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1. 개요
醫 工 學 / BioMedical Engineering(BME)의공학은 공학 기술을 의학과 인체에 적용시키는 학문 분야들을 통칭한다.
영문의 경우 Medical Engineering[1]이라는 단어를 사용하기도 한다.
생체재료, 인공장기, 의료기기 등 의학과 관련된 소재, 기기, 장비 등을 만들거나, 생명공학을 의학에 접목해 인간의 보건을 개선하는 것을 목표로 연구하는 공학 분야이다. 융합 학문이다 보니 배워야 할 과목도 많을뿐더러 기초의학 지식에 대한 기본적인 숙지도 필요하다.
의과대학에서는 의공학을 기초의학 중 하나로 분류하여 의공학교실로 진학할 수 있다. 또 의공학을 의과대학 내부에 설치한 학교도 많다. 그 예로 해외에는 홍콩대학이 있고, 국내에는 계명대학교가 있었다.[2] 국내 최초로 설립된 학과는 연세대학교 미래캠퍼스 의공학부이다.
2. 하위 분야 및 커리큘럼
[공통 과목]- 일반생물학: 해부학 및 생리학의 기초가 되므로 필수가 아니더라도 일반생물학1이나 일반생물학 개론 정도는 익히는 것이 좋다. 특히 생체재료를 파고들려면 일반생물학1,2는 모두 익혀야 한다 (보통 대학 일반생물학1에서 세포에 관해 잠깐 배우고, 2에서 인간에 대해 잠시 다루기 때문이다).
- 해부학
- 생리학
- 생체정보학: 생체 정보를 저장하고 얻는 데 필요하다.
- 보건정보학(보건통계학): 통계를 내고 분석하는 데 필요하다.
- 미적분학: 공학수학의 기초가 된다.
- 공학수학: 의료기기 설계를 할 때 반드시 필요하며, 생체재료 분야에서도 재료의 탄성 계산 등에 필요하다.
- 의료공학실험: 어떤 실험을 하는지는 학교마다 다르나 대개 의료기기설계실습[3]
- 생체재료실습: 조직공학기초실습의 큰 틀을 따른다.
2.1. 생체재료학(biomaterial)
손상되거나 결손된 "생체 조직"[4]을 대체할 물질을 찾고 개발하여, 이를 이식함으로서 신체의 의학적 기능을 복원/향상시키고자 하는 분야이다.인공 심박계, 인공 뼈, 인공 피부, 인공 관절, 인공 힘줄, 인공 인대 등등 생체재료공학이 기본적으로 다루는 분야는 무궁무진하며, 생체재료를 응용함으로서 생체 내 표적 기관에 신속하고 효율적으로 부작용 없이 약물을 전달할 수 있는 수단을 개발하거나, 조직공학을 응용한 인공장기를 만들기 위한 생체조직 배양에 이용하거나, 인조재료를 이용한 인공장기를 만드는 [5] 등 다양한 가능성이 존재한다.
타 학교들과는 달리 건양대학교는 생체재료분야를 의료신소재학과로 분리하며, 강원대학교는 생물의소재공학과로 분리한다.
[필요한 과목]
- 일반화학: 기초 과목으로 일반화학1,2 모두 익혀야 한다.
- 유기화학: 유기화합물을 이용한 생체재료(예: 폴리에틸렌은 인공 힘줄 및 인대의 재료이다[6])를 익히기 위해 반드시 필요하다 [7]. 생화학의 선수과목.
- 물리화학: 재료공학의 기초가 된다 (물질의 구조 및 성질).
- 재료공학(생체재료): 재료별 구조 및 그에 따른 성질을 익혀야 생체재료로서 적절히 써먹을 수 있다. {예: 실리콘 (안정하면서 유연하다 - 보형물, 손가락 관절, 인공 피부)
- 3D 프린팅: 생체재료를 이용한 3D 프린팅으로 인공 뼈를 비롯한 각종 인공장기를 만들 수 있다.
- 생화학: 생체모방재료, 조직공학, 그리고 생체재료를 이용한 생체 내 약물 전달을 위해 필요하다.
- 분자생물학: 생체모방재료, 조직공학, 그리고 생체재료를 이용한 생체 내 약물 전달을 위해 필요하다.
- 세포생물학: 생체모방재료, 조직공학, 그리고 생체재료를 이용한 생체 내 약물 전달을 위해 필요하다.
- 생체 적합성: 기껏 만든 생체재료가 생체 내 심한 거부 반응이라도 일으키면 곤란하기 때문이다.
- 조직공학(재생의학): 인공 장기(인공 뼈 등등) 제작을 위한 생체조직을 배양하는 환경은 생체재료로 제작하며, 유기화학 및 생화학과 연관성이 높다.
- 바이오센서: 생체재료를 응용하면 더 나은 바이오센서를 제작할 수 있으며 이는 의료기기 성능 향상으로 이어진다.
- 재료공정: 생체재료의 효율적인 생산 및 공정 개선을 위해 필요하다.
- 고분자화학: 생체재료 합성에 도움이 된다.
2.2. 의료기기(medical devices)
| 생체신호의 측정 형태 및 종류 | ||||||||||
| <colbgcolor=#808080,#7f7f7f> 형태 | 생체전기 | <colbgcolor=lightblue,#194351> 생체자기 | <colbgcolor=red> 적외선 | <colbgcolor=blue> 압력 | <colbgcolor=lightgreen,#106f10> 소리 | |||||
| 종류 | 뇌전도 | 심전도 | 안구전도 | 근전도 | 뇌자도 | 심자도 | 맥파 | 혈압 | 심장박동음 | 음성학 |
| 의료영상 | |||||||
| <colbgcolor=#dcdcdc,#383b40> 원리 | 방사선 | 방사성 동위원소 ( 핵의학) | 자기장 | 초음파(광음향) | |||
| 진단법 | CT | X선 | PET | SPECT | MRI | fMRI | 초음파 영상 |
| 형태 | 3D | 2D | 3D | ||||
| 방사능 | 높음 | 낮음 | 매우 높음 | 없음 | |||
| 용도 | 해부학적 진단 | 생리학적 진단 | 해부학적 진단 | 생리학적 진단 (뇌) | 해부학적 진단 | ||
[필요한 과목]
- 일반물리
- 기초광학
- 의료영상학
- 신경학(뇌공학)
- 회로이론
- 전자기학
- 바이오센서
- 방사선학
- 병리학
- 프로그래밍
- 생체신호분석
- 의학물리
- 의광학
2.3. 보철학(prosthetics)
의족, 의수 등 결손된 신체 장기를 대체할 인공 수단(인공 장기)을 개발하는 분야로 [8] 생체재료학의 고급 응용분야로도 볼 수 있다."인공 장기"라는 관점에서 보자면 생체재료는 이미 존재하는 인간 세포조직을 생체재료로 잘 배양해서 장기로 발달시키는 거라면, 보철학에서는 아예 생체재료를 응용해서 인공적으로 모든 것을 만든다는 차이점이 존재한다.
[필요한 과목]
- 생체역학
- 재활의학
2.4. 생물정보학(bioinformatics)
컴퓨터와 소프트웨어를 이용해서 각종 생명 정보와 의료 정보를 분석하고 처리하는 분야이다.2.5. 유전공학(genetic engineering)
생물의 유전자를 조작하거나 가공해서 의학에 이용하려는 분야이다.2.6. 신경공학(neural engineering)
주로 뇌 안에 존재하는 신경회로망에 대해 공학적 접근을 수행하는 학문 분야이다.2.7. 제약공학(pharmaceutical engineering)
의약품의 개발, 등록, 제조, 품질관리 등 의약품 생산 공정을 설계하고 관리하는 공학 분야이다.3. 개설 대학
의공학은 생명공학, 전자공학, 의학, 역학, 컴퓨터과학 등 여러 학문이 융합했으므로 그 분야가 방대하다. 따라서 각 학교의 의공학 관련 학과에서는 의공학의 모든 하위 분야와 커리큘럼을 전부 빠짐없이 다루기가 힘들다. 그래서인지 각 학교마다 중점을 두는 하위 분야를 따로 두는 것이 일반적이다.
예를 들어, IT 기술을 이용한 의료기기 분야를 다루는 학과도 있는 반면에, 전기전자 관련 과목이 코빼기도 안 보이고 생명공학과와 별반 다르지 않은 학과도 있다.
학과명은 의공학, 의료공학, 의생명공학, 바이오메디컬공학, 의생명과학, 바이오메디컬학, 생체의공학, 의용공학 등 여러 가지 용어가 혼재되어 있다.
이 분야로 진학을 희망하는 학생은 각 대학교의 학과가 어느 분야에 중점을 두는 학과인지 커리큘럼을 잘 살펴본 후 지원하기 바란다.
학부 과정에 "의공학"이 있는 4년제 대학은 다음과 같다.
3.1. 수도권
[의료기기를 다루는 학과]- 가천대학교 IT융합대학 의공학과, 바이오의료기기학과
- 가톨릭대학교/성의교정 의과학과 의공학전공[9]
- 경희대학교 전자정보대학 생체의공학과
- 고려대학교 보건과학대학 바이오의공학부
- 동국대학교 바이오시스템대학 의생명공학과
- 성균관대학교 성균융합원 글로벌바이오메디컬공학과
- 을지대학교 바이오융합대학 의료공학과
- 이화여자대학교 공과대학 휴먼기계바이오공학과
- 한국외국어대학교 바이오메디컬공학부
- 한양대학교 공과대학 전기·생체공학부 바이오메디컬공학전공
[의료기기 외 분야에 중점을 두는 학과]
- 가톨릭대학교
- 자연계열 의생명과학과
- 공학계열 바이오메디컬화학공학과, 바이오메디컬소프트웨어학과
- 건국대학교 KU융합과학기술원 의생명공학과
- 대진대학교 보건과학대학 바이오헬스케어학부 의생명과학전공
- 서울대학교 농업생명과학대학 바이오시스템·소재학부[10]
- 성균관대학교 생명공학대학 바이오메카트로닉스학과
- 숭실대학교 자연과학대학 의생명시스템학부
- 중앙대학교 창의ICT공과대학 융합공학부 바이오메디컬공학전공
- 한경대학교 재활복지학부 의료보장구학전공
- 화성의과학대학교 자연과학계열 의생명과학과
3.2. 영남권
[의료기기를 다루는 학과]- 계명대학교 공과대학 의용공학과
- 금오공과대학교 메디컬IT융합공학과
- 대구가톨릭대학교 바이오메디대학 의료공학과
- 대구한의대학교 재활보건대학 재활치료학부 디지털재활의료공학전공
- 부경대학교 정보융합대학 스마트헬스케어학부 의공학전공
- 부산대학교 정보의생명공학대학 의생명융합공학부 의생명공학전공
- 울산과학기술원 정보바이오융합대학 바이오메디컬공학과
- 울산대학교 공과대학 전기공학부 의공학전공
- 인제대학교 보건의료융합대학 의공학부 의용소재역학전공/의용전자전공
[의료기기 외 분야에 중점을 두는 학과]
- 부산대학교 생명자원과학대학 바이오소재과학과
- 고신대학교 의료과학대학 의생명과학과
- 동아대학교 자연과학대학 바이오메디컬학과
- 영남대학교 생명응용과학대학 의생명공학과
- 인제대학교 BNIT융합대학 의생명공학과, 의료IT학과
3.3. 관동권
[의료기기를 다루는 학과]- 가톨릭관동대학교 트리니티융합대학 디지털헬스케어전공
- 강원대학교 문화예술공과대학 기계의용메카트로닉스공학과
- 연세대학교 미래캠퍼스 소프트웨어디지털헬스케어융합대학 의공학부 의공학전공/바이오공학전공
[의료기기 외 분야에 중점을 두는 학과]
3.4. 호서권
[의료기기를 다루는 학과]- 건국대학교 글로컬캠퍼스 과학기술대학 바이오메디컬공학과
- 건양대학교 의료공과계열 의공학과
- 순천향대학교 의료과학대학 의공학과
[의료기기 외 분야에 중점을 두는 학과]
- 건양대학교 의료IT공학과, 의료인공지능학과, 의료신소재학과
- 나사렛대학교 보건의료재활치료학부 재활의료공학과
- 단국대학교 바이오융합대학 의생명과학부 의생명공학전공
- 순천향대학교 의료과학대학 의료생명공학과, 의료IT공학과
3.5. 호남권
[의료기기를 다루는 학과][의료기기 외 분야에 중점을 두는 학과]
3.6. 제주권
[의료기기 외 분야에 중점을 두는 학과]- 제주대학교 바이오메디컬정보학과
4. 자격증
| 구분 | 응시자격 | 이론 내용 | 실습 내용 | 평균 합격률(%) | |
| 필기 | 실기 | ||||
| 의료전자기능사 | 제한 없음 |
* 의용공학이론 * 의료기초공학 * 의료기기운용 |
60 | 70 | |
| 의공산업기사 |
* 기능사 취득 후 동일분야에서 1년 이상 경력 * 관련전공 전문대졸 * 학점은행제 41학점 이상 이수 |
의공기사와 비슷하나 약간 쉬움 | 50 | 25 | |
| 의공기사 |
* 산업기사 취득 후 동일분야에서 1년 이상 경력 * 관련전공 전문대졸으로 2년 이상 경력 * 관련전공 4년제 졸업 * 학점은행제 106학점 이상 이수 |
* 기초의학 및 의공학 * 의용전자공학 * 의료안전 법규 및 정보 * 의료기기 * 의용기계공학 |
50 | 25 | |
| 의료기기 규제과학 (RA) 전문가 2급[11] |
* 정보원 인정 ‘의료기기 RA 전문가 양성 교육’ 과정 수료 * 관련학과 4년제 졸업 또는 해당 시험 합격자 발표일까지 졸업 예정 * 4년제 졸업 이후 의료기기 RA 직무분야 1년 이상 경력 * 관련학과 전문대졸으로 의료기기 RA 직무분야 2년 이상 경력 * 전문대졸 의료기기 RA 직무분야 3년 이상 경력 * 의료기기 RA 직무분야에서 5년 이상 경력 |
* 시판 전 인허가 * 사후관리 * GMP * 임상 * 해외인허가 |
35 | x | |
|
*참고로 순차적으로 하나씩 취득할 필요는 없다. 자격만 갖추면 기능사나 산업기사가 없더라도 의공기사에 바로 응시해도 된다. * 참고서는 '나승권. 상학당.'을 검색하면 된다. |
|||||
5. 진로
주로 병원이나 의료계 회사에 취직하며, 창업을 하는 사람도 있다. 대학원에 진학하는 사람도 있으며 [12], 아예 대학원에서 공동으로 창업을 하는 경우도 있다.< 대표적인 진로방향 >
- 보건복지부, 식약처 등 국가기관 공무원
- 보건산업진흥원, 연구재단 등 국가기관 산하단체 준공무원
- 국내외 연구소의 연구원
- Siemens, GE, Philips 등의 의료관련 외국계 기업
- 의료관련 국내 기업
- 국내 대형병원
- 의료기기관련 인/허가, 특허 관련 기업
- 국내외 의료관련 회사
6. 외부 링크
[1]
Andrew and Peggy Cherng Department of Medical Engineering - Caltech
[2]
가톨릭대학교도 있지만 카대는 대학원이고 학사 과정 중 의대에 설치된 경우는 계명대가 유일했다. 계명대학교도 2023년부터 공과대학으로 이전했다고 한다.
[3]
혹자는 전자공학실험으로 대체하기도 한다 (전'기'공학이 아니다!).
[4]
즉, 생체재료공학은 조직 수준에서 이루어지는 분야이다. (세포 → 조직 → 기관 → 기관계 → 개체)
[5]
이는 보철학의 영역이다.
[6]
단 초고밀도 공정을 거쳐야 한다.
[7]
만일
재료공학과에서 생체재료를 다룬다면 유기화학과 관련된 부분은 스킵하기도 하는데, 가급적이면 자기 학과나 학부에 개설된 "유기화학"(유기재료) 수업이라도 반드시 수강하기를 권한다.
[8]
즉, '기관' 수준에서 행하는 분야이다. (세포 → 조직 → 기관 → 기관계 → 개체)
[9]
단, 의과대학에 설치되어 있어 학부과정이 없고 대학원 과정만 있다
[10]
바이오시스템공학전공에서 학부 교과목 중에 '의공학 분야에서의 활용 방안을 다루는 과목'으로써 생체역학(Biomechanics)이 있으며, 바이오소재공학전공에서는 연구실에 의용생체고분자소재연구실, 연성생체재료연구실 등이 있다. 물론 두 전공 모두 농업에 조금 더 포커스가 맞추어져 있으며, 의공학을 보다 직접적으로 다루는 학과는 대학원 과정인
서울대학교 공과대학의 대학원 협동과정 '
바이오엔지니어링전공'과,
서울대학교 의과대학의 의공학교실,
서울대학교병원의
의공학과 등이 있다.
[11]
2019년부터 국가공인 민간자격으로 전환
[12]
사실 의공학이란 분야가 최근에 등장한 데다가 융합학문의 성격을 띄고 있는고로, 기계공학/전자공학/생물학 등 다양한 학부 전공을 가지고 대학원에서 '의공학'을 처음 접하는 사람들이 제법 된다.