455-0049/01 – Biokybernetika (BKY)

Garantující katedraKatedra měřicí a řídicí technikyKredity4
Garant předmětuMgr. Petr TiefenbachGarant verze předmětuMgr. Petr Tiefenbach
Úroveň studiapregraduální nebo graduálníPovinnostpovinně volitelný
RočníkSemestrletní
Jazyk výukyčeština
Rok zavedení1992/1993Rok zrušení2002/2003
Určeno pro fakultyFEIUrčeno pro typy studiamagisterské
Výuku zajišťuje
Os. čís.JménoCvičícíPřednášející
PEN72 prof. Ing. Marek Penhaker, Ph.D.
TIE30 Mgr. Petr Tiefenbach
Rozsah výuky pro formy studia
Forma studiaZp.zak.Rozsah
prezenční Zápočet a zkouška 2+2

Cíle předmětu vyjádřené dosaženými dovednostmi a kompetencemi

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. Student po absolvování předmětu získává informace o principu vzniku, přenosu, zpracování a uchování informace v živých systémech. Předmět zapadá svou náplní do zaměření měřicí a řídicí technika v biomedicíně. Získané vědomosti a dovednosti v tomto předmětu a celého zaměření vytváří základní předpoklad znalostí biomedicínckého inženýrství.

Vyučovací metody

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. Student po absolvování předmětu získává informace o principu vzniku, přenosu, zpracování a uchování informace v živých systémech. Předmět zapadá svou náplní do zaměření měřicí a řídicí technika v biomedicíně. Získané vědomosti a dovednosti v tomto předmětu a celého zaměření vytváří základní předpoklad znalostí biomedicínckého inženýrství. 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. Stefan Silbernagl, Agamemnom Despopoulos: Atlas fyziologie člověka. Praha 1984. Wiliam F. Canong: 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: Test č.1, referát, závěrečný test č.2. Podmínky udělení zápočtu: Pro udělení zápočtu je potřeba získat min.10 bodů - max.20 bodů za prezentaci referátu.

E-learning

Další požadavky na studenta

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. Test č.1. 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 lase rové 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 č. 2.

Podmínky absolvování předmětu

Prezenční forma (platnost od: 1960/1961 letní semestr)
Název úlohyTyp úlohyMax. počet bodů
(akt. za podúlohy)
Min. počet bodů
Zápočet a zkouška Zápočet a zkouška 100 (145) 51
        Zkouška Zkouška 100  0
        Zápočet Zápočet 45  0
Rozsah povinné účasti:

Zobrazit historii

Výskyt ve studijních plánech

Akademický rokProgramObor/spec.Spec.FormaJazyk výuky Konz. stř.RočníkZLTyp povinnosti
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2002/2003 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava 4 volitelný odborný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2612T018) Elektronika a sdělovací technika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (10) Elektrické stroje a přístroje P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2642T004) Elektrické stroje, přístroje a pohony (20) Elektrické pohony a výkonová elektronika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3902T023) Inženýrská informatika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2001/2002 (M2612) Elektrotechnika a informatika (3907T001) Elektroenergetika P čeština Ostrava povinně volitelný stu. plán
2000/2001 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika (10) Měřící a řídící technika P čeština Ostrava 5 volitelný odborný stu. plán
2000/2001 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika (20) Řídící a informační systémy P čeština Ostrava 5 volitelný odborný stu. plán
2000/2001 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika (30) Měřící a řídící technika v biomedicíně P čeština Ostrava 5 volitelný odborný stu. plán
2000/2001 (M2612) Elektrotechnika a informatika (2601T004) Měřicí a řídicí technika (40) Automatizované systémy řízení P čeština Ostrava 5 volitelný odborný stu. plán

Výskyt ve speciálních blocích

Název blokuAkademický rokForma studiaJazyk výuky RočníkZLTyp blokuVlastník bloku