F7DTBM - Biomechanika

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.

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.

1. Předmět biomechaniky a její dělení: klinická, sportovní, ortopedická, forenzní biomechanika, 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, mechanika 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 namá-hání,

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

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

Předmět nabízí přehlednou informaci o možnostech využití teoretické a experimentální biomechaniky ve výzkumu a klinické praxi.

Kutílek P., Žižka A.: Vybrané kapitoly z experimentální biomechaniky, skripta, ČVUT, 2012. ISBN 978-80-01-04993-8

Matěj D., Mareš T., Poušek L.: Experimentální biomechanika, ČVUT, 2008. ISBN 978-80-01-03982-3

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