BME

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● 생체 시스템은 고유의 가변적 특성을 갖고 있다.

공학적 관점에서 일반적으로 다루는 시스템에서는 특성이 시간에 따라서 변화하지 않는 경우가 일반적인 것과는 다르게, 생체시스템의 경우에는 시스템의 특성이 시간에 따라서 수시로 변화하는 시변 시스템이다. 시간에 대하여 변화하는 시스템의 특성은 여러 가지 요인에 의하여 기인한다고 볼 수 있다.

●인체와 접속되어 사용하기 때문에 고도의 안전성이 요구된다.
 

의료기기 등 의공학 관련된 장비들은 대부분 인체와 직접 접촉이 되어서 사용된다. 따라서 다른 분야의 기기들과는 달리 유별나게, 신뢰성과 안전성이 요구된다. 즉 접속된 기기를 사용하는 동안의 불의의 사고를 당할 위험성이 없어야 하겠다. 특히 의료기기의 경우에는 이에 접속된 사람들이 정상인의 경우보다 훨씬 신체적인 저항력이 약화된 사람들이기 때문에 안전성이 더욱 중요시 요구되고 있는 것이다. 

●측정대상이 대부분 신체의 내부이다.

의공학에서 관심을 갖고 측정하려는 대상은 대부분 신체 내부의 현상들이다. 신체 내부의 현상을 직접 정확하게 측정하는 것이 가장 바람직하겠지만, 이를 위하여서는 수술 등의 관혈적방법(invasive)을 사용하지 않고는 어렵다. 이러한 방법을 사용할 수 있는 경우라고 하더라도, 측정하고자하는 생체 시스템의 특성을 변화 시키지 않고 정확하게 측정하여 내기란 매우 어려운 일이다. 즉, 일반적인 시스템인 경우에는 측정하고자 하는 변수를 정확하게 측정하게 위하여서 측정대상이 아닌 일부 기능의 활동을 정지 시키는 형태 등으로 그 기능을 분리 하는 것이 가능하나, 생체 시스템인 경우에는 이것이 전혀 불가능 하므로 측정의 커다란 제한적 요인이 된다.

●측정되는 신호의 진폭이 작고 낮은 주파수 특성을 갖고 있다.

일반적으로 생체에서 발생되는 신호는 그 신호의 진폭이 매우 작다. 생체에서 발생되는 전기적인 신호인 경우 진폭이 대개 mV 내지 uV의 범위에 속하고 있다. 이것은 우리 주변의 전기적인 신호와 비교하여서는 그 진폭이 매우 작은 것으로 실제로 관찰할 수 있을 정도로 크게 하기 위하여서는 증폭기가 필요하게 된다. 생체에서 발생하는 신호의 또 하나의 특성은 그 주파수 범위가 매우 낮다는 것이다. 주파수가 대개의 경우 거의 직류성분의 신호에서 부터 수백 Hz이하의 매우 낮은 대역대에 분포 되어 있다는 특성이 있다. 이것은 생체 신호의 변화 속도가 그다지 높지 않다는 것을 의미하기 때문에 , 펜 레코더 등의 주파수 특성이 좋지 않은 기계적 기록 장치를 이용하여서 그 결과를 충분히 표시할 수 있다. 그러나 이러한 신호의 특성은 측정을 어렵게 하는 요인으로 작용하고 있으며, 특히 이 범위의 외부 신호 또는 잡음과 혼합되는 경우에는 더욱 신호의 측정을 어렵게 만든다. 이러한 신호의 특성은 미세한 신호를 증폭하는 증폭기나, 잡음을 제거하기 위한 필터의 설계에 반영되어야한다.

●생체 시스템은 이물질에 대한 거부 반응이 있다.

생체시스템은 생체 내에 들어온 물질에 대하여 거부반응을 보이는 특성을 갖고 있다. 이러한 특성 때문에 생체 내에 삽입되는 각종 기구 등에 대하여서는 이에 대한 대비가 충분히 고려되어야한다.

●생체시스템의 변화에 대한 요인을 정확하게 파악하기가 어렵다.

생체에서 발생하는 여러 가지 현상을 측정하는 것과는 달리, 그 측정된 현상의 원인을 파악하는 것은 더욱 어렵다. 생체시스템내의 주요변수들에 대한 인과관계들은 여러 가지 연구를 통하여서 어느 정도는 알려져 있으나. 어느 부분도 완전하게 파악 되어 있는 것이 없다. 또한 부분적인 시스템들이 다른 시스템과 완전히 분리되어 기능하는 것이 아니기 때문에, 그 원인을 규명하기 어렵다.