- Nazwa przedmiotu:
- Bioprzepływy
- Koordynator przedmiotu:
- prof. dr hab. inż. Krzysztof Cieślicki
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Inżynieria Biomedyczna
- Grupa przedmiotów:
- Obowiązkowe
- Kod przedmiotu:
- BIPR
- Semestr nominalny:
- 3 / rok ak. 2014/2015
- Liczba punktów ECTS:
- 3
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1) Liczba godzin bezpośrednich 32, w tym:
a) wykład - 30 godz. ;
b) konsultacje - 2 godz. ;
2) Praca własna studenta 43 godziny:
a) przygotowanie do kolokwiów - 25 godz. ;
b) zapoznanie z literaturą - 18 godz. ;
Suma 75 (3 ECTS)
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- 1 punkt ECTS - liczba godzin bezpośrednich: 32, w tym:
a) wykład - 30 godz. ;
b) konsultacje - 2 godz.
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- 0 punktów ECTS
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- Znajomość podstaw mechaniki płynów, Znajomość podstaw fizjologii, Znajomość podstaw anatomii, Podstawowa znajomość analizy matematycznej, Podstawowa znajomość równań fizyki matematycznej
- Limit liczby studentów:
- brak
- Cel przedmiotu:
- Umiejętność logicznego myślenia, formułowania i rozwiązywania zagadnień hemodynamicznych, zrozumienie różnych mechanizmów krążenia
- Treści kształcenia:
- Równanie ciągłości dla płynów ściśliwych i nieściśliwych, równania statyki, kinematyki i dynamiki płynów (równanie Naviera-Stokesa), równanie Bernoulliego i jego praktyczne wykorzystanie w układzie krążenia, przepływy ustalone i pulsujące cieczy lepkich nieściśliwych w kanałach o przekroju okrągłym i eliptycznym.
Objętość wyrzutowa serca, natężenie przepływu krwi, chwilowe i średnie ciśnienie tętnicze w krążeniu dużym i małym, mechanizm powietrzni, podatność naczyń, szybkość rozchodzenia się fali tętna.
Płyny niutonowskie i nieniutonowskie: modele reologiczne krwi, wpływ wartości hematokrytu na właściwości krwi.
Właściwości hierarchicznej i sieciowej topologii naczyń; drzewa naczyniowe krążenia dużego i małego; zasada minimum wydatkowania energii w systemach biologicznych; fraktalne modele drzew naczyniowych, sieciowa struktura naczyń mikrokrążenia, krążenie oboczne; zespoły podkradania.
Wymiary naczyń, pulsacja przepływu, formowanie się profili prędkości, krętość osi naczyń, zmienność pola przekroju poprzecznego naczyń, rozwidlenia i połączenia naczyń, nieniutonowskie właściwości krwi, laminarny bądź turbulentny charakter przepływu, znaczenie oddziaływań hemodynamicznych na lokalizacje zmian miażdżycowych i tętniaków.
Zasady formułowania modeli fizycznych i elektrycznych różnych zjawisk przepływowych, bezwymiarowe liczby dynamicznego podobieństwa przepływów biologicznych, analogie mechano-elektryczne.
Właściwości biofizyczne ściany naczyniowej, rozchodzenie się fali tętna w drzewie tętniczym, zjawisko odbicia fal i jego konsekwencje, wskaźnik kostkowo-ramienny.
Przepływ w układzie żył powierzchownych, głębokich i przeszywających oraz metody ich badania, rola i budowa zastawek żylnych, mechanizm zapadania się żył, nadciśnienie w obrębie żył, żylaki.
Metody opisu przepływu w ośrodku porowatym, prawa filtracji, zjawiska dyfuzji.
Hipoteza Monro-Kelliego, rola i podstawowe parametry krążenia płynu mózgowo-rdzeniowego i sposoby ich wyznaczania, modele krążenia PMR.
- Metody oceny:
- Ocena jest średnia ważoną z dwóch kolokwiów przeprowadzonych odpowiednio w połowie i na końcu semestru.
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- 1. Cieślicki K.: Hydrodynamiczne uwarunkowania krążenia mózgowego, Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2001;
2. Jaroszyk F.: Biofizyka, PZWL, Warszawa 2002;
3. Podstawy fizjologii”, pod redakcją M. Tafil-Klawe i J. Klawe, PZWL, Warszawa 2009;
4. G.A. Truskey, Transport Phenomena in Biological Systems, Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, 2004.
- Witryna www przedmiotu:
- brak
- Uwagi:
- brak
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Efekt BIPR_2st_W01
- Posiada wiedzę w zakresie fizyki, w tym w zakresie mechaniki klasycznej, elektrodynamiki, optyki, mechaniki kwantowej oraz fizyki statystycznej w zakresie typowym dla uniwersytetu technicznego, ze szczególnym uwzględnieniem potrzeb inżynierii biomedycznej w zakresie mechaniki płynów, termodynamiki i biofizyki molekularnej oraz fizyki radiacyjnej.
Weryfikacja: Kolokwia
Powiązane efekty kierunkowe:
K_W07
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_W02
- Efekt BIPR_2st_W02
- Posiada podstawową wiedzę w zakresie anatomii i fizjologii człowieka
Weryfikacja: kolokwia
Powiązane efekty kierunkowe:
K_W10
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_W02, T2A_W07, InzA_W02
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Efekt BIPR_2st_U01
- Potrafi posługiwać się zdobytą wiedzą z zakresu matematyki w analizie podstawowych problemów fizycznych i technicznych.
Weryfikacja: kolokwia
Powiązane efekty kierunkowe:
K_U16
Powiązane efekty obszarowe:
T2A_U09, InzA_U01