Přejít na obsah

Biokybernetika (BIO)

Kredity: 4 ( Přednášky: 2, Cvičení: 2)
Semestr: ZS
Zakončení: zp; zk
Garant: Georgiev Daniel
Přednášející: Růžička Jiří Houdová Lucie Jiřík Miroslav Georgiev Daniel
Cvičící: Houdová Lucie

Anotace

Cílem předmětu je obeznámit se se základními fyziologickými procesy v lidském organismu a jejich modelováním v biokybernetice. Konkrétně se Základy fyziologie – fyziologické principy, neurofyziologie, lokomoce organismu, srdeční činnost, krevní oběh, systém dýchání, systém vylučovacího aparátu; Biosignály – metody měření, senzory, zpracování signálů a diagnostika abnormalit a Modelováním a simulací biologických systémů – analýza medicínského problému, speciální metody modelování v biologii a medicíně (speciální simulační techniky), biokybernetické modely.

Přehled látky

›1. Úvod do biokybernetiky – definice, oblasti zájmu, biomedicínské inženýrství.
›2. Základy neurofyziologie.  Stavba a funkční projevy nervového systému. Vztahy mezi neurony. Podmíněné a nepodmíněné reflexy. Fyziologie chování a paměti, abnormality.
›3. Princip lokomoce organismu. Princip funkce plic, systém dýchání. Princip funkce ledvin, systém vylučovacího aparátu.
›4. Elektrofyziologický princip srdeční činnosti. Práce srdce. Princip krevního oběhu. Krevní tlak, principy terapie.
›5. Analýza medicínského problému. Provádění experimentů, metody zpracování výstupů.
›6. Měření a zpracování biosignálů (zdroje signálů v buňce – membránové potenciály, EEG, EKG, EMG). Diagnostika abnormalit. Podpůrné systémy pro návrh optimální terapie.
›7. Měření EKG v laboratorních podmínkách, zpracování (UC434).
›8.Principy fyziologických regulací.  Modelování biologických systémů. Speciální simulační techniky v biologii.
›9.Biokybernetické modely – modely činnosti srdce, model regulace teploty, Bergmanův model cukrovky, Grodinsův model plic, farmakokinetické modely.
›10. Buněčné automaty. Populační modely – jednodruhové a dvoudruhové populace. Epidemiologické modely, modely venerických onemocnění.
+ Návštěva pracoviště Záchranné služby Plzeňského kraje


Požadavky

Podmínky udělení zápočtu (mezní termín udělení: 24.2.2017):

1.konzultace

o do 5.10. výběr zadání (jinak bude přiděleno vyučujícím)

o do 16.11. částečné zpracování problematiky dle zadání sem. práce (buď teorie nebo návrh modelu)

o do 9.12. minimálně částečné zpracování teorie i modelu

2.odevzdání a předvedení semestrální práce

3.referát (závěrečná zpráva z cvičení - zpracování signálu EKG)

o schéma zapojení měření – určení unipolárních a bipolárních svodů

o schéma zesilovače, výpočet zesílení

o návrh filtru, jeho přenos a frekvenční charakteristika (určení mezní frekvence)

o naměřený a vyfiltrovaný signál

o popis částí periody signálu

o intervalová analýza – délka trvání vlny P, intervalu PQ, QRS komplexu, ST segmentu a vlny T

o frekvenční výkonové spektrum signálu, určení tepové frekvence

o chyba způsobená zatnutím svalů

   
        Zkouška:

    písemná práce z odpřednesené a procvičené látky + ústní dle potřeby



Literatura

›Wünsch Z. a kol. Základy biokybernetiky a modelování. Praha SPN, 1991. ISBN 80-7066-317-0.
Eck V.; Razím M. Biokybernetika. 1. Vyd. Praha: ČVUT, 1996. ISBN 80-01-01445-2.
Holčík J., Fojt O. Modelování biologických systémů (Vybrané kapitoly). Brno: VUT, 2001. ISBN 80-214-2023-5.
Svatoš J. Biologické signály I. Geneze, zpracování a analýza. 2.vyd. Praha: ČVUT, 1998. ISBN 80-01-01822-9.
Trojan S. a kol.. Lékařská fyziologie. 4. vyd, přeprac. a dopl. Praha: Grada, 2003. ISBN 80-247-0512-5.
Bronzino J.D. The Biomedical Engineering Handbook. 3rd edition. Boca Raton: CRC Press, 2006. ISBN 0-8493-2124-7.


Text


Kontakty: MUDr. Jiří Růžička, Ph.D. - jiri.ruzicka@lfp.cuni.cz, Ing. Lucie Houdová, Ph.D. - houdina@kky.zcu.cz

Aktuality budou zobrazovány zde:


26.09.2016:

Témata semestrálních prací - vybraná témata zapsat u L. Houdové, vlastní témata je nutno schválit

 

k dispozici prezentace z přednášek:


Biokybernetika - úvod


Úvod do neurofyziologie


Biosignály - MP, EKG, EEG, EMG


Lokomoce, dýchání, vylučování


Srdce a krevní oběh


Modelování fyziologických a biologických systémů


2.12.2016:

Dne 7.12. proběhne v době přednášky měření v laboratoři UC434.
Dne 19.12. se přednáška bude konat v prostorách ZZS.


Soubory ke stažení

Soubory .ZIP
BIO-Uvod.zip
Prednaska2 - Neurofyziologie.zip
Prednaska3 - Biosignaly.zip
Prednaska4 - Lokomoce-dychani-vylucovani.zip
Prednaska5 - Srdce a krevni obeh.zip
Prednaska6-8 Modelovani BIOsys.zip

text to speech