버클링 스프링(Buckling Spring)
버클링 스프링(Buckling Spring)을 우리말로 번역하면 좌굴 용수철이 된다. 예를 들어, 볼펜 속에 들어있는 가느다란 용수철을 꺼내서 양끝에서 지그시 누르면 어느 순간인가 용수철 중간 부분이 꺾여 지듯이 휘어지는데, 이게 바로 좌굴이다. 그리고 버클링 스프링 작동기는 이름 그대로 좌굴 현상을 활용하는 작동기다.
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좌굴의 정의
길고 곧은 부재에 축 방향 압축력이 가해지면 하중의 크기가 작은 경우 압축력을 받는 봉과 같이 수축을 하게 되나, 하중의 크기가 어느 값을 초과하면 가로 방향으로 휨이 발생하게 된다. 이러한 휨(lateral deflection) 현상을 좌굴(buckling)이라 한다. 임계하중(Critical Load)은 시스템이 안정 평형상태에서 불안정 평형상태로 이행되는 순간에 대응하는 하중으로서, 시스템이 평형 안정성을 상실하는 현상을 좌굴이라 하므로, 임계하중은 좌굴하중(Buckling Load)이라고도 한다.
EMR(Electronic Medical Record) 전자의무기록
병원진료지원업무 중 기록업무를 전산 처리하는 것이다. 종이없는 기록방식이라는 측면에서 광디스트나 콤팩트디스크(CD)로 기록을 보관하는 방법에서 발전하여, 현재 사용하는 대부분의 의료기기에 컴퓨터가 내장되어 있으므로 주 시스템과 접속하여 기록, 보관하게 되었다. 전자의무기록으로 신속한 업무처리와 인력 및 비용절감의 효과가 있으며, 기록의 신속한 전달과 활용이 가능하고 환자의 대기시간단축 등 서비스 향상의 효과도 있다. 신촌세브란스병원, 삼성서울병원, 서울아산병원, 분당서울대병원등이 대표적으로 전자의무기록을 활용하고 있는데 개인의 건강기록을 출생에서 사망, 그리고 가족병력 등을 통해 본인의 건강을 체크할 수 있는 전자건강기록이라고 할 수 있다. 예전에는 손으로 차트에 기록하던 것을 이제 컴퓨터에 입력하기 때문에 언제 어디서든지 검색을 통해 자신의 기록을 볼 수 있는 것이 장점이다.
PACS(Picture Archiving and Communication System) 의료영상저장시스템
의학용 영상정보의 저장, 판독 및 검색기능 등을 통합적으로 처리하는 시스템 ≫이 방식은 기존의 필름을 가지고 진단하고 판독하던 병원의 업무를 컴퓨터와 네트워크를 통해 병원의 업무를 처리해나가는 데 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 이를 통하여 연결할 수 있는 의료기기는 기본적으로 방사선과 의료 영상 장비들인데, 컴퓨터단층촬영장치(CT)․자기공명영상촬영장치(MRI)․투시촬영장치․혈관조영장치․유방암검진기 등 핵의학 영상 장비들이 있으며 초음파․내시경․현미경 등의 이미지도 연동이 가능하다. 그러나 이들 의료영상 장비가 의료영상저장시스템과 연동하기 위해서는 먼저 영상의 디지털화가 필요하다.
감마카메라(SPECT)
진단을 목적으로 체내 투여된 단반감기의 방사성 핵종 또는 그 화합물이 방출하는 감마선을 피검체에 고정시킨 검출기로 측정하여 체내분포나 장기 내 분포를 기록하여 영상을 얻는 의료 진단용 장치이다. 형광출력을 감지하는 검출기와 섬광체와 광증배관(PMT)으로 구성되어 있으며 여러개의 검출기를 이용하여 스캐닝하여 단층영상을 얻는 밥법또는 섬광 카마라에 평행다공형 조준기를 부착하고 체축주의를 회전하면서 투영데이터를 수집하여 단축영상을 만드는 방법이 있다.
MRI의 역사
핵자기공명영상(nuclear magnetic resonance imaging)은 X-선 기술에 비해 근래에 발달된 것으로서 CT는 전리방사선을 이용하여 영상을 만드는데 비하여 NMRI는 큰 자장 속에 검사하고자 하는 부위가 들어가서 고주파와 인체 속에 있는 수소핵과의 상호작용에 의한 에너지의 방출을 검출하여 영상을 만든다. NMR은 1946년 미국 하버드 대학교의 퍼셀(Purcell) 연구진과 스텐포드 대학교의 블르흐(Bloch) 연구진에 의해 독자적으로 연구 발표 되었으며 1952년 이들은 그 공로로 노벨물리학상을 공동 수상하였다. NMR은 분자구조, 이완효과, 화학반응 등의 연구에 사용되어 왔으며 화학, 물리학 등에서 많이 응용되어왔다. 1973년 뉴욕 주립 대학교의 로터버(Laterbur)에 의해 경사자장이 개발되어 그동안 물질의 분광학으로 쓰이던 NMR이 처음으로 영상화 하는데 성공하여 NMR과 Imaging을 합친 NMRI로 명칭되어왔다. 그후 NMRI의 hardware와 software, 그리고 고자장의 기술개발로 NMRI는 급속한 발전을 이루어 왔으며 진단영상 의학에 없어서는 안 될 중요한 위치에 오르게 되었다. NMRI는 동위원소의 기능적 생리적 정보, 초음파의 비침습적 검사, CT의 조직대조도의 장점을 고루 보유하기 때문에 그 임상적 가치가 대단히 크다. 현재는 NMRI의 앞글자 핵(nuclear)을 생략하고 보통 MRI로서 통용되어 사용한다.
자기 공명 영상 장치(MRI : Magnetic Resonace Image)
MRI(Magnetic Resonace Image)는 과거에는 NMR(Nuclear Magnetic Resonance) 라고 불리 었다. 그러나 지금은 핵(Nuclear) 이라는 좋지 않은 의식 때문에 지금은 MRI라 불리운다. 1945년 NMR현상이 처음으로 발견된 이후 30여 년 동한 물리 및 화학 등 여러 분야에서 연구가 이루어져 왔다. 1973년 미국의 Lauterbur가 인체영상의 가능성을 제시한 이후, 1978년에 오렌지로 1mm 이하의 분해능을 가진 영상을 얻었고, 곧 이어 Moore와 Holland 가 인체의 두뇌영상을 얻어 진단영상으로서의 가능성을 확실하게 증명했다. 이후 핵자기 공명 장치는 임상 진단기기로서의 커다란 관심을 불러일으켰으며, 양질의 영상을 얻기 위한 연구가 계속되고 있다. 이 핵자기 공명 단층 촬영은 가장 근원적인 원자핵 수준에서 일어나는 물리현상인 핵자기 공명 현상(NMR phenomenon)과 수학적인 계산을 통한 단층영상의 재구성 방법이 결합하여 이루어낸 첨단 영상 기술이다. MRI 영상은 물리적인 특징, 바꾸어 말하면 임상적인 측면에서의 인체의 생리적인 상태를 밝고 어두운 대비를 갖는 2차원적인 영상으로 나타난다. MRI가 유용한 진단장치인 CT와 다른 점은, CT가 물체의 전자밀도를 측정하는 것인데 반해, MRI는 물체의 양성자 밀도를 측정하는 것이다. 즉, CT로 얻어진 정보는 근본적으로 해부학적인 영상이기 때문에 그 영상으로 인체내의 기능적 또는 생리학적 상태는 알아낼 수가 없다. 더구나 일부 병리학적 장애는 주위 조직과 X선 흡수 성질이 같아서 기관의 모양이나 크기를 변화시키지 않고는 CT 영상에 나타나지 않는다. 또한 X선의 방출로 인해 인체내에 생리적 장애를 일으킬 여지가 다분하다.
서모스탯(thermostat)의 정의
서모스탯(thermostat)은 제어기와 센서가 하나로 결합된 것과 같은 역할을 하며 온도를 제어할 때 사용된다. 이중 온도 서모스탯은 건물의 야간과 주간의 경우와 같이 시간에 따라 두 개의 다른 설정 온도로 유지할 필요가 있는 곳에 사용되며 수동으로 설정된 설정 온도는 타이머에 의하여 전환되며, 서모스탯 안에 시계와 전기스위치가 내장된 형태도 있다. 사역대(deadband) 서모스탯은 냉방이나 난방을 위하여 하나의 서모스탯이 요구될 경우 사용하며 냉방과 난방의 불필요한 전환을 방지하기 위하여 냉방과 난방 사이에 그림 5-6과 같은 일정 온도이상의 사역대를 설정할 수 있다. 다단계 서모스탯은 오차에 따라 조작기가 일정한 순서로 순차적인 작동이 요구될 때 사용된다. 공기식 서모스탯은 출력이 공기압인 서모스탯을 의미하며 공기식 이중 온도 서모스탯의 경우 90과 120 kPa(게이지압) 혹은 100과 140 kPa(게이지압)의 공기압을 사용한다.
원심펌프의 개념
원심 펌프는 원동기로 임펠러를 고속 회전시켜서 임펠러의 중심부로부터 들어오는 물에 운동 에너지를 주고 이 운동에너지를 받은 물이 안내 날개를 통과하는 동안 속도 에너지가 압력에너지로 바뀌어 케이싱을 떠나 배출관으로 나가도록 설계된 펌프이다. 이 펌프는 원심력을 이용해서 연속적으로 유체를 흡입, 배출하므로 원심 펌프라 불리어진다.
분해능의 정의
분해능은 서로 떨어져 있는 두 물체를 서로 구별할 수 있는 능력을 의미한다. 주로 광학기기의 성능을 나타낼 때에 사용된다. 분해능이 높다면, 아주 가까워 보이는 두 물체도 서로 다른 물체로 볼 수 있고, 분해능이 낮다면, 서로 떨어져 있는 두 개의 물체임에도 불구하고, 하나의 물체로 인식할 수 있다.
컨베이어의 정의
재료 또는 화물을, 일정한 거리 사이를 자동으로 연속 운반하는 기계장치. 공장 내에서의 부품의 운반, 반제품(半製品)의 이동, 광산 ․항만 등에서의 석탄 ․광 석 ․화물의 운반, 건설현장에서의 흙과 모래의 운반 등에 널리 사용되고 있다. 또 한, 단순한 운반장치로만이 아니고 작업원과 결합시켜 움직이는 작업대로도 사용 되어, 공장 내에서의 대량생산방식의 기초를 형성하고 있다. 약간 복잡한 것으로는 컨베이어 위에 특수한 장치를 해서 반제품이 부착되도록 하여 가공기계와 결합한 트랜스퍼머신과 같은 것도 있다. 운반 도중에 부품을 선별하거나 방향을 수정시키 는 등의 특수한 컨베이어도 있다.
케비테이션(공동현상)
유체에는 속도수두, 압력수두, 위치수두 이외 손실수두가 있는데 손실수두를 우선 무시할 경우 3가지의 수두가 있는데 모두 합하였을 때는 항상 일정한 값을 갖는다. 그런데 이중 1 가지의 수두가 커지면 다른 수두는 상대적으로 작아져야 한다. 즉 똑 같은 높이(위치)에 놓여 있는 관이 일부 축소되었을 경우 연속원리에 의하여 속도가 커지게 되는데 반해 압력은 떨어지게(낮아지게) 된다. 이와 같이 유체(流體) 속에서 압력이 낮은 곳이 생기면 물 속에 포함되어 있는 기체가 분리하여 물이 없는 빈 곳이 생기는 데 이와 같은 현상을 캐비테이션(cavitation)이라 한다.
MEMS의 장점
MEMS의 장점으로 몇 가지를 들 수 있다. 첫째로, MEMS공정은 반도체 제작 공정을 이용하므로 초소형(수 um ~수백 um크기)으로 제작할 수 있으며, 일괄 공정에 의한 대량생산이 가능하다. 이로서 소자의 크기와 단가 및 소비전력을 크게 낮출수 있다. 둘째로, 기계부품과 센서, 전자회로 등을 한 칩에 집적하여 높은 신뢰도를 얻을 수 있다. 셋째로, 작은 소자를 이용하여 미량의 물질을 다루거나 분석할 수 있고, 다수의 소자를 집적하여 분석시간을 대폭 줄일 수 있다. 현재 MEMS는 화학, 생물, 의학, 기계, 전자 분야에서 응용되고 있으며 앞으로 응용분야가 더 넓어질 것으로 기대된다.
