[의공기사 필기] 15년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

'시냅스 후 수용체에 의해 흡수'는 신경전달물질이 수용체에 결합하여 신호 전달을 일으키는 것이지, 신경전달물질 자체가 사라지는 제거 기전이 아니다. 수용체 결합은 신경전달물질을 소모하지 않으며, 결합 해제 후 다시 시냅스 간극으로 방출될 수 있으므로 신경전달물질 양 조절 기전에 해당하지 않는다.
시냅스에서 신경전달물질의 농도를 조절하는 기전은 확산, 효소 분해, 재흡수 세 가지로, 나머지 보기는 모두 신경전달물질 제거 방식이다.
시냅스 간극 바깥쪽으로 확산: 신경전달물질이 시냅스 간극에서 확산으로 소실되는 과정으로 실제 조절 기전이다.
효소에 의해 파괴: 아세틸콜린에스터라제 같은 효소에 의해 분해되는 대표적 기전이다.
재흡수를 통해 시냅스 전 신경세포 축삭으로 흡수: 시냅스 전 신경세포의 재흡수(reuptake) 기전이다.

세포외액에서 Na⁺는 약 140 mEq/L로 가장 높은 농도를 가지는 주요 양이온이다. Cl⁻는 약 100 mEq/L, HCO₃⁻는 약 24 mEq/L, K⁺는 약 5 mEq/L로 모두 Na⁺보다 낮다. 세포외액의 삼투압 조절과 전기적 중성 유지에서 Na⁺가 주도적 역할을 하며, 신장에 의한 엄격한 조절을 받아 세포외액 내 이온 중 절대적으로 우위를 차지한다.

심장, 혈관, 호흡계의 자동 조절을 담당하는 중추는 연수(medulla oblongata)이다. 연수는 뇌간의 최하부에 위치하며 심혈관중추, 호흡중추, 혈관운동중추 등을 포함하고 있어 심박수, 혈압, 호흡 리듬을 조절한다. 교(pons)는 호흡 패턴 조절을 보조하고, 중뇌와 간뇌는 이들 기능의 상위 조절에 참여하지만 이 기능들의 주 중추는 아니다.

D1은 순방향으로 도통되어 접합점 전압이 0.7V로 고정된다. D3는 방향상 역바이어스가 걸려 차단되므로 1.0kΩ-D3 경로에는 전류가 흐르지 않고, 전체 전류는 5.0kΩ을 거쳐 D1과 D2(LED) 두 갈래로 나뉜다.
D1 양단 전압이 0.7V이므로 D2(LED)도 같은 노드 전압인 0.7V가 걸리는데, LED의 순방향 강하는 2.0V가 필요하므로 0.7V로는 LED가 도통하지 못해 사실상 매우 작은 전류만 흐른다. 실제로는 D1을 통해 전체 전류가 거의 다 흐르고 LED에는 근사적으로 전체 전류 중 일부만 분배된다.
계산 시 D1 쪽으로 흐르는 전류:
(10-0.7)/5.0k ≈ 1.86 mA
나머지 미소 전류가 LED로 흘러 실측값은 약 0.3 mA 수준이 된다.

마이크로파(microwave)는 센티미터파(centimeter wave)에 해당하며, 일반적으로 1~300 GHz 대역에서 작동한다. 마이크로파는 높은 지향성과 직진성을 가져 마이크로파 통신(무선통신, 위성통신), 레이더, 국제전화의 중계 등에 널리 사용된다. 장파·단파·초단파(VHF)는 모두 마이크로파보다 낮은 주파수 대역으로, 이들은 회절성이 크고 장거리 통신에 주로 사용되며 마이크로파 기술이 필요한 용도와는 다르다.

커패시터 필터의 성능은 맥동률(리플율)이 작을수록 우수하다. 따라서 "리플이 클수록 효율적인 필터이다"는 역(逆)의 관계를 잘못 표현한 것이다.
맥동률은 $\gamma = \frac{V_r}{V_{DC}} \times 100\%$로 정의되며, 이 값이 작을수록 출력전압이 순수 직류에 가까워진다는 의미이므로 필터 효과가 우수하다.
맥동률 공식: 맥동률 공식이 정확하다.
커패시터의 용량을 크게 하면 직류에 가까워짐: 커패시턴스가 크면 충방전 시간상수가 증가하여 출력이 더욱 평탄해지므로 맞다.
충전과 방전에 의한 출력전압의 변동이 리플전압: 리플전압의 정의를 올바르게 설명하고 있다.

생체계측 센서의 설계 원칙에서 에너지 추출을 최소화해야 한다는 것이 핵심이다. 따라서 "생체에서 뽑아내는 에너지를 최대한으로 요구한다"는 센서 설계 원칙에 정면으로 배치되는 틀린 설명이다.
센서는 생체 신호를 감지하되, 생체에 미치는 영향을 최소화해야 하므로 생체에서 뽑아내는 에너지는 최소한으로 제한되어야 한다. 나머지는 모두 올바른 설명이다.
측정대상에 대한 고통과 해를 최소화: 센서 사용의 기본 윤리원칙(최소 침습성)이다.
측정 대상에서 발생하는 에너지형태에만 반응: 센서의 선택성 원칙(측정 대상 신호에만 반응)이다.
가변 변환소자는 전력공급이 필요: 능동형 센서의 특성(외부 전력 필요)이다.

"I/O포트는 비트주소지정(bit addressing)이 불가능하다"는 오류인데, I/O 포트는 비트 단위 접근(비트주소지정)이 가능하다. 마이크로컨트롤러와 마이크로프로세서 시스템에서 I/O 포트의 개별 핀(비트)을 직접 제어하고 읽을 수 있도록 설계되어 있으므로, "비트주소지정이 불가능하다"는 표현은 거짓이다.
I/O포트는 입출력 인터페이스: I/O 포트가 입출력 인터페이스라는 표현이 맞다.
CPU와 외부장치 사이의 병렬입출력 인터페이스: CPU와 외부장치 사이에 병렬입출력 인터페이스(병렬포트 등)가 존재하는 것이 맞다.
외부 메모리 시 주소버스의 하위 바이트 사용: 외부 메모리 확장 시 주소버스의 하위 비트를 사용하여 칩셀렉트 신호를 생성하는 것이 일반적인 설계 방식이므로 타당하다.

임피던스 $Z=\sqrt{R^2+(X_L-X_C)^2}=\sqrt{4^2+(9-6)^2}=\sqrt{16+9}=5\ \Omega$이다.
전류는 $I=\dfrac{V}{Z}=\dfrac{200}{5}=40\ A$로 계산되어 40 A가 정답이다.

생체계측시스템에서 측정 장비의 성능 자체를 변화시켜 출력에 간접적으로 영향을 주는 원하지 않는 입력은 변형 입력(modifier input)이다. 문항의 "장비 자체의 성능을 바꾸어"라는 표현이 변형 입력의 정의와 일치한다.
간섭 입력은 측정 신호에 직접 더해져 출력을 왜곡하는 것(예: 60Hz 잡음)이고, 변형 입력은 장비의 감도, 이득, 영점 등 시스템 자체의 특성을 변화시켜 간접적으로 영향을 주는 것(예: 심전도 검사 중 체온 변화에 따른 증폭기 성능 변화)이다.

"병렬로 입력된 데이터를 제어 입력에 의해 컨트롤하여 직렬로 다수의 데이터 출력을 꺼내는 회로"가 틀린 설명이다. 멀티플렉서(multiplexer)는 복수의 입력 중 하나를 선택선(select line)으로 제어하여 단일 출력으로 내보내는 장치인데, 이 보기는 "병렬 입력을 직렬 출력으로 다수 꺼낸다"고 기술하여 역할을 잘못 설명했다.
이는 디멀티플렉서(demultiplexer)의 기능으로, 멀티플렉서와는 반대 동작이다.
복수의 입력에서 하나를 택해 출력에 통과: 정확하게 복수 입력 중 하나를 선택하여 출력으로 통과시키는 기능을 설명하였다.
로터리 스위치의 기능: 여러 입력 중 하나를 선택하는 기능으로 맞다.
입력선·선택선·출력선 구성: $2^n$개 입력선, $n$개 선택선, 1개 출력선의 표준 구조를 올바르게 나타낸다.

혼변조 일그러짐(IM)은 증폭기의 비선형 특성으로 인해 두 개 이상의 신호 주파수가 상호작용하여 원래 신호에 없던 새로운 주파수 성분이 생기는 현상으로, 진폭 일그러짐에 속한다. 이는 증폭기 입출력의 비선형 관계, 즉 입력 신호의 크기(진폭)에 대한 증폭 정도가 일정하지 않은 성질에서 비롯되기 때문이다.
직선 일그러짐: 고조파 왜곡을 의미한다.
위상 일그러짐: 위상 변이를 의미한다.
주파수 일그러짐: 주파수 편이를 의미한다.
혼변조는 이들과 달리 비선형성에 의한 진폭 처리 오류에 해당한다.

의료영상의 저장 전략은 접근빈도와 비용효율성에 따라 계층화된다. 단기저장장치는 최근 환자의 영상처럼 접근빈도가 높은 데이터를 위해 SSD, RAM 같은 고속 저장매체를 사용하므로 1, 2번은 모두 옳다. 장기저장장치는 오래된 영상이나 참고용 데이터를 보관하며 HDD(자기디스크), CD/DVD, LTO 테이프(광디스크 계열) 같은 매체가 주로 사용되므로 3번도 옳다. 반면 4번은 틀렸는데, 장기저장장치는 접근빈도가 낮으므로 느려도 되고, 따라서 저렴한 저장매체(HDD, 광디스크)를 선택하여 비용을 절감하는 것이 목적이기 때문이다.

DBMS의 필수기능은 정의기능(DDL), 조작기능(DML), 제어기능(DCL) 세 가지로 분류된다. 정의기능은 데이터베이스 구조를 정의하고, 조작기능은 데이터를 삽입·수정·삭제·조회하며, 제어기능은 무결성·보안·동시성을 관리한다. 표준기능은 DBMS의 공식적인 필수기능 분류에 해당하지 않는 용어로, 이는 표준화나 호환성과 관련된 개념이지만 DBMS 기능의 범주화에는 포함되지 않는다.

전자파의 에너지는 플랑크 상수와 주파수의 곱(E = hf)으로 결정되므로, 주파수가 높을수록 에너지가 커진다. 보기 3번은 "주파수가 높을수록 낮은 에너지를 갖는다"고 잘못 서술했으므로 틀린 설명이다.
보기 1번은 정확하고, 보기 2번은 파장과 주파수의 역관계(c = fλ)에서 파장이 짧으면 주파수가 높아져 에너지가 커지므로 맞으며, 보기 4번도 거리의 제곱에 반비례하는 전자파의 감쇠 특성이 맞다.

전문가시스템은 인간 전문가의 지식과 추론 능력을 컴퓨터에 구현하여 문제 해결을 자동화하는 시스템으로, 인공지능(AI)의 주요 응용 분야다. 지식 표현, 추론 엔진, 규칙 기반 시스템 등 전문가시스템의 핵심 기술들은 모두 컴퓨터과학의 인공지능 분야에서 비롯된 것이며, 경영학·전자공학·심리학은 전문가시스템의 직접적 이론 기반이 아니다.

전지가 저장한 에너지는 에너지 = 전압 × 용량 공식으로 구합니다. 단자 전압 1.8V, 용량 1Ah를 SI 단위로 변환하면 1Ah = 1 × 3600C = 3600C이므로, 에너지 = 1.8V × 3600C = 6480J입니다. 따라서 정답은 3번입니다.

열용량은 $HU = kVp \times mA \times s$로 구한다. 50ms는 0.05초이므로 $HU = 100 \times 100 \times 0.05 = 500$, 즉 500HU다.

비침습적인 방법으로 혈중산소포화도(SpO₂)를 측정하는 장치는 맥박산소계(pulse oximeter)로, 적외선과 빨간색 빛(가시광선)을 이용해 헤모글로빈의 산소 포화도를 측정한다.
산소에 결합한 헤모글로빈(oxyhemoglobin)과 산소가 없는 헤모글로빈(deoxyhemoglobin)은 적외선 영역(약 940nm)과 빨간색 빛 영역(약 660nm)에서 서로 다른 흡수도를 가지므로, 두 파장에서의 흡광도 차이로 산소포화도를 계산할 수 있다.
자외선: 생체조직 투과력이 낮아 이 용도에 부적합하다.
파란색 빛: 사용되지 않는다.

중첩 현상(interference phenomenon)을 이용하여 피부 저항을 최소화하면서 심부조직을 효과적으로 자극하는 치료기는 간섭전류치료기이다.
간섭전류치료기는 2000~4000Hz의 중주파 2개를 서로 다른 진동수로 교차시켜 체내에서 간섭을 일으키고, 이 중첩 현상으로 인해 저주파 효과(저항 감소, 심부 자극)를 얻으면서도 피부자극을 최소화한다.
저주파치료기: 피부저항이 높다.
중주파치료기: 간섭을 이용하지 않는다.
초음파치료기: 기계파를 사용하므로 중첩 현상을 기반으로 하지 않는다.

생체자기 관련 사실을 검토하면, 옳은 것은 b와 d이다.
a. 심박동에 수반되어 심자도(자장)가 발생한다는 것이 맞는 설명이므로 a는 틀린 내용이다.
b. 뇌의 전기 활동에 의한 자장을 두피 상에서 계측하면 10⁻¹³~10⁻¹²T 정도의 매우 미약한 크기로 나타나는 것이 맞다.
c. 혈액(적혈구 내 헤모글로빈의 철 성분)은 상자성 내지 반자성 특성을 가지며 자장에 의해 강하게 끌려가는 성질은 없어, "당겨지는 성질이 강하다"는 표현은 틀렸다.
d. 생체자장은 조직 내에서 발생 부위가 국소적으로 시간에 따라 변화하며 조직 내 전류원에 의해 발생한다는 설명이 맞다.