Detail předmětu

Modely v biologii a epidemiologii

FEKT-AMODAk. rok: 2010/2011

Biologický systém, klasifikace a popis vlastností. Zobecněný přístup k modelování biologických systémů. Analýza modelů biologických systémů (rovnovážné stavy a jejich stabilita). Kompartmentové modely. Simulace chování biologických systémů. Popis charakteristických konkrétních modelů biologických systémů (modely základních podsystémů organismu, modely biochemických procesů, epidemiologické modely).

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Radovan Jiřík, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav biomedicínského inženýrství (UBMI)

Výsledky učení předmětu

Schopnost syntézy a analýzy modelů biologických systémů, implementace matematických modelů v prostředí MATLAB a SIMULINK.

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni středoškolského studia.

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Metody vyučování závisejí na způsobu výuky a jsou popsány článkem 7 Studijního a zkušebního řádu VUT.

Způsob a kritéria hodnocení

Podmínky pro úspěšné ukončení předmětu stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Osnovy výuky

Klasifikace a popis biologických systémů.
Sestavení a analýza modelů biologických systémů.
Simulace chování biologických systémů.

Učební cíle

Seznámit se s metodami modelování a analýzy biologických systémů a s algoritmy pro jejich simulaci.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

Holčík, J., Fojt, O.: Modelování biologických systémů (Vybrané kapitoly), skripta VUT v Brně, 2001. (CS)
JIŘÍK,R.: Modely v biologii a epidemiologii. El. skripta VUT v Brně, 2006. (CS)

Doporučení literatura

V. Eck, M. Razím, Biokybernetika, skripta ČVUT v Praze, 1998. (CS)
Pazourek,J.: Simulace biologických systémů. GRADA, Praha 1992. (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BTBIO-A bakalářský

    obor A-BTB , 3 ročník, letní semestr, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

    obor ET-CZV , 1 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Martin Vítek, Ph.D.

Osnova

1. Základní pojmy z problematiky modelování a simulace. Cíle a důsledky modelování.
2. Klasifikace biologických systémů a jejich modelů.
3. Obecné schéma postupu při vytváření modelování biologických systémů.
4. Zobecněný přístup k modelování biologických systémů, příklady.
5. Počítačová simulace chování biologických systémů.
6. Kompartmentové modely - princip, modely biochemických procesů v lidském organismu.
7. Spojité modely biologických systémů 1. řádu a jejich analýza.
8. Spojité modely biologických systémů vyššího řádu a jejich analýza.
9. Příklady modelů spojitých biologických systémů (kadiovaskulární systém).
10. Příklady modelů spojitých biologických systémů (dýchací systém).
11. Diskrétní modely biologických systémů 1. řádu a jejich analýza.
12. Diskrétní modely biologických systémů vyššího řádu a jejich analýza.
13. Příklady modelů diskrétních biologických systémů (epidemiologické modely).

Cvičení na počítači

13 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Vladimír Slávik
Ing. Martin Mézl, Ph.D.

Osnova

1. Úvod do modelování v prostředí MATLAB a SIMULINK.
2. Windkessel modely kardiovaskulárního systému
3. Windkessel modely kardiovaskulárního systému
4. Modely dýchací soustavy
5. Modely dýchací soustavy
6. Modely trávící soustavy
7. Modely trávící soustavy
8. Farmakokinetické modely
9. Farmakokinetické modely
10. Epidemiologické modely
11. Epidemiologické modely
12. Prezentace projektů
13. Prezentace projektů