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｜간단 책 소개｜

의료기술의 발전과 융합이 가속화되는 현대 사회에서 의공학(Biomedical Engineering)은 의학과 공학을 잇는 중요한 가교 역할을 합니다. 이러한 변화 속에서 기초부터 응용까지 체계적으로 정리된 <의공학개론>은 의공학을 배우고자 하는 학생과 연구자, 실무자들에게 필수적인 지침서가 될 것입니다. 그동안 의공학 분야를 종합적으로 정리한 체계적인 교과서가 부족한 상황이었는데, 이번에 출판되는 <의공학개론>은 이러한 아쉬움을 해소하고, 훌륭한 학습서로서의 역할을 충분히 할 것입니다.

이 책은 의공학과, 바이오메디컬공학과, 의료IT 공학과, 의용공학과, 메디컬융합공학과, 의료기기 산업학과, 바이오헬스학과 등 의공학 관련 학과에서 의공학이라는 학문을 공부하는 학생들이 반드시 알아야 할 핵심 내용을 체계적으로 정리한 교과서입니다. 특히 의공학 전공자가 기초 소양을 다질 수 있도록, 단계적이고 논리적인 학습이 가능하도록 구성하여 독자들이 자연스럽게 학문의 기초를 익히고, 이를 바탕으로 심화된 지식을 쌓을 수 있도록 돕습니다. 의공학은 단순한 학문적 연구를 넘어 인간의 건강과 생명을 증진시키고 실질적인 영향을 미치는 학문 분야입니다. 이러한 점에서 <의공학개론>은 미래 의료기술을 선도할 전문가들에게 강력한 길잡이가 될 것이며, 새로운 혁신을 이끄는 데 중요한 역할을 할 것입니다.

본 책은 공학 여러 분야의 기초를 의학에 접목시키는 것에서부터, 현재의 관련 분야, 나아가 앞으로의 확장될 분야까지도 소개가 되어있어 국내 의공학발전에 튼튼한 토대가 될 것입니다.

｜저자 소개｜ 

대한의용생체공학회

의학, 생물학에 대한 공학적인 방법과 공학에 대한 의학, 생물학적 지식의 응용에 관한 학술 및 기술의 진흥과 지식의 교류, 사회에 대한 사업의 진흥을 도모하는 것을 목적으로 하는 학회이다.

｜책 소개｜

<의공학개론>의 발행은 대한의용생체공학회의 오랜 숙원 사업이었고, 2025년 드디어 첫번째 판본을 발간하게 되었습니다.

<의공학개론>은 학부생의 의공학 분야를 이해할 수 있도록 돕는 개론용 교과서로 활용하거나 또는 각 챕터별 주제의 초반부 교재로 사용하기에 적합할 것입니다.

2장 세포생물학의 기초는 세포생물학의 전반적인 내용을 간단하게 다룹니다. 7장 바이오칩, 10장 생체재료 및 조직공학, 12장 생물정보학 파트와 함께 학습하는 것을 추천합니다. 7장 바이오칩 파트는 어레이칩과 미세유체칩에 대하여 설명하며, 특히 미세유체칩의 원리와 생물학 및 의학적 응용에 대해 자세히 설명합니다. 10장 생체재료 및 조직공학 파트는 생체재료에 대한 간단한 소개와 함께 조직공학의 개념과 원리 그리고 바이오프린팅에 대하여 집중적으로 설명합니다. 12장 생물정보학 파트는 급격하게 증가하는 방대한 생물학 정보로부터 수학, 통계학, 컴퓨터 과학을 이용하여 원하는 정보를 추출하는 방법에 대하여 설명합니다.

3장 바이오신호처리는 4장 생체계측과 함께 학습하는 것이 좋습니다. 두 파트의 내용 중 일부는 중복되기도 하지만, 바이오신호처리 파트에서는 바이오신호의 특성에 기반한 바이오신호처리의 원리를 설명하고 추가적으로 인공지능을 이용한 바이오신호처리의 원리에 대해서도 설명합니다. 생체계측 파트는 전통적인 의료용 계측기기의 종류에 대하여 설명하고 신호의 획득, 처리, 저장에 대한 내용이 수록되어 있습니다.

5장 의료영상은 6장 바이오광학과 함께 학습하는 것을 추천합니다. 5장 의료영상은 다른 파트에 비하여 다루고 있는 내용이 다양하고 깊어 학습량이 많으므로 의료영상 과목에서 참고용 교재로 사용이 가능할 수도 있을 것으로 판단되며, 바이오광학은 개론 교과서에 적합한 수준의 내용을 다루고 있습니다.

8장 생체고체역학 및 유체역학은 9장 재활공학과 함께 학습하는 것을 추천합니다. 8장 생체고체역학 및 유체역학은 제목이 의미하는 바와 같이 인체의 고체역학과 혈류와 관련된 유체역학을 설명합니다. 고체역학은 9장 재활공학에서 다루는 각종 보조기와 로봇의 역학과 밀접한 관련이 있으므로 재활공학을 학습하기 전에 학습하는 것을 권합니다. 11장 의료기기 규제 및 법규는 의료기기 회사에서 필요한 의료기기 규제과학(regulatory affair, RA) 전문가가 다루는 내용에 대하여 설명합니다.

본 교과서가 의공학 전공 학부생의 수준에 맞추어 집필이 되었기를 바라지만, 필자들이 모두 해당 분야를 전공한 교수 또는 해당 분야의 박사이기 때문에, 전공자인 집필자의 눈높이와 학부생의 눈높이에 차이가 있을 것으로 보입니다. 본 교과서에 대한 피드백을 최대한 충실하게 받아서, 향후 발간하게 될 두번째 판본은 또한 개론 교과서임에도 첫번째 판본에서 충분히 다루지 못한 다양한 임상 활용 의료기기, 기계식 인공장기, 생체재료 분야에 대해서는 두번째 판본에서 보완되기를 기대합니다.

가능한 이해하기 쉬우면서도 알찬 교과서를 출간하고자 했습니다. <의공학개론>이 교과서로서 이용하는 학부생과 교수님들에게 만족스러운 도서가 되길 바랍니다.

2025년 2월 

고려대학교 바이오공학과 교수 이규백

01. 머리말

1. 의공학의 역사와 의학의 발전 

2. 의료기기의 등장과 발전 

3. 혁신적인 치료 기술과 인공장기의 개발 

4. 의료기기의 디지털 혁신과 미래 방향

02. 세포생리학의 기초

1. 세포생물학의 역사 

2. 기본 세포 유형의 기원과 분기 

3. 세포의 원소 및 분자 구성 

4. 세포의 기능

5. 물리적 자극과 세포의 반응

03. 바이오 신호 처리

1. 바이오 신호 처리의 개요 

2. 아날로그 선형 필터 

3. 디지털 선형 필터

4. 단시간 푸리에 변환과 웨이블릿 변환 

5. 디지털 비선형 필터 

6. AI 바이오신호처리의 개요 

7. 앞으로의 전망

04. 생체계측

1. 생체계측의 개요와 역사 

2. 측정방식에 따른 생체계측과 동작이론 

3. 신호의 조절과 데이터 획득 

4. 전기안전

05-1 의료 초음파

1. 의료 초음파의 발전사 

2. 초음파 특성 

3. 진단 초음파 

4. 치료 초음파

05-2 MRI

1. MRI 소개 

2. MRI의 기본원리 

3. MRI 응용

05-3 라돈변환 기반 의료영상

1. 서론 

2. 라돈변환과 의료영상 

3. 라돈변환 기반 의료영상기기 

4. 의료영상에서 사용되는 방사선의 발생원리

5. 방사선과 물질의 상호작용 

6. 방사선 검출 기술과 의료영상에서의 응용 

7. 데이터 처리, 영상재구성 및 후처리 

8. 하이브리드 시스템

9. 성능 비교 

10. 요약 및 결론

05-4 DICOM

1. 디지털 의료영상 개요

2. 디지털 의료 영상 데이터 및 정보 표준

3. 의료분야 인공지능을 지원하는 오픈데이터베이스 소개 

4. 의료인공지능의 미래

06 바이오광학

1. 바이오광학의 개념과 분야 소개

2. 바이오광학의 기본 원리

3. 바이오광학의 응용

07 바이오칩

1. 분야 소개 

2. 바이오칩의 원리 

3. 바이오칩의 응용 

4. 요약: 바이오칩 기술의 미래 전망

08 생체고체역학 및 생체유체역학

1. 생체고체역학과 생체유체역학의 분야 소개 

2. 생체고체역학과 생체유체역학의 기본 개념 

3. 생체고체역학과 생체유체역학의 응용

09 재활공학

1. 분야 소개 

2. 재활기기의 기술적 원리 및 설계 

3. 재활공학 기술의 역사: 고대에서 미래까지 

4. 재활공학 기술의 발전방향

10 생체재료 및 조직공학

1. 분야 소개

2. 기본 원리

3. 조직공학의 최신동향

11 의료기기 규제, 법규 그리고 표준

1. 규제의 탄생과 규제의 중요성 

2. 의료기기 인허가 시스템 

3. 의료기기 인허가에서의 품질경영시스템(GMP)

4. 의료기기 안전에 관한 표준과 규격

5. 의료기기 회사의 연구개발 시스템

6. 규제와 법규의 요약

12 생물정보학

1. 생물정보학과 AI의 중요성 및 적용 분야

2. 생물정보학의 적용 기술 및 활용 

3. 생물정보학 전망 

4. 생물정보학의 미래