전 특성 변화를 나타내는 현상이다. 주파수가 증가하면서 도전율과 비유전율이 단계적으로 변화하며, 이는 세포막, 세포 내액 등 서로 다른 구조의 분극 특성이 특정 주파수 대역에서 나타나기 때문이다.
1번은 오류로, 암세포는 정상세포보다 열에 민감하여 낮은 온도에서도 손상되는 특성이 있다. 2번도 오류로, 초음파 주파수가 높아질수록 조직 흡수가 증가하여 침투 깊이는 감소한다. 3번은 오류로, 혈액의 광 흡수는 헤모글로빈의 산화·환원 상태에 따라 크게 달라지므로 산소 포화도에 직접 의존한다.

물리적 장해는 외부의 물리적 에너지(기계적 손상, 온도, 압력 등)에 의해 직접 발생하는 신체 손상을 의미한다. 세동(fibrillation)은 심근이 비정상적으로 불규칙하게 수축하는 생리적·전기적 이상으로, 물리적 외력에 의한 직접적 손상이 아니라 생체 자체의 전기 활동 장애이다. 반면 외상은 기계적 손상, 골절은 뼈의 기계적 파괴, 동상은 저온이라는 물리적 에너지에 의한 조직 손상으로 모두 물리적 장해에 해당한다.

활보장(stride)은 2걸음의 길이이므로, 분속수(걸음 수) 60회는 활보 30회에 해당한다.
$v = \dfrac{0.6\,\text{m} \times 30}{60\,\text{s}} = 0.3\,\text{m/s}$

뼈 유착성 세라믹제(bioactive ceramic)는 생체와 직접 화학적 결합을 형성하는 재료를 의미하며, 수산화인회석(hydroxyapatite, HA)이 가장 널리 사용된다.

수산화인회석은 천연 뼈의 무기질 성분과 동일한 화학 조성(Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂)을 가져 생체친화성이 우수하고 골전도성(osteoconductivity)을 나타내므로 인공뼈 및 골충전재로서 임상 응용도가 매우 높다.

• 알루미나와 지르코니아는 생체불활성 세라믹으로 뼈와 직접 화학 결합하지 않는다.
• 탄소 세라믹 역시 유착성이 떨어진다.

생체조직은 방향에 따라 전기적 특성이 달라지는 이방성, 자극 빈도에 따라 임피던스 등이 달라지는 주파수 의존성, 시간이 지남에 따라 반응이 변화하는 경시변화(시변성)의 특성을 일반적으로 나타낸다. 반면 생체조직은 자성체가 아니므로 강자성은 해당되지 않고, 조직 내 체액 등으로 인해 전기가 통하므로 전기적 절연성도 일반적 특성이 아니다. 따라서 a, d, e만 옳은 조합이다.

X-선 회절 분석법은 브래그 법칙($n\lambda = 2d\sin\theta$)을 이용하여 결정 평면 사이의 거리(d값)를 직접 측정할 수 있으므로 결정 구조 분석에 사용된다. 주사 전자현미경(1번)은 표면 형태 관찰에 주로 사용되고, X-선 단층 촬영법(3번)은 내부 구조의 영상화, X-선 에너지 분산 분석법(4번)은 원소 성분 분석에 각각 사용되므로 면간 거리 측정과는 관련이 없다.

삼각나사의 유효지름은 골지름과 바깥지름의 산술평균으로 구한다. 공식은 $d_2 = \frac{d + d_1}{2}$이고, 여기서 $d$는 바깥지름(40mm), $d_1$은 골지름(30mm)이다. 따라서 $d_2 = \frac{40 + 30}{2} = \frac{70}{2} = 35\text{mm}$이다.

혈류속도는 혈관의 단면적에 반비례하므로, 단면적이 가장 좁은 혈관에서 가장 빠르다. 대동맥은 심장에서 직접 나가는 혈관으로 단면적이 가장 좁고 혈압이 높아 혈류속도가 초당 약 40cm/s로 가장 빠르다. 반면 정맥과 대정맥은 혈류속도가 대동맥보다 느리고, 모세관은 수많은 가지로 나뉘면서 전체 단면적이 급증하여 혈류속도가 가장 느린 약 0.03cm/s로 떨어진다.

생체료(생체 재료)가 혈액에 접촉했을 때 가장 먼저 일어나는 현상은 단백질의 변형 및 흡착이다. 혈액 단백질(알부민, 피브리노겐, 면역글로불린 등)이 재료 표면의 물리화학적 특성에 의해 즉시 흡착되고 구조 변형이 유도되는데, 이는 밀리초 단위의 초기 반응이다.

이후 흡착된 단백질이 응혈 캐스케이드를 활성화하여 피브린 네트웍 형성이 뒤따르고, 더 늦게 백혈구와 적혈구의 부착 및 염증 반응이 진행된다. 따라서 시간적 순서상 단백질 흡착이 혈액-재료 상호작용의 최초 단계이며, 이것이 이후의 생물학적 반응들을 결정짓는 핵심 메커니즘이다.