Katedra Mechaniki i Mechatroniki Inżynieria mechaniczno-medyczna. Obszary kształcenia

Transkrypt

1 Nazwa przedmiotu Kod przedmiotu Jednostka Kierunek Obszary kształcenia BIOMECHANIKA INŻYNIERSKA I M:03516W0 Katedra Mechaniki i Mechatroniki Inżynieria mechaniczno-medyczna nauki medyczne i nauki o zdrowiu oraz nauki o kulturze fizycznej Nauki techniczne Profil kształcenia ogólnoakademicki Rok studiów 2 Typ przedmiotu Obowiąkowy Semestr studiów 4 Poziom studiów I stopnia - inżynierskie ECTS 3.0 Liczba punktów ECTS Aktywność studenta gk pw Udział w zajęciach dydaktycznych objętych planem studiów 30 Udział w konsultacjach 5 Praca własna studenta 40 Suma Łączna liczba godzin pracy studenta 75 Liczba punktów ECTS 3.0 Wykładowcy Cel przedmiotu dr inż. Wiktoria Wojnicz (Osoba opowiedzialna za przedmiot) Prowadzący: dr inż. Wiktoria Wojnicz Celem przedmiotu jest uzyskanie wiedzy z biomechaniki ciała człowieka. Efekty kształcenia Odniesienie do efektów kierunkowych Efekt kształcenia z przedmiotu Sposób weryfikacji efektu K_U09 Student rozwiązuje inżynierskie zadania biomechaniczne z wykorzystaniem metod analitycznych [SU1] Ocena realizacji zadania K_W06 Student przeprowadza podstawowe obliczenia wytrzymałościowe układów biomechanicznych [SW1] Ocena wiedzy faktograficznej K_W05 Student opisuje zachowanie układów biomechanicznych za pomocą zasad mechaniki, biomechaniki, modelowania matematycznego [SW1] Ocena wiedzy faktograficznej K_K08 Student wyznacza metody rozwiązania biomechanicznych zagadnień inżynierskich, stosując podejście interdyscyplinarne [SK2] Ocena postępów pracy K_U10 Student wymienia narzędzia komputerowe stosowane w biomechanice [SU4] Ocena umiejętności korzystania z metod i narzędzi K_K02 Student wyjaśnia wpływ rozwoju biomechaniki na postęp społeczeństwa [SK1] Ocena umiejętności pracy w grupie K_K01 Student uzupełnienia swoją wiedzę o biomechanice inżynierskiej [SK3] Ocena umiejętności organizacji pracy K_U05 Student wyznacza kierunki udoskonalenia nabytej wiedzy biomechanicznej [SU2] Ocena umiejętności analizy informacji K_K03 Student formułuje ograniczenia stosowania badań biomechanicznych [SK3] Ocena umiejętności organizacji pracy K_U01 Student znajduje sposoby rozwiązania biomechanicznych problemów inżynierskich z wykorzystaniem literatury fachowej oraz formułuje wnioski na podstawie uzyskanych wyników obliczeń [SU3] Ocena umiejętności wykorzystania wiedzy uzyskanej w ramach różnych modułów Sposób realizacji na uczelni Data wydruku: :09 Strona 1 z 5

2 Wymagania wstępne i dodatkowe Zalecane komponenty przedmiotu Mechanika Ni jest wymagane Data wydruku: :09 Strona 2 z 5

3 Treść przedmiotu Treść wykładu: 1) Biomechanika i biomechanika kliniczna. Zasady mechaniki stosowane do opisu aktywności ciała w stanie statycznym i stanie dynamicznym. Biomechanizm. Pary kinematyczne stosowane w biomechanice. Ruchliwość łańcucha biokinematycznego. 2) Biomechanika mięśnia. Biomechanika zespołu mięśni. 3) Biomechanika kości. Modelowanie zjawiska adaptacyjnej przebudowy kości. Sposoby modelowania funkcjonalnej adaptacji kości. Dźwignie kostne. 4) Biomechanika tkanki chrzęstnej. Biomechanika stawów. 5) Ośrodkowy układ nerwowy. Odruchowe działanie układu nerwowego. Podstawy koordynacji ruchu (Hipoteza Bernsteina; czucie stawowe i nerwowe sprzężenie zwrotne; czas obiegu informacji w układzie nerwowym). 6) Budowa stawu biodrowego z punktu widzenia biomechaniki. Modele obciążenia stawu biodrowego. 7) Problemy biomechaniki stawu biodrowego. Alloplastyka stawu biodrowego. 8) Budowa stawu kolanowego z punktu widzenia biomechaniki. Kinematyka stawu kolanowego. Podstawowy problem biomechaniki stawu kolanowego. Model biomechaniczny stawu kolanowego. 9) Obciążenie stawu kolanowego przy deformacji kończyny dolnej. Alloplastyka stawu kolanowego. 10) Budowa stawu ramiennego z punktu widzenia biomechaniki. Alloplastyka stawu ramiennego. Budowa stawu łokciowego z punktu widzenia biomechaniki. Alloplastyka stawu łokciowego. 11) Budowa kręgosłupa z punktu widzenia biomechaniki. Wady postawy i skolioza. Metody badania kręgosłupa. 12) Mechanizmy przeciążenia kręgosłupa. Biomechanika kręgosłupa. Modele biomechaniczne kręgosłupa. Systemy stabilizacji kręgosłupa. Metody badania stabilizatorów kręgosłupa. 13) Osteosynteza. Charakterystyka stabilizatorów stosowanych do osteosyntezy stabilnej. Właściwości mechaniczne stabilizatorów stosowanych do osteosyntezy stabilnej. Rodzaje stabilizatorów stosowanych do osteosyntezy stabilnej. 14) Podstawy EMG i semg. 15) Metody optyczne stosowane w badaniach biomechanicznych. Ćwiczenia 1) Układy odniesienia stosowane w biomechanice. Standardowa pozycja anatomiczna. Charakterystyka ruchów ciała człowieka. 2) Obliczanie ciężarów części ciała oraz położenia środków ciężkości części ciała metodą Clausera i Zatziorskiego. Data wydruku: :09 Strona 3 z 5

4 3) Wyznaczenie położenia ogólnego środka masy (OSM) metodą Erdmanna w 2D. 4) Obliczenie momentów bezwładności części ciała. Równania dynamiczne ruchu płaskiego. 5) Wyznaczenie ruchliwości biomechanizmu. Modele strukturalne ciała człowieka. 6) Właściwości biomechaniczne tkanek. Podstawy reologii. Modele reologiczne mięśnia 7) Obliczanie udziałów mięśni metodą optymalizacji. 8) Podstawy wytrzymałości kompozytów. Zalecana lista lektur Literatura podstawowa 1. Atlas anatomii człowieka. Zespół redakcyjny Parramon, Wydanie II, Panteon, 1999, Wrocław. 2. Będziński R.: Biomechanika inżynierska: zagadnienia wybrane. Oficyna Wydawnictwa Politechniki Wrocławskiej, 1997, Wrocław. 3. Biomechanika narządu ruchu. Pod redakcją Dagmary Tejszerskiej, Eugeniusza Świtońskiego, Marka Gzika. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 2011, Gliwice. 4. Błaszczyk J.W.: Biomechanika kliniczna. Podręcznik dla studentów medycyny i fizjoterapii. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, 2004, Warszawa. 5. Bober T., Zawadzki J.: Biomechanika układu ruchu człowieka. Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu, 2006, Wrocław. 6. Erdmann W.: Badania wielkości geometrycznych inercyjnych tułowia mężczyzn uzyskanych metodą tomografii komputerowej. Akademia Wychowania Fizycznego w Gdańsku, 1995, Gdańsk. 7. Grimshaw P., Lees A., Fowler N., Burden A.: Biomechanika sportu. Krótkie wykłady. Wydawnictwo Naukowe PWN, 2010, Warszawa. 8. Kędzior K.: Modelowanie własności biomechanicznych siłowników napędu mięśniowego. Prace Naukowe z Mechaniki, zeszyt 56, Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, 1978, Warszawa. 9. Mrozowski J., Awrejcewicz J.: Podstawy biomechaniki. Politechnika Łódzka, 2004, Łódź. 10.Pod redakcją R. Będzińskiego: Biomechanika i Inżynieria rehabilitacyjna. Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna. Tom 5. Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, 2000, Warszawa. 11.Pod redakcją R. Będzińskiego: Biomechanika. Mechanika Techniczna. Tom XII. Komitet Mechaniki PAN, 2011, Warszawa. 12.Wojnicz W., Wittbrodt E.: Modele dyskretne w analizie dynamiki mięśni szkieletowych układu ramięprzedramię. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, 2012, Gdańsk. 13.Zagrobelny Z., Woźniewski M.: Biomechanika ogólna cześć kliniczna. Wychowania Fizycznego we Wrocławiu, 1999, Wrocław. Literatura uzupełniająca 1. Acta of Bioengineering and Biomechanics. 2. Journal of Biomechanics. Formy zajęć i metody nauczania Forma zajęć Wykład Ćwiczenia Laboratorium Projekt Seminarium Liczba godzin zajęć Suma godzin dydaktycznych w semestrze, objętych planem studiów W tym kształcenie na odległość: Data wydruku: :09 Strona 4 z 5

5 Metody i kryteria oceniania Kryteria oceniania: składowe Próg zaliczeniowy Procent oceny końcowej Zaliczenie egzaminu Zaliczenie ćwiczeń Przykładowe zagadnienia / Przykładowe zadania / Realizowane zadania 1. Opisać model biomechaniczny stawu biodrowego. 2.Opisać model biomechaniczny stawu kolanowego. 3. Opisać model biomechaniczny kręgosłupa. Język wykładowy Praktyki zawodowe polski Nie dotyczy Data wydruku: :09 Strona 5 z 5