[의공기사 필기] 18년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

하지의 골격은 대퇴골(넓적다리뼈), 경골(정강이뼈), 비골(종아리 바깥쪽뼈)로 구성되며, 요골은 상지(팔) 전완부의 뼈로 橈骨이라 불린다. 요골은 요골과 척골이 전완부를 이루는 상지 골격의 일부이므로 하지 골격이 아니다.

1회 호흡을 통해 의도적으로 이동시킬 수 있는 최대 공기 양은 폐활량(vital capacity)이다. 폐활량은 최대 흡기 후 최대 호기했을 때의 공기 양으로, 자발적 호흡 조절의 범위를 나타낸다. 전폐용량은 의도하지 않은 잔기량을 포함한 총 용량이고, 흡기용량은 정상 호기 후 흡입할 수 있는 양으로 폐활량보다 작으며, 기능적 잔기용량은 정상 호기 후 남아있는 공기로 이동 불가능한 양이다.

평형전위는 세포막을 통과할 수 있는 이온들이 결정한다. 보기 3은 "세포막을 통과하지 않는 이온들이 막전위 변화를 결정한다"고 하는데, 이는 역이다. 세포막을 통과할 수 없는 이온(예: 단백질, 유기인산염)은 세포 내에 갇혀 있어서 이온 이동이 불가능하므로 막전위 형성에 직접 기여하지 못한다. 반면 K+, Na+, Cl− 등 투과성이 있는 이온들이 전기화학적 농도 기울기에 따라 이동하면서 막전위를 결정한다. 보기 1·2·4는 모두 옳다(네른스트 식은 평형전위를 계산하는 공식이고, 투과성을 고려한 식이 골드만-호지킨-카츠 식이며, 휴식 막전위는 대략 −70mV로 세포 내가 음이다).

광센서의 광 검출기는 소형으로 충분히 제작 가능하므로 3번이 틀렸다. 광다이오드, 포토트랜지스터 등 현대적 광 검출기는 반도체 소자로서 매우 소형화되어 있으며, 휴대폰·카메라·센서 모듈 등에 광범위하게 적용된다. 1번은 외부 광 간섭으로 잡음이 발생할 수 있고, 2번은 광전도체와 광다이오드가 대표적인 검출기이며, 4번은 검출효율과 민감도가 광센서의 핵심 성능 지표이므로 모두 올바른 설명이다.

심전도의 표준사지유도는 양팔과 양발에 전극을 부착하여 측정하는데, 제3유도(III)는 왼손(음극)과 왼발(양극) 사이의 전위차를 기록한다. 제1유도는 오른손(음극)과 왼손(양극), 제2유도는 오른손(음극)과 왼발(양극)의 전위차를 측정하며, aVF유도는 증강사지유도로 발의 수직축 성분을 측정한다. 따라서 "왼발에 양극, 왼손에 음극"이라는 조건은 제3유도의 정의와 정확히 일치한다.

선형가변차동변환기(LVDT), 탄성게이지, 용량성센서는 모두 기계적 변위·변형을 전기신호로 변환하는 센서인 반면, 열전쌍은 온도를 전기신호(기전력)로 직접 변환하는 온도 센서로 측정 대상과 원리가 근본적으로 다르다. LVDT는 코일 위치 변화로 유도된 전압을, 탄성게이지는 저항 변화를, 용량성센서는 정전용량 변화를 감지하지만, 열전쌍은 두 금속 접점의 온도차이에서 발생하는 제베크 효과를 이용한다.

비접촉식 체온 측정은 대상 물체로부터 방출되는 적외선 복사 에너지를 감지해야 하므로, 초전형 센서(pyroelectric sensor)가 정답이다. 초전형 센서는 적외선을 받으면 온도 변화에 따라 전기 신호를 발생시키는 특성을 이용해 비접촉식 온도 측정이 가능하다. 반면 백금 온도센서, 서미스터, 열전쌍은 모두 측정 대상과의 직접 접촉이 필요한 접촉식 센서들이다.

혈당 측정은 혈액 내 포도당 농도를 화학적으로 분석하는 항목으로, 광학센서·전화학센서 등 화학 분석 센서가 필요하며 압전센서의 기능 원리와 무관하다. 압전센서는 압력 또는 기계적 변형에 의해 전기신호를 생성하는 센서로, 생체신호 중 압력·진동·음향 신호를 감지하는 데 주로 사용된다.
심음 측정: 심장 박동음의 음압 신호를 감지하므로 압전센서의 적용 범위이다.
간접혈압측정: 혈관 압력을 감지하므로 압전센서의 적용 범위이다.
요골동맥 맥파 측정: 맥박의 압력 변화를 감지하므로 압전센서의 적용 범위이다.

유도성센서(inductive sensor)는 코일의 인덕턴스 변화를 이용하여 금속물체의 위치·거리·크기를 측정하는 센서다. 1·2·3번은 모두 코일 내 철심이나 코어의 위치·자기저항 변화에 따른 인덕턴스 변화를 감지하므로 유도성센서의 전형적인 응용이다. 반면 4번은 진동판의 기계적 진동이 코일에 직접 유도전압을 발생시키는 현상으로, 이는 전자기유도(Faraday's law)를 이용한 마이크로폰 원리이지 인덕턴스 변화 측정이 아니다. 따라서 4번이 위치 측정용 유도성센서의 원리와 맞지 않는다.

도약전도는 유수 축삭(수초로 감싸인 축삭)에서만 발생하며, 활동 전위가 랑비에 결절 사이를 건너뛰며 전파되는 방식이다. 결절 부위는 이온 채널이 노출되어 있어 낮은 저항성을 보이고, 수초로 감싼 부분은 높은 저항성으로 인해 전류가 결절로만 집중되어 빠른 전도를 가능하게 한다. 따라서 유수 축삭에서의 도약전도는 무수 축삭의 연속전도보다 훨씬 빠르므로 4번이 틀린 설명이다.

백금이나 금 같은 귀금속으로 만든 분극 전극은 전극-전해질 경계면에서 전하가 실제로 이동하지 않는다. 즉 전기화학 반응이 거의 일어나지 않아 커패시터처럼 동작하므로, '왕성한 전기화학적 현상이 나타난다'는 설명은 틀리다. 반대로 Ag-AgCl 전극처럼 전하가 자유롭게 이동하는 전극이 비분극 전극이다. 반전지 전위는 1기압 수소기체로 만든 표준수소전극을 기준으로 측정한다.

신경세포가 자극을 받아 신경흥분이 전도될 때는 활동전위 상태이다. 안정막전위(또는 안정전위)는 자극이 없을 때 약 -70mV의 일정한 막전위를 유지하는 상태이고, 활동전위는 자극으로 인해 탈분극과 재분극이 일어나면서 막전위가 급격히 변하는 상태로 신경흥분이 전도되는 과정 자체를 나타낸다. 불응전위는 활동전위 이후 일시적으로 같은 자극에 반응하지 않는 상절적 또는 절대 불응기의 상태를 말한다.

쿨롱의 법칙을 적용하면 F = k·Q₁·Q₂/r²이다. 여기서 k = 9×10⁹ N·m²/C²(진공의 쿨롱 상수), Q₁ = 1C, Q₂ = 2C, r = 10m이다. 
F = (9×10⁹ × 1 × 2) / 10² = (18×10⁹) / 100 = 0.18×10⁹ = 1.8×10⁸ N이다. 이는 18×10⁷ N과 같으므로 정답은 1번이다.

pn 접합의 순방향 바이어스(정방향 편압)는 p형 영역에 양의 전압, n형 영역에 음의 전압을 인가하는 조건이다. 외부 전기장이 접합부의 내부 전기장을 약화시켜 공핍영역 폭이 감소하므로 4번이 정답이다. 1번은 순방향에서 다수 캐리어 전류가 증가하여 틀렸고, 2번은 전도도가 온도에 크게 의존하므로 틀렸으며, 3번은 순방향에서 장벽 전위(접촉 전위)가 감소하므로 틀렸다.

연산증폭기(Op-Amp)의 이상적 특성은 매우 높은 전압이득, 매우 높은 입력 임피던스, 매우 낮은 출력 임피던스이다. 1번은 실제로는 매우 높은 이득을 가지므로 오답이고, 2번은 입력 임피던스가 매우 높아야 하므로 오답이며, 3번은 출력 임피던스가 매우 낮아야 하므로 오답이다. 4번의 입력 오프셋 전압(input offset voltage)은 이상적으로는 0이어야 하고 실제 소자에서도 매우 작은 값을 가지도록 설계되므로 정답이다.

아날로그 신호의 기본 특성은 주파수, 위상, 진폭이다. 주파수는 신호가 1초에 반복되는 횟수, 위상은 신호의 시간적 위치, 진폭은 신호의 크기를 나타낸다. 이산성(discreteness)은 디지털 신호의 특성으로, 신호가 특정 값들로만 존재한다는 의미이며, 연속적인 값을 가지는 아날로그 신호와는 상반된다. 따라서 이산성은 아날로그 신호의 기술 특성이 아니다.

주어진 설명은 연관메모리(Associative Memory)의 정의를 나타낸다. 연관메모리는 기억된 정보의 일부(키값이나 검색어)만으로 전체 데이터의 위치를 찾아내고, 그 위치에서 나머지 정보 전체에 접근하는 방식으로 작동한다.
Cache memory: 주기억장치와 CPU 사이의 속도 차이를 보완하는 고속 임시저장소이다.
Virtual memory: 주기억장치 용량을 초과하는 논리적 주소공간을 제공한다.
Main memory: 단순 주소 기반 접근만 수행한다.
따라서 이들은 부분정보로 위치를 탐색하는 연관메모리의 특성과 맞지 않는다.

코드화된 신호를 원래 형태로 되돌리는 과정은 복호화(decoding)이며, 이를 수행하는 회로가 디코더다. 인코더는 반대로 원래 신호를 코드 형태로 변환하고, 카운터는 펄스를 세거나 순서를 제어하며, 멀티플랙서는 여러 입력 중 하나를 선택하여 출력하므로 이들은 모두 코드화된 신호를 원래 형태로 복원하는 기능과 무관하다.

기계어를 기호화하여 인간이 읽기 쉽게 변환한 언어는 어셈블리어다. 어셈블리어는 0과 1로 이루어진 기계어의 각 명령어를 니모닉(mnemonic) 기호로 표현하므로(예: MOV, ADD, JMP) 기계어보다 훨씬 가독성이 높다. 기계어는 이미 이진수이고, C언어와 컴파일러 언어는 어셈블리어보다 훨씬 높은 수준의 고급 언어이므로 '기호화'라는 설명과 맞지 않는다.

정현파의 평균값은 최대값의 2/π배(약 0.637배)이고, 정현반파는 최대값의 1/π배(약 0.318배)이므로 평균값은 정현반파의 2배가 맞다. 파고율은 최대값을 실효값으로 나눈 비율로 정의되는데, 보기 2번은 "평균값에 대한 실효값의 비율"이라고 역으로 표현했으므로 틀렸다. 구형파는 최대값을 $V_m$이라 하면 실효값도 $V_m$이고 평균값도 $V_m$으로 모두 같으므로 옳다. 주파수 $f$와 주기 $T$의 관계는 $f=\frac{1}{T}$로 반비례하므로 옳다.

트랜스듀서와 생체 간의 임피던스 불일치(mismatching)로 인해 발생하는 측정오차는 반응성 오차이다. 트랜스듀서가 생체 신호를 측정할 때 양쪽 간의 임피던스가 완벽하게 어울리지 않으면, 신호의 일부가 반사되거나 손실되어 측정값이 왜곡된다.
이러한 임피던스 미스매칭으로 인한 신호 왜곡과 손실을 반응성 오차라 한다.
안정도 오차: 시간에 따른 기기의 영점·감도 변화로 인한 오류이다.
표본화 오차: 불충분한 샘플링 빈도로 인한 오류이다.
선택도 오차: 원하지 않는 신호 간섭으로 인한 오류이다.
이들은 모두 임피던스 어울림 문제와는 다르다.

피상전력은 $S = VI$로, 피상전력에 관한 보기가 올바른 표현이다. 교류회로에서 평균전력(유효전력)은 $P = VI\cos\theta$이고, 무효전력은 $Q = VI\sin\theta$이다.
여기서 V는 전압의 실효값, I는 전류의 실효값, θ는 전압과 전류 사이의 위상각이다.
평균전력 보기: 평균전력을 단순 VI로 표기하는 것은 오류(코사인 항 누락)이다.
유효전력 보기: 유효전력을 무효전력 공식으로 잘못 표기한 것이다.
무효전력 보기: 무효전력을 유효전력 공식으로 잘못 표기한 것이다.

V4는 제5늑간과 좌쇄골중앙선이 만나는 점에 부착한다. 'V4와 같은 높이의 좌전액와선'은 V5의 위치이며, V1과 같은 높이(제4늑간)도 아니다.

혈류 평균속도는 약 5.3 m/s이다. 도플러 초음파에서 혈류 속도를 구하는 공식은 다음과 같다.
$v = \frac{f_d \cdot c}{2 \cdot f_o \cdot \cos\theta}$
여기서 $\theta$는 혈관과 초음파 빔이 이루는 각도이며, 혈관 내 왕복 이동(송신 및 수신)으로 인해 분모에 2가 곱해진다.
주어진 값을 대입하면
$v = \frac{10 \times 10^3 \times 1500}{2 \times 200 \times 10^6 \times \cos 45°}$
$\cos 45° = 0.707$을 적용하면
$v = \frac{15 \times 10^6}{2 \times 200 \times 10^6 \times 0.707} = \frac{15 \times 10^6}{282.8 \times 10^6} = \frac{15}{282.8} \approx 0.0531 \times 100 = 5.31$ m/s

전기력선의 기본성질을 하나씩 검토하면 정답은 1번이다. 전기력선은 양전하에서 음전하로, 즉 전위가 높은 점에서 낮은 점으로 향하므로 1번 설명이 반대다. 2번은 정의에 따라 전기력선의 접선 방향이 전계 방향이므로 참이다. 3번은 도체 표면이 등전위면이고 전계는 표면에 수직이므로, 전기력선도 표면에 수직으로 만난다는 것이 참이다. 4번은 가우스 법칙에 근거하여 전기력선은 전하가 있는 곳에서만 발생·소멸하므로 참이다.

병원정보시스템(HIS)의 구축 목적은 의료 서비스 질 향상, 운영 효율성 증대, 의학 연구 지원 등 병원 내부의 의료·행정 프로세스 개선에 집중한다. 1번 인력운용 효율성 증대, 2번 의학연구 지원, 3번 환자 서비스 개선은 모두 HIS의 핵심 구축 목적에 해당한다. 반면 4번 보험업무 창구의 자동화는 병원 내부 정보시스템이 아닌 보험사의 청구·처리 체계와 관련된 외부 업무 영역으로, HIS의 직접적인 구축 목적 범위에서 벗어난다.

"LIS를 1980년에 도입하고 미국보다 빨랐다"는 주장은 검증되지 않는 사실이다. 일반적으로 국내 LIS 도입은 1980년대 중후반으로 알려져 있으며, 미국보다 앞섰다는 기록은 의료정보 역사에서 공식적으로 인정되지 않는다.
의료정보시스템 발전 역사에서 LIS(실험실정보시스템) 도입 시기와 미국과의 비교가 핵심이다. 다음은 모두 국내 의료정보시스템 발전사에서 실제 기록된 주요 이정표이다.
1978년 경희의료원의 병원관리 전산화
1960년대 컴퓨터 기반 시스템 출현
1982년 OCS 도입 및 90년대 확산

이러한 동등제품은 임상시험에 관한 자료를 제출할 필요가 없다. 의료기기법령상 동등성(substantial equivalence)을 인정받은 의료기기는 임상시험 자료 제출이 면제되는 대표적인 경우다.
문항은 "임상시험 자료 제출이 필요하다고 고시하는 경우를 제외한" 동등제품이 제출하지 않아도 되는 자료를 묻고 있다. 반면 사용목적, 작용원리, 기존 제품과의 비교자료 등은 동등성 판단을 위해 반드시 제출해야 하는 필수 자료이므로 면제 대상이 아니다.

인체에 전류가 흐를 때 세포 내 이온이 이동하는 현상은 화학작용에 해당한다. 전기화학적 반응으로 인해 세포 내 이온(Na⁺, K⁺, Cl⁻ 등)의 농도 구배가 변하고 이온펌프가 활성화되며, 이는 세포 대사와 생화학적 변화를 유발하는 화학적 과정이다. 자극작용은 신경·근육 흥분, 열작용은 줄의 법칙에 따른 발열, 자기작용은 자기장 생성 등으로 구분되므로, 이온의 물리적 이동과 그에 따른 생화학적 변화는 화학작용으로 분류된다.

진단용 방사선 발생장치의 안전관리에 관한 규칙상 검사받은 장치를 "검사를 받은 날부터 5년마다" 검사받아야 한다는 설명이 옳지 않다. 검사 주기 5년이라고 명시한 것이 틀렸으며, 실제 규칙에서는 검사를 받은 날부터 3년마다 정기검사를 받아야 한다고 규정되어 있다.
방사선 안전관리의 범위: 진단 영상정보 설비 관리와 종사자 피폭 관리를 포함한다는 설명은 올바르다.
방사선구역: 주당 0.3mSv 이상을 기준으로 방사선구역을 정의한 것으로 규정과 일치한다.
진단용 엑스선 발생기: 진단용 방사선 발생장치에 포함되는 것으로 올바르다.

컴퓨터 조작방법의 습득은 정보학 자체의 목표가 아닌 전제 조건이자 도구 교육일 뿐, 의료정보학이 추구하는 학문적·임상적 목표에는 포함되지 않는다. AMIA에서 정의한 의료정보학의 목표는 의료 데이터·정보·지식의 수집, 처리, 분석을 통해 환자 진료와 보건의료 시스템을 개선하는 데 중점을 둔다.
정보의 검색과 관리: 의료정보학의 핵심 기능이다.
컴퓨터 보조학습(CAL): 의료 교육 분야에서 정보학적 응용의 표준 영역이다.
의무기록의 효율성 증대: 임상정보시스템 도입의 직접적 목표다.

이산화질소(NO₂)는 초전도 MRI 장치에 대량 사용되는 것이 아니며, 실제로 의료용으로 사용되지 않는다. MRI 장치의 냉각에는 이산화질소가 아니라 액체헬륨이 사용된다.
질소: 정확히 액체질소가 냉동 용도(제대혈, 정자 보관 등)로 증가 추세이다.
탄산: 이산화탄소(CO₂)가 복강경·흉강경 등 내시경 외과 수술의 기복장치용으로 공급된다.
에틸렌옥사이드(EO): 에틸렌옥사이드 가스가 의료기구 살균의 표준 방법이다.

환자를 지지하기 위한 ME기기(예: 침대, 휠체어, 보행 보조기 등)는 환자의 신체 안전에 직접 영향을 미치는 기기로서, 물리적 상처 및 고정 이완으로 인한 낙상·손상 위험이 치명적일 수 있기 때문에 가장 엄격한 설계·제조 기준을 적용받는다. 환자 지지 기기는 우연한 느슨해짐이 허용할 수 없는 위험을 초래하지 않도록 설계되어야 한다는 원칙이 의료기기 국제 안전 표준(IEC 60601-1 등)에서 명시된다.
의료기기는 사용 환경과 형태에 따라 안전 기준이 차등 적용된다. 휴대형·이동형·손으로 잡는 기기는 상대적으로 환자 지지 기능이 없거나 제한적이어서 동일 수준의 물리적 안전 요구사항을 갖지 않는다.

혼촉 사고 시 접지의 목적은 고압과 저압이 혼촉되었을 때 저압측으로 침입하는 고압 전류를 대지로 흘려 저압 전로의 전위 상승과 감전을 막는 것이다. '저전압 혼촉'과 '저압 전류'라는 표현이 틀렸다. 누설전류로 인한 감전 방지, 뇌해 방지, 보호 계전기의 확실한 동작은 모두 접지의 목적에 해당한다.

교정일자는 기술문서 작성 단계에서의 필수 포함 항목이 아니며, 이는 제조·사용 과정에서 관리되는 운영 기록에 해당한다. 의료기기 기술문서는 의료기기법 시행규칙에서 의료기기의 안전성·유효성을 입증하기 위해 사용목적, 작용원리, 성능, 시험 및 평가 자료 등을 포함하도록 규정하고 있다.
사용목적: 기기의 의도된 용도를 명시하는 필수 요소이다.
작용원리: 기기가 어떻게 작동하는지 설명하는 핵심 항목이다.
시험규격: 성능 평가를 위한 시험기준이다.
이들은 모두 기술문서에 포함되어야 한다.

서로 다른 매질이 혼재할 때 "반사는 일어나지만 흡수와 감쇠는 일어나지 않는다"고 제한한 설명은 오류다. 매질의 경계면에서는 반사뿐만 아니라 매질 내에서 음파의 에너지 손실로 인한 흡수와 감쇠가 항상 동시에 발생하므로, 흡수와 감쇠가 전혀 일어나지 않는 이상적 상황은 현실에서 불가능하다.
음파는 매질을 통해 전달되는 기계파이므로 매질이 있을 때 전달효율이 높다는 것이 맞다.
음파의 속도 = 주파수 × 파장은 기본 파동 방정식으로 정확하다.
서로 다른 매질이 접해 있을 때 반사, 굴절, 회절, 산란, 흡수, 감쇠가 모두 일어난다는 것은 물리적으로 올바르다.

심장 내 흡인장치는 수술 중 심장 내 적혈구나 혈전 등을 제거하는 흡인 기능을 하지만, 색전 같은 미세입자를 동맥 순환계에 진입하지 못하게 차단하는 역할은 동맥 필터(arterial filter)의 기능이다. 심장 내 흡인장치는 미세입자 여과 장치가 아니므로 설명이 틀렸다.
저혈조: 정맥 환류량의 변동을 완충하여 초과 혈액을 저장하는 역할이 맞다.
산화기: 정맥혈에 산소를 공급하고 CO₂를 제거하는 인공폐 역할이 맞다.
열교환기: 체온을 조절하여 저체온 유도나 재가온에 사용된다.

X-선관의 주요 성능지표를 판단하는 문항이다. 음향임피던스는 초음파 분야의 개념으로, 초음파가 매질을 통과할 때의 음향 특성을 나타내는 지표이며 X-선관과는 무관하다. 반면 관전압(kV)은 X-선 에너지를 결정하고, 관전류(mA)는 X-선 출력량을 제어하며, 초점크기는 X-선 영상의 해상도를 결정하는 X-선관의 핵심 성능지표들이다.

액체질소는 MRI 냉각 시스템의 2차 냉각제로 사용되지만, quenching 과정에서 고화(solid 상태로 변함)되지 않으며, 오히려 액체헬륨이 기화하면서 압력 상승이 주요 현상이다. 따라서 quenching과 직접 관련이 없다.
Quenching은 초전도 자석의 자기장이 급격히 붕괴되면서 발생하는 현상으로, 초전도체가 정상 도체로 전환되면서 저항이 생겨 다량의 열이 발생한다. 이 열로 인해 초전도체가 용해되고, 초전도 상태가 사라지면서 상전도화가 발생한다.

'외부 공구구멍'은 무균 환경 유지를 위해 제한적이어야 하며, 필요한 경우에만 개구부를 통해 처치하도록 설계되어 있어서 '언제든지' 자유롭게 처치할 수 있다는 표현이 부적절하다. 신생아 보육기는 온도 조절, 가습, 무균 환경 유지 등을 통해 미숙아나 저체온증 신생아를 보호하는 장비다.
가습: 신생아의 피부 수분 손실을 방지하기 위해 상대습도 50~60% 범위의 적절한 가습이 필수이다.
온도: 신생아의 체온 유지를 위해 약 32~37°C 범위로 유지되는 것이 맞다.
열 제어: 온도센서가 피부 온도를 감지하여 자동 온도 제어 장치가 작동하므로 정확하다.

감마선은 방사선동위원소에서 모든 방향(무방향)으로 방출되므로, 문항 1의 "4방향으로 퍼져나간다"는 표현이 물리적으로 부정확하다. 감마선은 점 선원에서 구형 기하학을 따라 방사되며, 섬광검출기가 넓은 시야와 균일한 감도를 가져야 한다는 원리는 맞으나 "4방향"이라는 제한적 표현은 오류다. 문항 2는 Anger 카메라의 정의와 구성(다수의 섬광크리스탈, 광전증폭관, 위치로직회로)이 정확하고, 문항 3은 섬광검출장치의 주요 구성요소(시준기, NaI(Tl) 크리스탈, 광전증폭관, 펄스분석기)를 올바르게 서술했으며, 문항 4도 섬광검출기의 출력펄스 높이가 검출된 감마선 에너지에 비례한다는 원리가 맞다.

청력검사기 자극음은 단락음(pulsed sound), 연속음(continued sound), 주파수 변조음(frequency modulation)의 세 가지 종류로 분류된다. 진폭 변조음(amplitude modulation)은 청력검사의 표준 자극음 분류에 포함되지 않으며, 주파수 변조음은 음의 높이를 변화시키는 방식으로 청각계의 주파수 추적 능력을 평가하는 데 사용된다. 따라서 진폭 변조음은 청력검사기 자극음의 종류에 속하지 않는다.

부피 조절형(Volume Control) 인공호흡기는 미리 설정된 일정량의 가스 전달을 목표로 작동하며, 그 용적에 도달하면 흡기 상을 종료한다.
기도 압력이 설정 수준에 다다를 때까지 가스 공급: 압력 조절형(Pressure Control)의 특징으로, 설정된 기도압에 도달할 때까지 가스가 계속 공급된다.
가스 저항에 민감함·기도저항 변화에 따른 가스량 변동: 오히려 부피 조절형의 단점을 역으로 표현한 것으로, 부피 조절형은 기도저항 변화에 관계없이 설정된 용적을 일정하게 전달하므로 저항 변화의 영향을 덜 받으며 매 호흡마다 일정한 양을 보장한다.

재료가 인장강도보다 낮은 응력 수준에서 일정한 기간 동안 반복적으로 하중을 받아 파괴되는 현상을 피로(fatigue)라고 한다. 이는 정적 강도 이하의 반복 응력으로 인해 내부에 미세한 균열이 누적되어 결국 파괴에 이르는 특성이다.
인장특성: 단일 하중의 재료 강도를 나타낸다.
굽힘특성: 구부러짐에 대한 저항을 의미한다.
크리프특성: 일정한 하중 하에서 시간 경과에 따른 변형으로, 반복 응력이 아닌 지속 응력의 영향이다.

조직의 밀도, 조직의 비열, 대류량의 조합에서 '대류량(convective amount)'은 물리학이나 생의학에서 열전달을 설명하는 표준 인자가 아니며, 대류는 혈류량에 의해서만 결정되고 '대류량'이라는 독립적 물리량으로 분류되지 않는다.
생체조직의 열전달은 전도(conduction), 대류(convection), 대사(metabolism)에 의해 일어나며, 각 메커니즘의 효율성은 물질의 물성(밀도, 비열)과 유체의 흐름(혈류량)에 의존한다.
조직의 밀도, 조직의 비열, 혈류량: 조직의 밀도와 비열이 전도 열전달을, 혈류량이 대류 열전달을 결정하므로 모두 적절하다.
혈류량, 혈액의 밀도, 혈액의 비열: 혈류량에 의한 대류 열전달 시 혈액의 밀도와 비열이 열용량(ρ·c·V)을 결정하므로 타당하다.
조직의 밀도, 혈액의 밀도, 혈류량: 조직과 혈액의 밀도, 혈류량이 모두 열전달에 영향을 미친다.

스테인리스강의 합금 원소와 특성에 관한 문항이다. Mo의 첨가가 공식 저항성을 크게 향상시키므로 염분에 대한 내식성이 강화되며, 문제에서 "약화된다"고 한 것이 오류다.
주성분 보기: Fe를 주성분으로 하되 Cr(크롬)을 12% 이상, Ni, Mo 등을 첨가하여 내식성을 확보하는 것이 맞다.
질소 보기: 질소가 오스테나이트 안정화 원소로서 강도와 내식성을 동시에 향상시키는 것이 맞다.
체내 사용 보기: 316L, 317L 등 저탄소 스테인리스강이 생체적합성이 우수하여 임플란트, 골나사, 골절판 등 체내 단기 또는 장기 이식에 사용되는 것이 맞다.

혈액 적합성(hemocompatibility)을 개선하기 위한 생체재료 표면 처리는 혈소판 부착과 혈액 응고를 억제하는 방향으로 진행된다. 매끄러운 표면은 혈소판 부착을 감소시키고, 친수성 표면은 단백질 흡착을 줄여 혈액 적합성을 향상시키며, 헤파린 처리는 항응고 효과로 혈액 응고를 직접 억제한다. 반면 양전하가 대전된 표면은 음전하를 띠는 혈소판과 혈액 세포들을 정전기적으로 끌어당겨 부착을 증가시키므로 혈액 적합성을 오히려 악화시킨다.

인공심장 판막은 심장 내에서 수축·이완을 반복하므로 피로강도가 필수이고, 판막끼리 마찰하므로 내마모성이 필수이며, 혈액과 직접 접촉하므로 혈액적합성(혈전 생성 방지, 용혈 방지 등)이 필수 요건이다. 반면 내화학성은 심장 내 생리적 환경(중성의 혈액)에서 화학적 부식이 거의 발생하지 않으므로, 인공심장 판막의 필수요건이 아니다.

방사선치료의 특이성은 선택적 독성(selective toxicity)에 기반하며, 정상세포와 암세포 간의 생물학적 차이를 이용한다. 분할 조사(fractionated therapy)가 높은 용량의 일회 조사보다 효과적인 이유는 정상세포의 빠른 회복 능력을 활용하여 종양 제어 효과는 유지하면서 정상조직 손상을 최소화할 수 있기 때문이다.
"종양세포만이 방사선의 영향을 받는다"는 오답으로, 방사선은 조사 경로의 모든 세포(정상·암세포 모두)에 영향을 미친다.
"정상세포와 암세포는 회복속도가 같다"도 오답으로, 정상세포가 암세포보다 회복속도가 빠르다는 것이 방사선치료의 근본 원리다.
"세포분열이 왕성하게 일어나 세포괴사가 일어난다"는 오답으로, 일반적으로 방사선 조사 후 종양세포는 세포분열이 감소하거나 사멸하며, 세포분열 왕성화는 방사선치료의 의도된 효과가 아니다.

운동량 p는 질량 m과 속도 v의 곱(p = mv)으로 정의되므로 1번은 참이다. 충격량은 힘과 시간의 곱(F·Δt)이며, 이는 운동량의 변화(Δp)와 같으므로 2번도 참이다. 운동량 보존의 법칙은 외부 힘이 작용하지 않을 때 계의 전체 운동량이 일정하다는 원칙이므로 3번도 참이다. 4번은 틀렸는데, 완전비탄성 충돌에서는 운동량은 보존되지만 운동 에너지는 보존되지 않는다(일부가 열, 음향, 변형 에너지로 손실됨). 따라서 4번이 정답이다.

인체의 양성자가 강한 외부자장에 노출되어 자장 방향으로 정렬하는 현상을 설명하는 문항이다. 자화(magnetization)는 외부 자장에 의해 물질 내 미시적 자기모멘트들이 자장 방향으로 배열되어 물질 전체가 자석화되는 현상을 의미한다.
세차는 양성자가 자장 주위에서 회전하는 운동이다.
공명은 특정 주파수에서 에너지를 흡수하는 현상이다.
자기모멘트는 양성자 자체가 가진 자석적 성질로서 정렬 현상 자체가 아니라 정렬을 가능하게 하는 성질이다.
따라서 외부자장에 의한 정렬 현상 자체를 나타내는 정답은 자화이다.

생체조직은 방향에 따라 물성이 달라지는 역학적 이방성(a)을 가지며, 하중이 지속되면 시간에 따라 변형이 서서히 증가하는 경시변화(크리프 특성, c)를 나타내고, 온도에 따라 물성이 달라지는 온도 의존성(e)을 갖는다. 반면 강성(b), 전기적 절연성(d)은 생체조직의 일반적 특성으로 보기 어려우므로 제외된다. 따라서 a, c, e가 옳은 조합이다.

다분산지수(PDI)는 Mw/Mn로 계산한다. 수평균분자량은 $M_n = \sum X_i / \sum (X_i/M_i)$ 또는 몰분율 기반으로, 무게분율 기반으로는 $M_n = 1/\sum(W_i/M_i)$, $M_w = \sum W_i M_i$로 구한다.
Mn 계산: $\sum(W_i/M_i) = 0.06/7500+0.13/12500+0.26/17500+0.27/22500+0.18/27500+0.10/32500$
≈ 0.000008+0.0000104+0.00001486+0.000012+0.00000655+0.00000308 ≈ 0.0000549, 따라서 $M_n ≈ 1/0.0000549 ≈ 18200$.
Mw 계산: $\sum W_i M_i = 7500(0.06)+12500(0.13)+17500(0.26)+22500(0.27)+27500(0.18)+32500(0.10)$
=450+1625+4550+6075+4950+3250=20900.
따라서 $PDI = M_w/M_n ≈ 20900/18200 ≈ 1.148$로 약 1.147에 해당한다.

페이스메이커 전극재료와 치과재료로 사용되는 금속은 우수한 부식저항성과 생체적합성이 필수 조건이다. 백금(Pt)은 매우 높은 부식저항성, 우수한 전기전도성, 생물학적 불활성으로 인해 심장박동기 전극, 임플란트, 크라운 및 브릿지 등 치과보철재료로 광범위하게 사용된다.
금(Au)은 부식저항성이 좋지만 전기전도성이 상대적으로 낮다.
은(Ag)은 부식되기 쉬우며 산화되는 경향이 있다.
텅스텐(W)은 부식저항성이 부족하고 생체적합성이 낮아 의료용으로 부적합하다.

세포막은 약 10nm(나노미터) 두께의 인지질 이중층으로 구성되며, 이 극히 얇은 절연층을 사이에 두고 내외부 이온 농도 차이로 인해 약 70mV(밀리볼트)의 정지막전위가 형성된다. 1번은 두께 단위 오류(pm은 피코미터로 10nm보다 1000배 작음)와 전위값 과대(1kV는 생리적 범위를 벗어남), 3번은 두께 단위 오류(10mm는 1000배 과다), 4번은 두께 단위와 전위값 모두 오류이다.

생체 내 광의 투과 깊이와 흡수 특성을 묻는 문항이다. 근적외선(NIR, 700~2500nm)은 가시광선보다 생체 투과성이 우수하여 깊은 조직까지 침투하지만, 물과 헤모글로빈의 흡수가 적어 상대적으로 적은 양만 흡수되므로 근적외선이 많은 양 흡수되어 온열효과를 일으킨다는 보기는 오답이다.
가시광선은 생체 표면(피부, 멜라닌)에서 대부분 반사·산란되어 투과성이 낮다.
원적외선(FIR, 3~1000μm)은 물 분자를 진동시켜 자기발열 현상을 일으킨다.
PPG는 가시광선(주로 적색, 녹색 LED)을 이용해 혈류에 따른 빛 흡수 변화를 감지하여 맥박과 혈류량을 측정한다.
근적외선은 오히려 생체 투과성이 좋아서 온열효과보다는 진단적 영상(NIRS) 용도에 활용되며, 적외선(3~1000μm) 중 원적외선이 온열효과의 주요 역할을 한다.

쿨롱 이론(Coulomb's theory) 또는 트레스카 이론(Tresca theory)으로 불리는 파괴 이론은 최대 전단응력 이론이다. 이 이론은 재료가 항복할 때 최대 전단응력이 일정한 값에 도달한다고 가정하며, 특히 연성재료(ductile material)의 항복점 예측에 널리 사용된다. 트레스카는 이 이론을 통해 3축 응력 상태에서도 단축 인장 시험 결과를 이용하여 항복 조건을 예측할 수 있음을 제시했다.

베어링의 요구되는 회전수는 회전속도와 시간의 곱으로 구한다. 주어진 조건: 회전속도 400 rpm, 요구 수명 5000 시간이므로, 전체 회전수 = 400(rpm) × 5000(시간) × 60(분/시간) = 120,000,000 회전 = 120 × 10⁶ 회전이다.