Přejít na obsah

Modelování v biokybernetice (BIOM)

Kredity: 4 ( Přednášky: 2, Cvičení: 2)
Semestr: ZS
Zakončení: zp; zk
Garant: Houdová Lucie
Přednášející: Růžička Jiří Houdová Lucie
Cvičící: Jelínek Libor, 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. Buňka a membránový potenciál. 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. Měření a zpracování biosignálů (zdroje signálů v buňce – membránové potenciály, EEG, EKG, EMG). Diagnostika abnormalit. Podpůrné systémy pro návrh optimální terapie
6. Analýza medicínského problému. Provádění experimentů, metody zpracování výstupů.
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, modely regulace teploty, Bergmanův model cukrovky, Grodinův 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: 28.2.2020):

1. konzultace

o do 13.10. výběr zadání (jinak bude přiděleno vyučujícím)

o do 17.11. částečné zpracování problematiky dle zadání sem. práce (buď teorie nebo návrh modelu)

o do 15.12. 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 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: Ing. Lucie Houdová, Ph.D. - houdina@ntis.zcu.cz



Soubory ke stažení

Soubory .7Z
01 - Uvod 2021.7z
02 - Neurofyziologie 2021.7z
Soubory .XLSX
TemataSP.xlsx

text to speech