MEDICAL INSTRUMENTATION

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1 MEDICAL INSTRUMENTATION
윤지선

2 Resting membrane potential
𝑬 𝒇𝒊𝒆𝒍𝒅에 의한 이동 (outside → inside) = outside 𝑷 𝒏+ 이온의 이동 𝑭=𝒏𝒒𝑬=𝒎𝑽, 𝒒=𝟏.𝟔𝟎𝟐× 𝟏𝟎 −𝟏𝟗 𝑪 𝑼=𝝁𝑬=−𝝁𝛁𝒗, 𝑼=𝒅𝒓𝒊𝒇𝒕 𝒗𝒆𝒍𝒐𝒄𝒊𝒕𝒚 𝝁=𝒎𝒐𝒃𝒊𝒍𝒊𝒕𝒚 ∴𝑼 𝒕 =−𝝁 𝒅𝒗 𝒙 𝒅𝒙 의 크기와 속도로 이동 𝐱=𝟎 𝑷 𝒏+ 𝑷 𝒏+ 𝒖(𝒙) B) Diffusion에 의한 이동 (inside → outside) = inside 𝑷 𝒏+ 이온의 이동 𝑱 𝑫 𝒙 =−𝑫∙ 𝑨 𝒗 ∙ 𝒅𝑪 𝒙 𝒅𝒙 , 𝑫=𝒅𝒊𝒇𝒇𝒖𝒔𝒊𝒐𝒏 𝒄𝒐𝒏𝒔𝒕𝒂𝒏𝒕 −𝑉 𝑅𝑀𝑃 + Conduction - A Diffusion - B → A와 B에 의해서 𝑱 𝒙 = 𝑱 𝑬 𝒙 + 𝑱 𝑫 𝒙 평형상태에서의 𝑱 𝒙 =𝟎 이다. A와 B의 크기가 같아지면 균형을 이루기 때문에 겉에서 보면 아무 변화가 없는 것 같지만 실제로는 Conduction과 Diffusion모두 일어나고 있는 중이다. 𝐕 𝐑𝐌𝐏

3 Rmp_cf)x=0에서 s ∆𝑡동안 ∆𝑥를 이동한다면 ∆𝑥=𝑢 𝑥 ∆𝑡 ∆𝑉 부피 =𝑆∆𝑥=𝑆𝑢 𝑥 ∆𝑡 ∆𝑁=𝑆𝑢 𝑥 ∆𝑡𝐶 𝑥 𝐴 𝑣 , 𝑁=∆𝑉내의 이온 개수 𝐶 𝑥 =𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 𝐴 𝑣 =아보가드로 수, 6.022× 개 ∆𝑄 𝑥 =𝑛𝑞𝑆𝑢 𝑥 ∆𝑡𝐶 𝑥 𝐴 𝑣 , ∆𝑄 𝑥 =𝑐ℎ𝑎𝑟𝑔𝑒 𝑖𝑛 ∆𝑉 ∆𝑄(𝑥) ∆𝑡 = 𝐼 𝐸 𝑥 =𝑛𝑞𝑆𝑢 𝑥 𝐶 𝑥 𝐴 𝑣 𝐽 𝐸 𝑥 = 𝑖𝐸(𝑥) 𝑆 =𝑛𝑞𝑢 𝑥 𝐶 𝑥 𝐴 𝑣 =−𝜇𝑛𝑞 𝑑𝑉 𝑥 𝑑𝑥 𝐶 𝑥 𝐴 𝑣 𝑥=0 𝑥=∆𝑥

4 Resting membrane potential
−𝜇𝑛𝑞 𝑑𝑉 𝑥 𝑑𝑥 𝐶 𝑥 𝐴 𝑣 −𝐷 𝐴 𝑣 𝑑𝐶 𝑥 𝑑𝑥 =0, 𝐹𝑟𝑜𝑚 𝐸𝑖𝑛𝑠𝑡𝑒𝑖 𝑛 ′ 𝑠 𝑟𝑒𝑙𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛 μ= 𝐷 𝑇 𝑘 𝐵 , 𝜇과 𝐷의 관계는 비례한다. 𝐹= 𝐴 𝑣 𝑞= 𝐶 𝑚𝑎𝑙 , 𝐹=𝐹𝑎𝑟𝑎𝑑𝑎𝑦 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡 𝑅= 𝑘 𝐵 𝐴 𝑣 = 𝐽 𝑘∙𝑚𝑎𝑙 , 𝑅=𝑢𝑛𝑖𝑣𝑒𝑟𝑠𝑎𝑙 𝑔𝑎𝑠 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡 𝝁𝒏𝒒= 𝒏𝑭 𝑹𝑻 𝑫, 𝑱 𝒙 =𝟎에서 정리하면 𝒏𝑭 𝑹𝑻 ∙ 𝒅𝒗 𝒙 𝒅 𝒙 =− 𝟏 𝑪 𝒙 ∙ 𝒅𝑪 𝒙 𝒅𝒙 𝑽 𝑹𝑴𝑷 𝑹𝒆𝒔𝒕𝒊𝒏𝒈 𝒎𝒆𝒎𝒃𝒓𝒂𝒏𝒆 𝒑𝒐𝒕𝒆𝒏𝒕𝒊𝒂𝒍 𝑬𝒒𝒖𝒊𝒍𝒊𝒃𝒓𝒊𝒖𝒎 𝒑𝒐𝒕𝒆𝒏𝒕𝒊𝒂𝒍 𝒏𝒆𝒓𝒏𝒔𝒕 𝒑𝒐𝒕𝒆𝒏𝒕𝒊𝒂𝒍 → −𝟗𝟎𝒎𝑽 (𝒊𝒏 𝒎𝒖𝒔𝒄𝒍𝒆) −𝟔𝟎𝒎𝑽 (𝒊𝒏 𝒏𝒆𝒓𝒗𝒆)

5 Action potential 물리적 자극 (빛, 소리, 압력 등) sensor synapse

6 Action potential propagation
Time1 action potential이 propagate함 Time2 refractory period : 반응 후 일정 시간 동안 반응하지 않음 → 자극이 한쪽으로 이동하는 이유

7 Volume conduction Bio Potential이 만들어진다. output - Output signal의 종류 + -
전류가 흘러 전압차이가 발생함 - - Output signal의 종류 전류의 흐름과 등전위선 표시

8 The end