[의공기사 필기] 13년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

열전쌍(thermocouple)의 작동 원리는 제벡 효과(Seebeck effect)이다. 두 종류의 금속 또는 반도체를 폐회로로 연결한 후 두 접점 사이에 온도차를 주면, 온도가 높은 점과 낮은 점 사이의 자유전자 농도 차이로 인해 기전력(열전력)이 발생하여 전류가 흐르는 현상이다. 제만 효과는 자기장 속의 원자 스펙트럼선 분열, 전위차 효과와 접합 효과는 열전소자의 다른 특성이므로 정답이 아니다.

심장의 기능적 특성 4가지는 율동성, 흥분성, 전도성, 수축성이다. 율동성은 외부 자극 없이 자동으로 박동하는 성질, 흥분성은 자극에 반응하는 성질, 전도성은 심근을 통해 흥분이 전파되는 성질, 수축성은 심근이 수축하여 혈액을 펌프질하는 성질을 의미한다. 보기 2의 항상성은 심장의 기능적 특성이 아니며, 보기 3의 등장성과 보기 4의 이완성, 등장성은 근육 수축 방식의 분류로서 심장의 기본 기능적 특성에 포함되지 않는다.

anterior는 '몸의 앞'을 의미하므로 '몸의 뒤'라는 설명은 틀렸다. Anterior(전방)는 복부쪽, posterior(후방)가 등쪽을 나타낸다. Cranial(두방향)은 머리 쪽, caudal(미방향)은 꼬리 쪽, distal(원위)은 몸의 중심에서 멀리 있는 구조를 각각 올바르게 설명하고 있다.

CdS(황화카드뮴) 광도전 셀은 응답속도가 느린 것이 주요 단점이다. CdS 셀은 광자 흡수 후 캐리어 생성 및 재결합 과정에서 상대적으로 긴 시간이 소요되어 응답 지연이 크므로 고속 변화하는 빛에 추적 불가능하며, 이는 실제 응용(조광 제어, 카메라 노출 등)에서도 제약이 된다.
가시광 감도(약 500~700nm에서 최대)는 CdS 셀의 장점에 해당한다.
교류동작 가능(광전도 재료의 특성)도 CdS 셀의 장점에 해당한다.
큰 출력 전류(높은 감도와 낮은 암저항)도 CdS 셀의 장점에 해당한다.

광센서를 이용하여 심박수를 검출하는 방법은 PPG(Photoplethysmography, 광전맥파검출법)이다. PPG는 LED와 포토다이오드 같은 광센서를 이용해 피부를 투과하거나 반사된 빛의 강도 변화를 감지하여 혈류량 변화를 측정하고, 이로부터 심박수를 추출한다. ECG는 심전도로 전극을 이용한 전기신호 검출, EMG는 근전도로 근육의 전기신호 검출, EOG는 안전도로 눈 움직임의 전기신호 검출로 모두 광센서가 아닌 전극 기반 방식이다.

방사성 붕괴 과정에서 원자핵이 직접 방출하는 고에너지 전자기파는 감마선(γ선)이다. 감마선은 핵의 여기상태가 기저상태로 전이될 때 방출되는 고에너지 광자로서, MeV 영역의 에너지를 가지며 매우 투과력이 강하다. 알파선과 베타선은 입자 방사선이고, X-ray는 핵 외부의 전자 전이에서 발생하며, 자외선은 훨씬 낮은 에너지의 전자기파이므로 핵붕괴 산물이 아니다.

흥분 전도의 3원칙은 양방향 전도(축삭의 한 점에서 생긴 흥분이 양쪽으로 전파), 절연성 전도(이웃 신경섬유로 흥분이 옮겨 가지 않음), 불감쇠 전도(흥분의 크기가 줄지 않고 전달됨)이다. 비도약 전도는 3원칙에 속하지 않는다. 오히려 유수신경에서는 랑비에 결절을 따라 흥분이 뛰어넘는 도약 전도가 일어난다.

혈관 수축제 중 모든 혈관에 작용하면서 말초혈관에 특히 강한 수축작용을 하는 물질은 노르에피네프린이다. 노르에피네프린은 교감신경 신경전달물질로서 α-아드레날린 수용체를 자극하여 전신 혈관 수축을 일으키며, 특히 피부, 내장 등 말초혈관의 수축이 두드러진다. 히스타민은 혈관 확장 작용을, 브라디키닌도 주로 혈관 확장과 염증을 유발하며, 아세틸콜린은 혈관 내피세포를 통해 혈관 이완 작용을 하므로 모두 제외된다.

바이폴라 트랜지스터에서 Ic가 최대값(Ic,max) 이상으로 증가하면 포화 영역을 벗어나 순방향 활성 영역의 한계에 도달하거나 과전류 상태가 되며, 결과적으로 βDC = Ic/Ib는 감소한다.
이 경우 베이스-에미터 접합의 캐리어 농도가 과도해지고, 저항 성분이 증가하며, 재결합 손실이 커져 베이스 전류가 상대적으로 증가하기 때문이다. 특히 고전류 영역에서는 Early 효과와 베이스 전도 저항의 영향으로 전류이득이 저하되는 것이 특성곡선에서 관찰되는 일반적인 현상이다.

2진수 11101.011을 10진수로 변환하려면 각 자리의 가중치를 곱해 더한다. 정수 부분: 1×2⁴ + 1×2³ + 1×2² + 0×2¹ + 1×2⁰ = 16 + 8 + 4 + 0 + 1 = 29, 소수 부분: 0×2⁻¹ + 1×2⁻² + 1×2⁻³ = 0 + 0.25 + 0.125 = 0.375이므로, 29 + 0.375 = 29.375이다.

쿨롬의 법칙을 적용하여 두 점전하 사이의 정전력을 구한다.
정전력의 크기는
$F = k\frac{|Q_1 Q_2|}{r^2}$
이며, 진공에서 쿨롱 상수 $k = 9 \times 10^9 \text{ [N}\cdot\text{m}^2\text{/C}^2\text{]}$이다.
주어진 값을 대입하면
$F = 9 \times 10^9 \times \frac{1 \times 10^{-5} \times 5 \times 10^{-4}}{10^2}$
= $9 \times 10^9 \times \frac{5 \times 10^{-9}}{100}$
= $9 \times 10^9 \times 5 \times 10^{-11}$
= $45 \times 10^{-2}$
= 0.45 [N]이다.

A급 증폭기는 입력신호의 전주기(360도) 동안 트랜지스터가 선형영역에서 동작하는 방식이다. 보기 1번은 C급(반주기 이하), 2번은 AB급(180도보다 많은 영역), 3번은 B급(반주기)의 특징이며, 4번은 A급의 정의와 정확히 일치한다. A급 증폭기는 입력과 출력의 위상 및 파형이 동일하게 유지되므로 신호 재현성이 뛰어나고 왜곡이 적지만 효율이 낮은 특징을 가진다.

그림은 최댓값 12V인 파형이 반파(주기의 절반만 파형이 존재)로 정류된 형태이다. 반파 정류 전압의 평균값 공식은 $V_{avg} = \dfrac{V_m}{\pi}$이므로, $V_{avg} = \dfrac{12}{\pi} \approx 3.82\,[V]$가 된다.

의료기기 전기·기계적 안전의 공통기준규격(의료기기 안전 관련 기준)에서 고전압은 1500 VP(피크 전압)를 초과하는 전압으로 정의된다. 이는 의료기기의 전기적 위험으로부터 사용자와 환자를 보호하기 위해 설정된 기준으로, 1500 VP 이하는 저전압, 초과하는 것을 고전압으로 분류하여 각각 다른 안전 요건을 적용한다.

'저장/추출 오버헤드'는 컴퓨터 시스템의 기술적 처리 효율 문제로, 전문가시스템 구축의 본질적 난제인 지식 획득 자체의 어려움과는 거리가 멀다. 전문가시스템의 지식획득 및 처리 어려움은 주로 인적 요소(전문가 협력의 어려움, 전문가의 이해 부족)와 지식 표현의 한계(암묵적 지식의 명시화)에서 비롯된다.
컴퓨터 시스템에 대한 전문가의 이해 부족: 전문가가 컴퓨터 기술을 모르면 지식을 효과적으로 전달하기 어렵다.
전문가의 시간 부족·협력 기피: 전문가의 시간 부족이나 협력 거부가 지식획득 자체를 막는다.
문서화된 지식 선호: 살아있는 전문가 인터뷰보다 문서에 의존하면 암묵적 지식이 손실되는 근본적 문제다.

'연상코드를 사용한다'는 잘못된 설명으로, ATC는 의미 있는 문자와 숫자의 조합으로 분류체계를 반영하는 체계적인 코드를 사용하며 순전히 기억을 돕기 위한 '연상코드'는 아니다. ATC(Anatomical Therapeutic Chemical) 분류는 WHO가 의약품 분류를 위해 개발한 국제 표준으로, 해부학적 부위·치료적 효과·화학적 성질을 5단계 계층으로 코드화하는 체계다.
약제이용 연구의 WHO 국제 표준이라는 점에서 ATC와 직접 관련이 있다.
화학적 특성은 ATC 분류의 마지막 단계에서 구분되므로 관련이 있다.
복합제제(2가지 이상의 활성 성분을 함유한 의약품)도 ATC에 포함되므로, 복합제제가 포함될 수 없어 관련이 없다는 주장은 틀렸다.

의료법에서 정의하는 의원급 의료기관은 의사, 치과의사, 한의사가 개설하는 의원으로 구분된다. 1번 의원은 의사가 개설하는 의료기관, 3번 한의원은 한의사가 개설하는 의료기관, 4번 치과의원은 치과의사가 개설하는 의료기관으로 모두 의원급에 해당한다. 2번 한방의원은 의료법상 정의되지 않는 명칭으로, 한의사가 개설하는 기관은 '한의원'이 정확한 법정 용어이다.

전기 수술기는 30kHz~300kHz의 고주파 교류전류를 사용하며, "저주파 직류전류"라는 표현은 오류다. 고주파를 사용하는 이유는 신경·근육 자극을 피하면서 조직에 선택적 열손상을 가할 수 있기 때문이다. 2번은 본체·전극·대극판의 기본 구성이 맞고, 3번은 대극판이 납·스테인리스 재질로 재사용 또는 일회용으로 제공되는 것이 맞으며, 4번은 절개·응고·지혈 시 출력전압과 주파수를 조절해 사용하는 것이 맞다.

정상 심전도의 각 파형은 심장 전기 활동의 특정 단계를 나타내며, T wave는 심실의 재분극을 의미하므로 'T wave : 심실의 재분극'이 올바른 설명이다.
P wave는 심방의 탈분극을 반영하고, QRS wave는 심실의 탈분극을 나타낸다. U wave는 심실 재분극 후기 또는 푸르킨지 섬유의 재분극과 관련되어 있으나 그 기전은 완전히 규명되지 않았다.
'P wave : 퍼킨지 섬유의 재분극'은 거꾸로 기술되었다.
'QRS wave : 심방의 탈분극'도 거꾸로 기술되었다.
'U wave : 심실의 탈분극'도 정확하지 않다.

간헐적 강제환기(IMV)는 환자가 자발적으로 호흡할 때 이를 방해하지 않으면서, 치료자가 미리 설정한 강제 환기를 주기적으로 삽입하는 방식이다. 지속성 기도양압(CPAP)은 지속적인 양압만 제공하고 강제환화를 하지 않으며, 호기말 양압호흡(PEEP)은 호기 시에만 양압을 유지하는 방식이고, 계속적 인공호흡기(CMV)는 환자의 자발적 호흡을 무시하고 완전히 강제 환기하는 방식이므로 자발적 호흡과 강제환화를 병행하는 IMV와 구별된다.

수평판이 점진적으로 속도가 떨어진다는 설명이 틀린 이유는 문제의 물리적 상황 설정에 있다. 두 장의 수평판 사이에 유체가 채워진 상태에서 한 판에 일정한 수평 힘을 가하면, 점성에 의한 저항이 작용하지만 판은 점진적으로 속도가 떨어지는 것이 아니라 일정한 속도(정상상태)에 도달하고 그 속도를 유지한다.
외부에서 가한 수평 힘이 일정하면, 점성 저항력이 그 힘과 균형을 이루어 가속이 멈추고 등속운동 상태가 되기 때문이다.
물 내부 상대운동 시의 내부마찰은 점성의 정의(내부마찰)로 정확한 설명이다.
점성계수·동점성계수 설명은 점성계수와 동점성계수(=점성계수/밀도)의 정의로 정확한 설명이다.
전단에 대한 유체의 저항 설명은 점성 발생 메커니즘(분자운동량 수송과 분자간 응집력)으로 정확한 설명이다.

일산화철(FeO)의 분자량은 Fe(55.85) + O(16) = 71.85g/mol이다. 철 55.85g이 산화되어 FeO 71.85g이 되므로, 같은 질량의 철을 기준으로 계산한다.
철 55.85g의 부피는
55.85/7.87 = 7.10cm³
이것이 산화되어 생성되는 FeO의 질량은 71.85g이므로 부피는
71.85/5.95 = 12.07cm³
체적변화율 = (최종부피 − 초기부피)/초기부피 × 100%
= (12.07 − 7.10)/7.10 × 100% = 4.97/7.10 × 100% = 70.0%이다.

베어링의 정밀도 등급은 0급, 6급, 5급, 4급, 2급 순으로 높아지며, 숫자가 작을수록 정밀도가 높다. 따라서 주어진 보기 중 2급이 가장 낮은 번호이므로 정밀도가 가장 높다.

피로한도(fatigue limit)는 반복응력 하에서 무한번 반복되어도 파괴되지 않는 응력값으로, 별도의 회전굽힘피로시험(rotating bending fatigue test) 등을 통해 수많은 반복하중 데이터를 축적해야만 결정되며 인장시험 한 번으로는 알 수 없다.
인장시험(tensile test)으로 직접 측정 가능한 응력-변형률 곡선에서 구할 수 있는 기계적 성질은 다음과 같다.
탄성계수(Young's modulus)는 선형영역의 기울기로 평가 가능하다.
인장강도는 최대응력으로 평가 가능하다.
인성(toughness)은 곡선 아래 면적으로 평가 가능하다.