|
Vyučující
|
-
Čapek Lukáš, doc. Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
Přednášky: 1) Úvod; 2) Matematické metody používané v biomedicíně; 3) Statě z mechaniky s ohledem na biologii; 4) Statě z pružnosti a pevnosti s ohledem na biologii; 5) Únavové aspekty materiálů; 6) Modelování biologických materiálů - měkké tkáně; 7) Modelování biologických seriálů - tvrdé tkáně; 8) Funkční adaptace kostí; 9) Přehled používaných biomateriálů a jejich modelování; 10) Tvorba geometrických modelů; 11) Simulace pomocí metody konečných prvků; 12) Simulace pomocí multi-body přístupu; 13) Modelové přístupy ve forenzní biomechanice; 14) Vybraná přednáška z praxe. Cvičení: 1) Lineární algebra, numerická metody; 2) Rovnováha a pohyb lidského těla; 3) Aplikace pružnosti a pevnosti v biologii; 4) Modelování únavových lomů; 5) Zpracování dat, aproximace a regrese funkcí; 6) Segmentace CT/MR dat; 7) Tvorba 3D modelů pomocí laserových (optických) skenerů; 8) Úprava 3D dat; 9) Modelování pomocí MKP - úvod do softwaru; 10) Modelování pomocí MKP - transformace dat; 11) Modelování pomocí MKP - quasi statická úloha 1; 12) Modelování pomocí MKP - quasi statická úloha 2; 13) Vytváření multi-body modelů (MTB); 14) Reverzní MTB úloha.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování), Dialogické metody (diskuze, rozhovor, brainstorming), Samostatná práce studentů (studium textů, literatury, problémové úkoly,výzkum, pisemná práce), Studium metodou řešení problémů
- Účast na výuce
- 56 hodin za semestr
- Domácí příprava na výuku
- 28 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Předmět prohlubuje znalosti v oblasti biomedicíny a to směrem k výpočtové biomechanice. Obsah je zvolen tak, aby logicky navazoval, a v případě nedostatečných znalostí z přednášených problematik je možné plně dostudovat téma ze studijní literatury. Studenti umí definovat obor biomechaniky. Studenti umí navrhnout a optimalizovat výběr implantátů používaných v praxi.
Absolvent získá přehled v oblasti výpočtové biomechaniky, od analytického přístupu po numerický.
|
|
Předpoklady
|
Předmět Simulační metody a modelování v biomedicínském inženýrství navazuje na znalosti, které student získal během studia bakalářského studijního oboru Biomedicínská technika.
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Kombinovaná zkouška, Analýza výkonů studenta
Zápočet pro přímou výuku: absolvování praktických cvičení a zápočtový test Zkouška pro přímou výuku: písemná a ústní část Zápočet pro nepřímou výuku: 2 x seminární práce Zkouška pro nepřímou výuku: písemná zkouška
|
|
Doporučená literatura
|
-
An Y., Draughn R. Mechanical Testing of Bone and the Bone-Implant Interface, CRC press 2000.
-
Ellingsen J., Lyngstadaas S. Bio-Implant Interface, CRC press 2003.
-
Kučera M., Dylevský I. a kol. Pohybový systém a zátěž, Grada 2000.
-
Kwon Y., Bang H. The Finite Element Method, CRC press 2000.
-
Valenta J.; Konvičková S. Biomechanika člověka 1. - svalově kosterní systém. Praha, Vydavatelství ČVUT, 1997.
|