F7DIBM - Biomechanika

Předmět nabízí přehlednou informaci o současných možnostech využití oboru biomechanika v praxi a specifických oblastech výzkumu. Pozornost je věnována především aspektům biomechaniky ergonomie, ortopedické biomechaniky, biomechanice svalově kosterního systému, klinické biomechaniky a biomechaniky biomateriálů.

Standardně probíhá výuka kontaktní formou a předmět je zakončen ústní zkouškou, které předchází písemná příprava. V případě, že počet studentů je menší než 5, může výuka probíhat v podobě řízeného samostudia s pravidelnými konzultacemi. Dále je požadováno vypracování písemné studie studentem na zadané téma z oboru. Podmínkou pro připuštění ke zkoušce je absolvování dvou laboratorních cvičení (doloženo protokolem podepsaným studentem, vedoucím cvičení a garantem předmětu). Protokoly budou archivovány v referátu pro doktorské studium.

Osnova přednášek:

1.Základní pojmy z biomechaniky, využití informačních technologií v biomechanice. Matematické a fyzikální metody v biomechanice, lineární algebra, numerické metody, vektorová algebra, sílové a momentové účinky.

2.Metody měření v experimentální biomechanice, tenzometrie, EMG, MoCap systémy, dynamometrie, zkoušky.

3.Biomechanika svalově kosterního systému, objemové a průřezové charakteristiky, struktura apendikulárního a axiálního skeletu, základy anatomie prvků svalově kosterního systému.

4.Hodnocení pohybu ve sportovní biomechanice a rehabilitaci, antropometrie, popis pohybu lidského těla, modely lidského těla, software pro hodnocení dat z MoCap systémů, Kinematika a dynamika pohybu, práce a výkon, určení sil a momentů, transformace sil a momentů, transformace energií, určení silových poměrů.

5.Biomechanika chůze a stabilita, biomechanika horních a dolních končetin. Hodnocení pohybů, hodnocení chůze.

6.Způsoby zatížení a deformace částí svalově-kosterního systému. Namáhání tahem, ohybem, krutem, smykem, MKP.

7.Materiály v biomechanice a jejich vlastnosti, biomateriály, biokompatibilita, bioaktivní materiál, komposity, sterilizační techniky. Materiálové vlastnosti kostí, svalů, vazů. Zlomeniny a fixátory. Ortézy, rozdělení a funkce.

8.Modely biomateriálů, prvky. Využití reologických modelů v počítačových modelech svalově-kosterního systému.

9.Konstrukce ortopedických a protetických pomůcek, způsoby léčení, exoprotézy a endoprotézy, implantáty, charakteristiky pohybu s ortopedickými a protetickými pomůckami, metody hodnocení rehabilitačního procesu. Způsoby namáhání mechanických prvků protéz, konstrukční návrh mechanických částí protéz, testování, výroba.

10.Inteligentní protézy, systémy protéz, metody řízení protéz, zpracování EMG, myoelektrické protézy, biofeedback.

Cvičení:

1.Kinematika a dynamika pohybu segmentů lidského těla v diagnostice využitím akcelerometrického systému. Metody zpracování biomechanických dat a jejich kvantitativní hodnocení pomocí výpočetní techniky.

2.Silové a momentové účinky protetických náhrad a ortotických pomůcek využitím měřičů sil. Mechanické vlastnosti částí protetických náhrad využitím zkušebního trhacího stroje.

Předmět nabízí přehlednou informaci o současných možnostech využití oboru biomechanika v praxi a specifických oblastech výzkumu. Pozornost je věnována především aspektům biomechaniky ergonomie, ortopedické biomechaniky, biomechanice svalově kosterního systému, klinické biomechaniky a biomechaniky biomateriálů.

Povinná:

[1] Knudson, D.: Fundamentals of Biomechanics, Springer-Verlag, 2007

[2] Živčák J. a kol., Základy bioniky a biomechaniky, ManaCon, 2004

Doporučená:

[1] Valenta, J.; Konvičková, S.: Biomechanika člověka 1. - svalově kosterní systém. Praha, Vydavatelství ČVUT, 1997

Modul B