Detail předmětu

Bionika

FEKT-LBNKAk. rok: 2010/2011

Bionika - základní pojmy a principy. Substitutivní medicína, biokompatibilita. Lidský organismus jako systém, adaptace, homeostáze, regulace živých organismů. Informační a řídicí subsystém lidského organismu. Základy genetiky. Genetické algoritmy. Technické aspekty endokrinního systému. Nervová soustava - elektrické vlastnosti, měření kvality činnosti NS - EEG, vztah NS a umělých neuronových sítí. Vstupní a výstupní jednotky - smyslové orgány, motorické jednotky. Sluch - principy činnosti, měření kvality činnosti, náhrady. Zrak - principy činnosti, měření kvality činnosti, náhrady. Kosterní svalstvo - principy a měření kvality činnosti (EMG, ENG), náhrady. Kardiovaskulární systém - hemodynamika, elektrické vlastnosti, EKG.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

4

Garant předmětu

doc. Ing. Jiří Kozumplík, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav biomedicínského inženýrství (UBMI)

Výsledky učení předmětu

Základní schopnost technicky interpretovat stavbu a činnost částí lidského organismu. Schopnost měřit a interpretovat základní projevy lidského organismu (EKG, EEG, sluchově evokované potenciály, EMG, atd.)

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského 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.

Učební cíle

Účelem kurzu je poskytnout studentům základní technickou interpretaci složení a funkce jednotlivých systémů lidského organismu a tu využít jednak pro inspiraci při řešení technických problémů (genetické algoritmy, umělé neuronové sítě, analýza vizuální scény, atd), jednak pro volbu správné metodiky měření vlastností a stavu popisovaných systémů, resp. jejich náhrad.

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

The Biomedical Engineering Handbook. J.D. Bronzino (ed.) Boca Raton, CRC Press 1995. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program EEKR-ML magisterský navazující

    obor ML-BEI , 1 ročník, zimní semestr, povinný

  • Program EEKR-CZV celoživotní vzdělávání (není studentem)

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

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Jiří Kozumplík, CSc.

Osnova

Bionika, základná pojmy, témata, cíle, principy. Substitutivní medicína, biomateriály, návrh umělých orgánů.
Lidský organismus jako systém, informační a řídicí systém člověka.
Genetický systém. Základy genetiky.
Genetické algoritmy, jejich princip a využití.
Úvod do teorie genetických algoritmů.
Fyziologický systém. Endokrinní systém.
Nervová soustava (NS). Elektrofyziologie nervového systému.
Umělé neuronové sítě (UNS), vztah NS a UNS.
Základní typy NS.
Smyslové systémy. Sluchový systém a zrakový systém, měření jejich kvality.
Kosterní svaly, základy fyziologie, měření kvality svalové aktivity.
Systém látkové výměny. Kardiovaskulární systém. Elektrické a mechanické procesy na srdci. Měření kvality srdeční činnosti- EKG.

Laboratorní cvičení

13 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Jan Hrubeš

Osnova

Úvod do genetických algoritmů (GA), aplikace GA
Elektroencefalografie
Umělé neuronové sítě (UNS)
Aplikace UNS
Elektromyografie
Elektrokardiografie, vektorkardiografie