Politechnika
Warszawska

Katalog
ECTS

Nazwa przedmiotu:

Biomechanika inżynierska

Koordynator przedmiotu:

Roman PAŚNICZEK

Status przedmiotu:

Obowiązkowy

Poziom kształcenia:

Studia I stopnia

Program:

Inżynieria Biomedyczna

Grupa przedmiotów:

Przedmioty techniczne

Kod przedmiotu:

BIOME

Semestr nominalny:

6 / rok ak. 2014/2015

Liczba punktów ECTS:

4

Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:

wykład: 30 laboratorium: 15 przygotowanie do zaliczeń: 25 przygotowanie do laboratorium: 10 opracowanie sprawozdań z laboratorium: 15 konsultacje: 5 Razem: 100 (4 ECTS)

Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:

wykład: 30 laboratorium: 15 konsultacje: 5 Razem: 50 (2 ECTS)

Język prowadzenia zajęć:

polski

Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:

laboratorium: 15 opracowanie sprawozdań z laboratorium: 15 Razem: 30 (1 ECTS)

Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:

• Wykład30h
• Ćwiczenia0h
• Laboratorium15h
• Projekt0h
• Lekcje komputerowe0h

Wymagania wstępne:

Student powinien posiadać wiedzę z zakresu podstaw mechaniki i wytrzymałości materiałów. Musi mieć też opanowaną podstawową znajomość zagadnień miernictwa elektrycznego oraz układów elektronicznych. Ponadto wskazane jest, aby miał opanowany zarys anatomii i fizjologii człowieka.

Limit liczby studentów:

minimum 10

Cel przedmiotu:

Celem przedmiotu jest zapoznanie studentów z podstawowymi zagadnieniami związanymi z mechaniką organizmów żywych, własnościami mechanicznymi tkanek i metodologią ich badania. Studenci zapoznają się również z fizjologicznymi podstawami funkcjonowania struktur nerwowo - mięśniowych oraz sposobami sterowania czynnością mięśni w warunkach naturalnych oraz z wykorzystaniem funkcjonalnej stymulacji elektrycznej. Poznają też modle strukturalne i funkcjonalne układu ruchu człowieka i metody wyznaczania reakcji w wyniku zadanych bodźców obciążeń, a także istniejące rozwiązania konstrukcyjne urządzeń stosowanych w terapii i rehabilitacji narządu ruchu.

Treści kształcenia:

1. Wprowadzenie: podstawowe pojęcia biomechaniki i definicje: elementy strukturalne biomechanizmów, łańcuchy biokinematyczne, stopnie swobody i ruchliwość biomechanizmów. 2. Statyka aparatu ruchu: budowa oraz mechaniczne i fizyczne właściwości struktur kostno-stawowych człowieka. Podstawy wytrzymałości materiałów tkankowych. Metodologia badania własności mechanicznych tkanek. Parametry postawy ciała - postawa prawidłowa i patologiczna. 3. Kinematyka aparatu ruchu: modele stosowane do opisu kinematyki narządu ruchu; wyznaczanie ruchliwości poszczególnych stawów; metody opisu, rejestracji i analizy ruchu człowieka. 4. Dynamika aparatu ruchu: fizjologia układu nerwowo - mięśniowego; modele wykorzystywane do obliczania obciążeń przenoszonych przez poszczególne elementy aparatu ruchu; metody wyznaczania siły mięśniowej oraz obciążeń w stawach. 5. Budowa i biomechanika kręgosłupa: budowa kręgosłupa i jego własności mechaniczne; modele obciążeń kręgosłupa; stany patologiczne. 6. Biomechanika urazów: biomechaniczne aspekty przeciążania struktur tkankowych; mechanizmy urazów; zdolności adaptacyjne organizmu; zjawisko remodelingu. 7. Wprowadzenie do inżynierii rehabilitacyjnej: wymagania stawiane urządzeniom rehabilitacyjnym z uwagi na bezpieczeństwo pacjenta. 8. Urządzenia mechaniczne i mechaniczno-elektroniczne stosowane w rehabilitacji: ortozy i protezy kończyn dolnych i górnych, bioprotezy, wózki inwalidzkie z napędem ręcznym i elektrycznym, inne pomoce rehabilitacyjne; funkcjonalna elektrostymulacja. 9. Analiza, ocena ruchu i chodu człowieka: problematyka analizy ruchu człowieka (funkcji lokomocyjnych), urządzenia pomiarowe do badania chodu; analiza poszczególnych faz chodu i reakcji podłoża; pomiar energii wydatkowanej w trakcie chodu.

Metody oceny:

Zajęcia wykładowe: egzamin końcowy weryfikujący wiedzę studentów. Pytania otwarte. Zajęcia laboratoryjne: Przed przystąpieniem do zajęć laboratoryjnych student zobowiązany jest zapoznać się z wiadomościami dotyczącymi zajęć, które będą weryfikowane przed przystąpieniem do ćwiczeń. Spis literatury pomocny do przygotowania się do zajęć znajduje się w instrukcjach do ćwiczeń. Z każdego ćwiczenia należy opracować indywidualne sprawozdanie, które będzie oceniane przez prowadzącego zajęcia. Na ocenę końcową z laboratorium składać się będzie średnia ocena z poszczególnych ćwiczeń oraz ocena z kolokwium zaliczającego z całego zakresu ćwiczeń (60% oceny z ćwiczeń + 40% oceny z zaliczenia). Analogicznie na ocenę końcową z przedmiotu składać się będzie 40% oceny końcowej z zajęć laboratoryjnych oraz 60% oceny z egzaminu.

Egzamin:

tak

Literatura:

1. Dega. W., Milanowska K., "Rehabilitacja medyczna",PZWL Warszawa, 2003 2. Emeryk-Szajewska B. , Niewiadomska-Wolska M., "Neurofizjologia kliniczna. Elektromiografia i elektroneurografia",Medycyna Praktyczna 2008 3. George Murdoch, "Prosthetic and Orthotic Practise", London 1970 4. Hausmanowa - Petrusewicz I., "Elektromiografia kliniczna",PZWL Warszawa, 1983 5. Kiwerski J., "Rehabilitacja Medyczna",PZWL Warszawa, 2005 6. Kiwerski J., Paśniczek R., "Funkcjonalna elektrostymulacja w uszkodzeniach rdzenia kręgowego",Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT 2001 7. Konturek St. J., "Fizjologia człowieka",Elsevier Urban & Partner Wrocław, 2007 8. Merletti R., Parker A., "Electromyography - physiology, engineering and noninvasive applications",IEEE Press 2004 9. Mika T., Kasprzak W., "Fizykoterapia",PZWL Warszaa, 2004 10. Morecki A., Fidelus K., Ekiel J., "Bionika ruchu",PWN 11. Morecki A., Knapczyk J., "Teoria mechanizmów i manipulatorów", Warszawa, 2002 12. Myśliborski T., "Zaopatrzenie ortopedyczne",PZWL Warszawa, 1985 13. Paśniczek R., "Odtwarzanie porażonych czynności ruchowych metodą FES",Wydawnictwa AGH Kraków 2009 14. Paśniczek R., "Wybrane urządzenia wspomagające i fizykoterapeutyczne w rehabilitacji porażeń ośrodkowego układu nerwowego i amputacjach kończyn",Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej Warszawa, 1998 15. Paśniczek R., Maciejasz P, "Rozwiązania techniczne stosowane w zaburzeniach funkcjonowania układu nerwowego. Zaopatrzenie ortotyczne w rehabilitacji neurologicznej",Wydawnictwo AGH Kraków 2009 16. Perry J., "Gait Analysis: Normal and Pathological Function",SLACK Incorporated 2010 17. Przeździak B., Nyka W., "Zastosowanie kliniczne protez ortoz i środków pomocniczych",Via Medica Gdańsk, 2008 18. Tadeusiewicz R., "Inżynieria Biomedyczna. Księga współczesnej wiedzy tajemnej w wersji przystępnej i przyjemnej",Wydawnictwo AGH Kraków 2008 19. Whittle M., "Gait analysis - an introduction",Butterworth Heinemann Elcevier 2007 20. A. White III: "Clinical Biomechanics of tha Spine", J. P. Lippincott Company, Philadelphia, 1990

Witryna www przedmiotu:

brak

Uwagi:

Uwaga! Tutaj się wymaga i trzeba się uczyć.

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt W01

Budowa oraz mechaniczne i fizyczne właściwości struktur kostno-stawowych człowieka. Podstawy wytrzymałości materiałów tkankowych.
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_W08
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W02

Efekt W02

Zna metody analizy ruchu człowieka, urządzenia pomiarowe, cykle i fazy chodu człowieka.
Weryfikacja: egzamin
Powiązane efekty kierunkowe: K_W20
Powiązane efekty obszarowe: T1A_W05

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt U01

Umie przeprowadzić badań zakresu ruchów w stawach kończyn oraz w poszczególnych odcinkach kręgosłupa.
Weryfikacja: laboratorium
Powiązane efekty kierunkowe: K_U11
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U08, T1A_U14, T1A_U15

Efekt U02

Umie przeprowadzić badanie parametrów elektrycznych stymulatorów uniwersalnych i sportowych
Weryfikacja: laboratorium
Powiązane efekty kierunkowe: K_U12
Powiązane efekty obszarowe: T1A_U08, T1A_U14, T1A_U15