330-0921/02 – Biomechanika (BM)
| Garantující katedra | Katedra aplikované mechaniky | Kredity | 10 |
| Garant předmětu | prof. Ing. Karel Frydrýšek, Ph.D., FEng. | Garant verze předmětu | prof. Ing. Karel Frydrýšek, Ph.D., FEng. |
| Úroveň studia | postgraduální | Povinnost | povinně volitelný typu B |
| Ročník | | Semestr | zimní + letní |
| | Jazyk výuky | angličtina |
| Rok zavedení | 2019/2020 | Rok zrušení | |
| Určeno pro fakulty | FS | Určeno pro typy studia | doktorské |
Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi
Studenti se seznámí s teoretickými a aplikačními přístupy řešení úloh obecné biomechaniky (zpracování dat, tvorba modelů, numerické modelování, experimenty). Zaměření je v oblasti multidisciplinárního řešení problematiky archaeplastida a metazoa včetně lidí. Hlavní zaměření je na biomedicínského inženýrství.
Vyučovací metody
Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)
Experimentální práce v laboratoři
Anotace
Předmět seznamuje studenty s biomechanikou (teorie, praxe, experimenty, modelování a aplikace). Aplikace jsou zaměřeny na inženýrské interdisciplinární řešení problematiky rostlin, živočichů, člověka, lékařských, sportovních, úrazových a ergonomických problémů současnosti. Získané znalosti (základy biomechaniky pohybu, zpracování lékařských a biologických požadavků a dat, analýza úspěšné/neúspěšné léčby, statistika, CT, MRI, nový design implantátů, okrajové a počáteční podmínky, zatížení, vlastnosti tkání, materiálový model atp., pevnostní analýzy) jsou potřebné pro úspěšnou vědeckou práci. Z inženýrského multidisciplinárního pohledu se jedná o vědecké aplikace biologie v mechanice nebo aplikace mechaniky v biologii. Získané znalosti jsou potřebné pro úspěšnou vědeckou práci, výzkum, vývoj a inovace ve strojírenství.
Povinná literatura:
Doporučená literatura:
JANDAČKA, D. Kinetická analýza lidského pohybu,
ISBN 978-80-7464-103-9, Pedagogická fakulta, Ostravská univerzita v Ostravě, Ostrava, 2011.
KARAS, V., OTÁHAL, S., SUŠANKA, P. Biomechanika tělesných cvičení. Praha: SPN 1990.
ŠMELKO, Š. Dendrometria, LF TU, Zvolen, 2000.
PLATZER, W. Atlas topografické anatomie, Grada publishing a.s., 2010,
ISBN 978-80-7169-214-0
ČADA, R., FRYDRÝŠEK, K., SEJDA, F., DEMEL, J. a PLEVA, L. Analysis of Locking Self-Taping Bone Screws for Angularly Stable Plates, J. Medical Biological Eng., 37(4), 612-625, 2017, DOI: 10.1007/s40846-017-0279-4.
FRYDRÝŠEK, K., JOŘENEK, J., UČEŇ, O., KUBÍN, T., ŽILKA, L., PLEVA, L. (2012). Design of External Fixators Used in Traumatology and Orthopaedics – Treatment of Fractures of Pelvis and its Acetabulum, Procedia Engineering, vol. 48, 164-173, ISSN: 1877-7058, DOI: 10.1016/j.proeng.2012.09.501
ÖZKAYA, N, LEGER, D., GOLDSHEYDER, D., NORDIN, M. Fundamentals of Biomechanics, Equilibrium, Motion, and Defromation, Springer,
ISBN 978-3-319-44737-7, 2017, pp. 1-454.
CHAFFIN, D.B., ANDERSSON, G.B.J., MARTIN, B.J. Occupational Biomechanics, 4th edition,
ISBN 978-0-471-72343-1, John Wiley & Sons, USA, 2006, pp. 1-360.
Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta
Ústní zkouška
E-learning
Další požadavky na studenta
Zpracování semestrální práce na zadané téma a její prezentace před zkoušejícím.
Prerekvizity
Předmět nemá žádné prerekvizity.
Korekvizity
Předmět nemá žádné korekvizity.
Osnova předmětu
1. Definice, praxe, historie, současnost a budoucnost biomechaniky (od bioniky ke genovému inženýrství a biokompatibilitě).
2. Metody lékařské a inženýrské diagnostiky (RTG, CT, MRI, statistika, experimenty).
3. Anatomie svalově kosterního systému lidí a zvířat a jeho motoriky. Laboratorní pitva ryby.
4. Rozbor materiálových vlastností biomateriálů kosterního systému lidí a zvířat včetně jejich remodelace a degradace.
5. Rozbor zatížení, okrajových a počátečních podmínek kosterního systému lidí a zvířat.
6. Biomechanika pohybu, chůze a sportovního zatížení (analýza procesu).
7. Biomechanika úrazů (analýza procesu a typu poranění a jejich příčin, dopravní nehody).
8. Experimentální měření v biomechanice. Kinematická a dynamická analýza.
9. Numerické modelování v biomechanice a tvorba modelů živých tkání.
10. Design a návrhy osteosyntetického materiálu pro traumatologii a ortopedii (zevní a vnitřní fixátory).
11. Ergonomie lidské práce, protézy, ortézy a design.
12. Rozbor materiálových vlastností biomateriálů měkkých tkání, jejich remodelace a degradace.
13. Rozbor zatížení, okrajových a počátečních podmínek měkkých tkání, jejich remodelace a degradace.
14. Experimentální měření napjatosti a deformací v biomechanice.
15. Mechanické testy dílů protéz a implantátů.
16. Numerické modelování v biomechanice a tvorba návrhu.
17. Design a návrhy pomůcek pro chirurgii, protetiku a ortotiku.
18. Klinické využití biomechanických metod v praxi.
19. Antropologie, antropometrie.
20. Dendrometrie.
21. Biomechanika zvířat.
22. Biomechanika rostlin.
Podmínky absolvování předmětu
Výskyt ve studijních plánech
Výskyt ve speciálních blocích
Hodnocení Výuky
Předmět neobsahuje žádné hodnocení.