Biomechanika

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra přírodovědných oborů

Anotace:

Předmět nabízí přehlednou informaci o možnostech využití teoretické a experimentální biomechaniky ve výzkumu a klinické praxi. Pozornost je věnována aspektům modelování a simulaci svalově-kosterního s přihlédnutím k medicínské problematice nejčastějších druhů postižení či poruch.

Požadavky:

Forma ověření studijních výsledků: ústní zkouška.

Standardně probíhá výuka kontaktní formou a předmět má přednášky a projektově orientovaná cvičení. V případě, že počet studentů je menší než 5, může výuka probíhat v podobě řízeného samostudia s pravidelnými konzultacemi. V tom případě je kromě zkoušky navíc požadováno vypracování písemné studie studentem na zadané téma.

Kombinovaná forma studia:

Výuka probíhá v podobě řízeného samostudia s pravidelnými konzultacemi. Kromě zkoušky je požadováno vypracování písemné studie studentem na zadané téma.

Osnova přednášek:

1. Předmět biomechaniky a její dělení: klinická, sportovní, ortopedická, forenzní, biomechanika v ergonomii.

2. Matematické a fyzikální metody v biomechanice, lineární algebra, numerické metody, vektorová algebra, sílové a momentové účinky v biomechanice.

3. Metody měření v experimentální biomechanice, tenzometrie, elektromyografie, MoCap systémy.

4. Popis pohybu lidského těla, modely lidského těla pro simulace, počítačové programy pro modelování v biomechanice a jejich rozdělení.

5. Biomechanika svalově kosterního systému, objemové a průřezové charakteristiky, mechanika kloubů a páteře.

6. Analýza pohybů, dynamika pohybů, způsoby zatížení, určení svalové síly, energie, transformace energie, práce a výkon v biomechanice.

7. Zatížení a deformace, pevnostní výpočty, zatížení tahem, ohybem, krutem, zlomeniny kostí, kombinované namáhání,

8. Metody měření a testování mechanických vlastností materiálů v biomechanice.

9. Materiály v biomechanice a jejich vlastnosti, biomateriály, anatomická struktura kostí, svalů, vazů, chrupavek a šlach

10. Materiálové vlastnosti kostí, svalů, vazů, chrupavek a šlach, zlomeniny kostí a fixátory.

11. Modely biomateriálů, reologické modely tkání, komponenty reologických modelů, reologické modely svalů.

12. Řešení napjatosti MKP v biomechanice, příklady aplikací MKP z praxe.

13. Mechanika tekutin, biomechanika dýchání, biomechanika srdce a krevního systému.

14. Presentace závěrečné samostatné práce z oboru

Osnova cvičení:

Cvičení budou řešena formou praktických (laboratorních/experimentálních) projektů, v nichž si studenti ověří znalosti získané v přednáškách.

Cíle studia:

Studijní materiály:

Povinná:

Scott L. Delp and Thomas K. Uchida. Biomechanics of Movement: The Science of Sports, Robotics, and Rehabilitation. The MIT Press, 2020

Doporučená:

Ranakrishna S., Huang Z., Kumar V., Batchelor W., Mayer J.: An Introduction to Biocomposites. World Scientific, 2004. ISBN 978-1-86094-425-3

Freitas R.,A.: Nanomedicine - Biocompatibility. S Karger Pub, 2004. ISBN 978-3-8055-7722-9

Brown B., Smallwood R., Barber D.: Medical physics and biomedical engineering. CRC Press, 1998. ISBN 978-0-7503-0368-2

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: