Logo ČVUT
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE
STUDIJNÍ PLÁNY
2018/2019

Základy modelování a simulace

Přihlášení do KOSu pro zápis předmětu Zobrazit rozvrh
Kód Zakončení Kredity Rozsah Jazyk výuky
17PMSZMS KZ 4 2+2 česky
Přednášející:
Vojtěch Kamenský (gar.), Ondřej Gajdoš
Cvičící:
Vojtěch Kamenský (gar.), Ondřej Gajdoš
Předmět zajišťuje:
katedra biomedicínské techniky
Anotace:

Základní pojmy a principy modelování systémů obecně. Teoretická i aplikační analýza vlastností modelů reprezentujících různé medicínské, biochemické, epidemiologické, ekologické a biologické systémy. Modely jednodruhových a dvoudruhových populací. Epidemiologické modely. Modely farmakokinetiky. Ekonomické modely a modely v hodnocení zdravotnických technologií.

Požadavky:

Klasifikovaný zápočet:

- maximálně 3 absence na cvičeních

- aktivní řešení úloh na cvičení

- závěrečný test splněný na minimálně 50 %

Osnova přednášek:

1 Úvod do modelování. Základní pojmy modelování a simulace. Obecné modelovací principy.

2 Matematické prostředky a metody pro modelování a simulaci. Vyjádření modelů pomocí rovnic, grafický zápis modelů, zpětná vazba.

3 Algoritmizace simulačního modelu. Zobrazení simulovaného systému. Zobrazení stavových změn. Zobrazení času

4 Ověřování správnosti modelů. Optimalizace modelů. Vyhodnocování výsledků simulace. Vizualizace výsledků simulace

5 Diskrétní simulační modely. Přehled používaných metod a jejich využití

6 Kompartmentové modely a jejich využití. Farmakodynamika.

7 Modelování biologických systémů. Matematická biologie. Dynamika populací.

8 Modelování spojitých systémů. Přehled používaných metod a jejich využití. Generátory náhodných čísel

9 Metody modelování využívané v ekonomice a hodnocení zdravotnických technologií I.

10 Metody modelování využívané v ekonomice a hodnocení zdravotnických technologií II.

11 Metody modelování využívané v operačním výzkumu

12 Další modelovací techniky využívané v biomedicíně

13 Modelování a simulace ve vědeckých studii. Praktické příklady využití modelování a simulace.

14 Fyzikální modely používané v biomedicíně. Souhrnná přednáška.

Osnova cvičení:

1 Úvod do modelování. Využívané softwarové modality v modelování a simulaci. Příklady modelování a simulace v praxi..

2 Abstrakce reálných systémů. Grafické zobrazení modelů, modely se zpětnou vazbou.

3 Systémový model - zásoby, toky, parametry, vztahy

4 Ověřování, optimalizace vytvořeného modelu

5 Návrh diskrétních simulačních modelů využitelných v klinickém inženýrství a hodnocení zdravotnických technologií.

6 Jednoduché farmakodynamické modely

7 Epidemiologické modely. Model SIR. Podmínky šíření epidemie. Modely SI, SIS. Modely venerických nemocí.

8 Řešení modelů spojitých systémů

9 Metody modelování využívané v ekonomice a hodnocení zdravotnických technologií I. - konceptuální modelování

10 Metody modelování využívané v ekonomice a hodnocení zdravotnických technologií II.

11 Pozitivní zpětná vazba v ekonomii. Modelování trhu.

12 Pacient-specifické modely. Populační modely. Odhad přežití pacienta.

13 Sestavení matematického modelu. Simulace v prostředí MATLAB-Simulink

14 Modelování v medicíně a biomedicíně. Model oběhového systému, elektromechanické ekvivalenty. Modelování respiračního systému

Cíle studia:

Seznámit studenty s metodikou tvorby matematických modelů vybraných biologických systémů.

Studijní materiály:

[1] Jiří Holčík: Modelování a simulace biologických systémů, Nakladatelství ČVUT, Praha, 2006, 133 str., ISBN 80-01-03470-4 (základní)

[2] J. Mazumdar: An Introduction to Mathematical Physiology and Biology, Second Edition, Cambridge University Press, 1999, ISBN 978-0-521-64675-8 (doplňková)

[3] Vincent C. Rideout, Mathematical and Computer Modeling of Physiological Systems, Prentice-Hall, 1991, ISBN 978-0135633540 (doplňková)

Poznámka:
Rozvrh na zimní semestr 2018/2019:
Rozvrh není připraven
Rozvrh na letní semestr 2018/2019:
06:00–08:0008:00–10:0010:00–12:0012:00–14:0014:00–16:0016:00–18:0018:00–20:0020:00–22:0022:00–24:00
Po
Út
St
místnost KL:B-435
Kamenský V.
Gajdoš O.

12:00–13:50
(přednášková par. 1
paralelka 1)

Kladno FBMI
Počítačová učebna
místnost KL:B-537
Kamenský V.
Gajdoš O.

14:00–15:50
(přednášková par. 1)
Kladno FBMI
Učebna
Čt

Předmět je součástí následujících studijních plánů:
Platnost dat k 22. 3. 2019
Aktualizace výše uvedených informací naleznete na adrese http://bilakniha.cvut.cz/cs/predmet1772006.html