Základy modelování a simulace

Garant předmětu:

Vojtěch Kamenský

Přednášející:

Vojtěch Kamenský

Cvičící:

Vojtěch Kamenský

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:

Povinná účast na cvičení, povoleny jsou maximálně tři absence v průběhu semestru. Předmět je ukončený klasifikovaným zápočtem. Student se aktivně podílí na řešení úloh na cvičení, kde může celkem získat max. 50 bodů. Dále student absolvuje závěrečný test za max. 50 bodů, který musí splnit na minimálně 50%. Celkem má student možnost získat 100 bodů, pro splnění předmětu je podmínkou min 50 bodů (za splnění podmínky napsání tesu na min. 50%). Hodnocení dle stupnice ECTS.

Osnova přednášek:

Osnova přednášek:

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

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

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

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

•Diskrétní simulační modely. Přehled používaných metod a jejich využití

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

•Kompartmentové modely a jejich využití. Farmakodynamika.

•Modelování biologických systémů. Matematická biologie. Dynamika populací.

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

•Metody modelování využívané v operačním výzkumu a v biomedicíně

Osnova cvičení:

Osnova cvičení:

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

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

•Systémový model - zásoby, toky, parametry, vztahy

•Ověřování, optimalizace vytvořeného modelu

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

•Jednoduché farmakodynamické modely

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

•Řešení modelů spojitých systémů

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

•Pozitivní zpětná vazba v ekonomii. Modelování trhu. Pacient-specifické modely. Populační modely. Odhad přežití pacienta.

Cíle studia:

Studijní materiály:

[1].HUNNINK, M.G.M., WEINSTEIN, M.C.: Decision Making in Health and Medicine, Cambridge University Press, 2014, ISBN: 978-1-107-69047-9.

[2].EDLIN, R., McCABE, C.: Cost Effectiveness Modelling for Health Technology Assessment, Springer International Publishing Switzerland, 2015. ISBN: 978-3-319-15743-6.

[3].BRIGGS, Andrew H., Karl CLAXTON a Mark J. SCULPHER. Decision modelling for health economic evaluation. Oxford: Oxford University Press, 2006. x, 237 s. Handbooks in health economic evaluation series. ISBN 0-19-852662-8. 4.

[4].HOLČÍK, Jiří. Modelování a simulace biologických systémů. V Praze: Nakladatelství ČVUT, 2006. ISBN 80-01-03470-4.

[5].DRUMMOND, Michael et al. Methods for the economic evaluation of health care programmes. 3rd ed. Oxford: Oxford University Press, 2005. xv, 379 s. Oxford medical publications. ISBN 0-19-852945-7.

[6].KŘIVÝ, Ivan a Evžen KINDLER. Simulace a modelování. Ostrava: Ostravská univerzita, 2001. Učební texty Ostravské univerzity. ISBN 8070428090.

Poznámka:

Rozvrh na zimní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Rozvrh na letní semestr 2023/2024:

Rozvrh není připraven

Předmět je součástí následujících studijních plánů:

• Navazující magisterský studijní program Systémová integrace procesů ve zdravotnictví - kombinované (povinně volitelný předmět)