- Nazwa przedmiotu:
- Metody inżynierskie w zagadnieniach fizjologii
- Koordynator przedmiotu:
- prof. dr hab. inż. Tomasz Sosnowski
- Status przedmiotu:
- Obowiązkowy
- Poziom kształcenia:
- Studia II stopnia
- Program:
- Inzynieria Chemiczna i Procesowa
- Grupa przedmiotów:
- obieralne
- Kod przedmiotu:
- 1070-ICBIN-MSP-OB110
- Semestr nominalny:
- 2 / rok ak. 2019/2020
- Liczba punktów ECTS:
- 2
- Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
- 1. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim wynikające z planu studiów 30
2. Godziny kontaktowe z nauczycielem akademickim w ramach konsultacji, egzaminów, sprawdzianów etc. 9
3 .Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do zajęć oraz opracowania sprawozdań, projektów, prezentacji, raportów, prac domowych etc. 10
4. Godziny pracy samodzielnej studenta w ramach przygotowania do egzaminu, sprawdzianu, zaliczenia etc. 6
Sumaryczny nakład pracy studenta 55
- Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
- -
- Język prowadzenia zajęć:
- polski
- Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
- -
- Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
-
- Wykład30h
- Ćwiczenia0h
- Laboratorium0h
- Projekt0h
- Lekcje komputerowe0h
- Wymagania wstępne:
- brak
- Limit liczby studentów:
- -
- Cel przedmiotu:
- 1. Celem wykładu jest zapoznanie studentów z metodami ilościowymi służącymi do analizy procesów fizjologicznych.
2. Przedstawienie zagadnień transportu pędu w organizmie ludzkim.
3. Omówienie zagadnienia wymiany energii i masy w organizmie ludzkim.
4. Przedyskutowanie wybranych zastosowań inżynierii chemicznej w optymalizacji układów podawania leków i sztucznych narządach.
- Treści kształcenia:
- 1. Ilościowa analiza funkcjonowania organizmu ludzkiego – rozważenie różnych koncepcji: organizm jako złożony układ procesowy; zestaw parametrów standardowych ("standard man"); podejście ilościowe w oparciu o zasady bilansowania; dekompozycja organizmu na podukłady bilansowe: schematy blokowe, modele kompartmentowe, modele regionalne (krew/tkanka). Elementy farmakodynamiki
2. Omówienie zagadnień dotyczących ruchu ciepła w organizmie i wymiany ciepła z otoczeniem. Bilans energetyczny organizmu
3. Hydrodynamika układu krwionośnego: charakterystyka fizykochemiczna i reologiczna krwi. Omówienie zagadnień dotyczących przepływu w naczyniach krwionośnych i krążenia pozaustrojowego.
4. Struktura geometryczna układu oddechowego. Przedstawienie mechaniki płuc i wentylacji oraz omówienie parametrów oddechowych i wymiany gazowej w płucach - podejście inżynierskie.
5. Przykłady rozwiązań równania przepływu gazu w drzewie oskrzelowym. Mechanizmy depozycji i kliransu cząstek aerozolowych.
6. Dynamika surfaktantu płucnego i efekty kapilarne w układzie oddechowym oraz wpływ na mechanikę oddychania i klirans. Przedstawienie wpływu czynników wziewnych na zaburzenia funkcji surfaktantu.
7. Inhalatory, aerozole medyczne i techniczne problemy aerozoloterapii. Standardowe metody pomiaru cząstek aerozolowych (zalecenia Farmakopei, FDA i EMA) – dodatkowo: demonstracja metod pomiarów w laboratorium.
8. Procesy permeacyjne w organizmie i ich realizacja w sztucznych narządach (sztuczna nerka, sztuczna wątroba).
- Metody oceny:
- 1. sprawdzian pisemny
- Egzamin:
- nie
- Literatura:
- 1. D.O. Cooney, Biomedical engineering principles: an introduction to fluid, heat and mass transport processes, Marcel Dekker Inc., NY-Basel, 1976.
2. T. Sosnowski, Aerozole wziewne i inhalatory (wyd.2 –seria: Inżynieria Procesów Biomedycznych), IChiP PW, Warszawa, 2012.
3. A. Moskal, A. Penconek, Przepływy w organizmie człowieka: wstęp do biomechaniki płynów (seria: Inżynieria Procesów Biomedycznych), IChiP PW, Warszawa, 2012.
4. G. Pawlicki, Podstawy inżynierii medycznej, OWPW, Warszawa, 1997.
- Witryna www przedmiotu:
- -
- Uwagi:
- Wykład odbywa się w wymiarze dwóch godzin tygodniowo przez jeden semestr.
Sposobem weryfikacji osiągania efektów uczenia się jest pisemne kolokwium zaliczeniowe odbywające się na ostatnich zajęciach w semestrze, z możliwością poprawy ustnej, jeśli wynik jest niższy maksymalnie o 1 pkt od progu punktowego zaliczenia.
Podczas zaliczenia student może korzystać z kalkulatora.
Warunkiem zaliczenia przedmiotu jest uzyskanie pozytywnej oceny z pisemnego kolokwium końcowego.
Ocenę końcową z przedmiotu Metody inżynierskie w zagadnieniach fizjologii ustala się na podstawie wyniku punktowego pisemnego kolokwium zaliczeniowego stosując skalę: < 10 pkt – 2; 10-11 pkt – 3; 12-13 pkt – 3,5; 14-16 pkt – 4; 17-19 pkt – 4,5; 20-21 pkt – 5.
Możliwość poprawy ustnej dla osób, które uzyskały min. 9 pkt.
W przypadku nieuzyskania zaliczenia przedmiotu konieczne jest jego powtórzenie w kolejnym cyklu realizacji zajęć.
Efekty uczenia się
Profil ogólnoakademicki - wiedza
- Charakterystyka W1
- Ma wiedzę niezbędną do zrozumienia mechanizmów fizykochemicznych wybranych procesów fizjologicznych, systemów podawania leków oraz sztucznych narządów.
Weryfikacja: sprawdzian pisemny
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K2_W03, K2_W04, K2_W09
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_W, I.P7S_WG.o, III.P7S_WG
Profil ogólnoakademicki - umiejętności
- Charakterystyka U1
- Potrafi ocenić i dobrać odpowiednie rozwiązania techniczne w zakresie dostarczania leków i zastosowania sztucznych narządów.
Weryfikacja: sprawdzian pisemny
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K2_U17
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P7U_U, I.P7S_UW.o, III.P7S_UW.o
Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne
- Charakterystyka KS1
- Potrafi przekazać informacje o nowoczesnych zastosowaniach inżynierii chemicznej i procesowej do rozwiązywania problemów z obszaru fizjologii w sposób zrozumiały.
Weryfikacja: sprawdzian pisemny
Powiązane charakterystyki kierunkowe:
K2_K04
Powiązane charakterystyki obszarowe:
P6U_K, I.P6S_KO, I.P6S_KR