450-2016/01 – Základy biokybernetiky (ZBKY)

Garantující katedraKatedra kybernetiky a biomedicínského inženýrstvíKredity2
Garant předmětudoc. Ing. Martin Augustynek, Ph.D.Garant verze předmětudoc. Ing. Martin Augustynek, Ph.D.
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostvolitelný odborný
Ročník1Semestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení2010/2011Rok zrušení2020/2021
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiabakalářské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
AUG011 doc. Ing. Martin Augustynek, Ph.D.
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet 1+1

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

Student po absolvování předmětu získává informace o principu vzniku, přenosu, zpracování a uchování informace v živých systémech. Předmět zapadá svou náplní do mezioborového bakalářského oboru se zaměřením na specialistu biomedicínského technika ve zdravotnických zařízeních.

Vyučovací metody

Přednášky
Individuální konzultace
Cvičení (v učebně)

Anotace

Studium obecných principů vzniku, přenosu, zpracování a uchování informace v živých systémech, modelování a simulace biologických systémů a studium způsobů jejich řízení za fyziologických a patologických podmínek. Základ tvoří buňka, biologické membrány, biotermodynamika a biofyzikální chemie. Studium vlastností biologických systémů se zabývá neurofyziologií, nervovým, dýchacím, pohybovým a cévním systémem, činností srdce, genetickou informací, senzorickými systémy a náhrady orgánových funkcí.

Povinná literatura:

Samson Wright Klinická fyziologie Praha 1987. Silbernagl,S.-Despopoulos,A. Atlas fyziologie člověka. Praha 1984. Canong,W.F. Přehled lékařské fyziologie. Praha 1976. Hrazdíra,I. Biofyzika. Praha, Avicenum 1990. Nečas,O. Biologie. Praha, Avicenum 1982. Dvořák - Maršík - Andrej Biotermodynamika. Praha, Akademia, 1985.

Doporučená literatura:

Tiefenbach,P. Biokybernetika, Sylaby na WWW stránkách katedry, 2002

Forma způsobu ověření studijních výsledků a další požadavky na studenta

Průběžná kontrola studia: Semestrální projekt a zápočtový test. Podmínky udělení zápočtu: Pro udělení zápočtu je potřeba zpracovat projekt (odevzdat dokument + prezentovat projekt) a absolvovat úspěšně zápočtový test. Celkové hodnocení zápočtu – Projekt 35 bodů (min 18b ), zápočtový test 50 bodů (min 25b) Pro udělení zápočtu je vyžadována povinná účast na cvičeních minimálně 80% z proběhlých vyučovacích hodin.

E-learning

Další požadavky na studenta

Žádné další požadavky na studenta nejsou kladeny

Prerekvizity

Předmět nemá žádné prerekvizity.

Korekvizity

Předmět nemá žádné korekvizity.

Osnova předmětu

Přednášky: Fyziologické principy. Energie a životní procesy. Struktura organismů v živé přírodě. Buňka,mikroskopická a submikroskopická struktura. Základní procesy. Biologické membrány I. Struktura a funkce. Chemické potenciály. Podmínky rovnováhy v heterogenních soustavách. Biologické membrány II. Membránové iontové kanály. Přenašečové systémy pro transport iontů přes membránu. Biotermodynamika I. Úvod do termodynamiky. Termodynamika ži vých systémů, entropie. Biotermodynamika II. Strukturní termodynamika. Termodynamika biologické evoluce. Neurofyziologie. Přenášení a zpracovávání informace v biologických systémech. Nervová, hormonální a humorální úroveň jejich řízení. Nervový systém. Struktura nervového systému, možnosti řízení na jednotlivých úrovních. Centrální nervový systém. Nervové vlákno, náhradní schéma a rovnice šíření vzruchu. Genetické informace. Přenos genetické informace na úrovni bioinformačních makromolekul. Srdce. Činnost srdce a význam regulačních mechanismů při zátěži. Cévní systém. Význam cévního řečiště pro oběh, možnosti a význam jeho regulace. Dýchací systém. Řízení činnosti dýchacího systému. Funkce plic a její regulace v extrémních podmínkách. Pohybový systém. Vazba mezi elektrickým podrážděním a mechanickou odezvou svalové buňky. Biomechanika pohybového systému. Senzorické systémy. Fyzikálně chemické principy smyslového vnímání. Formy, mechanismus. Senzorická funkce nervového systému. Biologický princip smyslového vnímání a možnosti jeho narušení. Náhrady orgánových funkcí. Náhrada a podpora funkce vnitřních orgánů. Náhrada funkce ledvin, srdce a plic. Stimulátory externí a implantibilní. Laboratoře: Základní pojmy, zadání referátu z odborné literatury Mechanismy transportu látek přes biologické membrány. Ilustrační příklady. Zadání semestrální práce. Membránové napětí a membránové proudy, metody měření a analýzy. Modelování chemických a biologických dějů. Termodynamika základních biologických jevů, aplikace strukturní termodynamiky. Příklady zpětných vazeb v organismu s demostrací jejich významu pro fyziologickou činnost. Návštěva laboratoře lékařské psychologie. Psychologický test s vyhodnocením a demonstrace metodik lékařské psychologie. Návštěva genetické laboratoře s demonstrací základních modelů přenosu genetické informace. Genetika člověka. Demonstrace zátěžového testu ve funkční laboratoři kardiopulmonální diagnostiky. Demonstrace regulačních mechanismů, ovlivňujících reakci oběhu na fyzickou zátěž. Objektivizace prokrvení periferie končetin pomocí laserové fotopletysmografie s demonstrací změn průtoku krve v závislosti na změnách vnějšího prostředí (chlad, teplo). Demonstrace vyšetření funkce plic a změn klidové plicní ventilace na vybrané vnější podněty. Návštěva pracoviště technické ortopedie. Myoelektrické protézy, měření svalových potenciálů. Demonstrace akustického vjemu a jeho vnímání, regulace a kvantifikace. Přednesení zadaného referátu. Hemodialýza, hemofiltrace, hemoperfúze. Mimotělní krevní oběh. Dávkovače inzulínu. Kardiostimulace a defibrilace. Test zápočtový.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 2011/2012 zimní semestr, platnost do: 2020/2021 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet Zápočet 85 (85) 43
        Písemka Písemka 50  25
        Jiný typ úlohy Jiný typ úlohy 35  18
Rozsah povinné účasti: Průběžná kontrola studia: Semestrální projekt a zápočtový test. Podmínky udělení zápočtu: Pro udělení zápočtu je potřeba zpracovat projekt (odevzdat dokument + prezentovat projekt) a absolvovat úspěšně zápočtový test. Celkové hodnocení zápočtu – Projekt 35 bodů (min 18b ), zápočtový test 50 bodů (min 25b). Účast na cv min 80%

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2019/2020 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2018/2019 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2017/2018 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2016/2017 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2015/2016 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2014/2015 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2013/2014 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2012/2013 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2011/2012 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán
2010/2011 (B2649) Elektrotechnika (3901R039) Biomedicínský technik P čeština Ostrava 1 volitelný odborný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku