1. SylabUZ
2. Wydział Mechaniczny
3. semestr zimowy 2022/2023
4. Inżynieria biomedyczna - drugiego stopnia z tyt. magistra inżyniera
5. Metody badania i oceny układów biomechanicznych

Wygeneruj PDF dla tej strony

Metody badania i oceny układów biomechanicznych - opis przedmiotu

Cel przedmiotu

Celem przedmiotu jest nabycie wiedzy oraz praktycznych umiejętności z zakresu modelowania oraz metod oceny układów biomechanicznych, wykorzystywanych w pracach projektowych i badawczych.

Wymagania wstępne

Zapisz zmiany

Zalecana podstawowa znajomość zagadnień z biomechaniki inżynierskiej, projektowania układów biomechanicznych

Zakres tematyczny

Treść wykładowa

• Podstawowe zagadnienia z zakresu biomechaniki inżynierskiej (2h).
• Elementy, własności i funkcje biernego oraz czynnego układu ruchu człowieka (4h).
• Elementy implantologii i rehabilitacji; omówienie wyrobów medycznych (urządzenia do rehabilitacji, implanty, protezy, narzędzia chirurgiczne, itp.) w kontekście przypisanych funkcji. Przegląd metod badawczych oceny przydatności wyrobu medycznego (2h).
• Badania inżynierskie, bioinżynierskie, biologiczne, kliniczne (4h).
• Zastosowanie badań in vitro oraz in vivo w układach biomechanicznych (2h).
• Wymogi dotyczące wyrobów medycznych, klasyfikacja. Kryteria oceny. Dyrektywy i wytyczne normatywne (2h).
• Bezpieczeństwo i analiza ryzyka (2h).
• Urządzenia i aparatura diagnostyczna oraz badawczo-pomiarowa. Budowa i zasada działania (4h).
• Laboratorium badawczo-pomiarowe (2h).
• Wytyczne prowadzenia eksperymentu, metody oceny wyników badań (2h).
• Zastosowanie modelowania numerycznego w zaawansowanych modelach układów biologicznych (4h). 

Treść laboratoryjna: 

• Badania in vitro z wykorzystaniem materiałów implantowych oraz preparatów kostnych w symulowanych warunkach cieczy i temperatury (6h). 
• Modelowanie wybranego układu biomechanicznego implant-kość/staw z wykorzystaniem zaawansowanego narzędzia symulacyjnego typu ANSYS w warunkach obciążeń dynamicznych (6h).
• Badania wytrzymałościowe wytypowanych biomateriałów i tkanek na maszynie wytrzymałościowej oraz opracowanie analizy statystycznej wieloczynnikowej (6h).
• Opracowanie analizy ryzyka dla wybranego wyrobu o zastosowaniu w ortopedii (2h).
• Wyznaczenie matematycznego modelu materiału na przykładzie tkanki biologicznej dla próby jedno- i dwukierunkowego odkształcenia próbki podczas badania wytrzymałości materiału (4h).
• Opracowanie koncepcji stanowiska do badań wytrzymałościowych zadanej tkanki kostnej w tym dobór materiałów, obliczenia wytrzymałościowe, opracowanie dokumentacji technicznej (6h). 

Metody kształcenia

Przekazywanie treści wykładów z wykorzystaniem przede wszystkim prezentacji multimedialnych oraz innych materiałów dydaktycznych z merytorycznego zakresu przedmiotu. Podczas zajęć laboratoryjnych - praca w zespołach realizujących przewidziany temat z listy tematów podanych na początku semestru.

Efekty uczenia się i metody weryfikacji osiągania efektów uczenia się

Opis efektu	Symbole efektów	Metody weryfikacji	Forma zajęć

Warunki zaliczenia

Wykład – warunkiem zaliczenia części wykładowej jest uzyskanie przez studenta pozytywnej oceny z kolokwium zaliczeniowego przeprowadzonego w formie pisemnej lub ustnej.

Laboratorium: Na ocenę z laboratorium składa się weryfikacja wstępnego przygotowania studenta do zajęć z materiałów udostępnionych przez prowadzącego, realizacja zdanych zagadnień oraz sprawozdań/raportów będących efektem wykonania wszystkich przewidzianych ćwiczeń (średnia arytmetyczna z ocen cząstkowych)

Ocena końcowa jest średnią ważoną: 60% - ocena z wykładu, 40% ocena z laboratorium

Literatura podstawowa

1. Praca zbiorowa pod red. M. Nałęcza: Biomechanika i Inżyniera Rehabilitacyjna, EXIT, Warszawa 2004.

2. T. Bober T., J. Zawadzki: Biomechanika układu ruchu człowieka, Wydawnictwo BK, Wrocław 2006.

3. J. W. Błaszczyk: Biomechanika kliniczna, PWWL, Warszawa, 2004.

4. R. Będziński: Biomechanika Inżynierska, Oficyna Wyd. Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1997. 5. C. Ross Ethier, Craig A. Simmons: Introductory Biomechanics, Cambridge University Press, 2008.

Literatura uzupełniająca

1. Normu ASTM, ISO-PN.

2. Czasopisma branżowe, np. Acta of Bioengineering and Biomechanics, Engineering of Biomaterials

Uwagi

Zmodyfikowane przez dr inż. Agnieszka Mackiewicz (ostatnia modyfikacja: 11-05-2022 12:50)