Biomehanika

Prikazani su podaci za akademsku godinu: 2024./2025.

Nositelji

Prof. dr. sc.
Tanja Jurčević Lulić

Opis predmeta

Predmet obuhvaća biomehaniku potpornog tkiva, biomehaniku lokomotornog sustava, dentalnu biomehaniku, određivanje naprezanja u pojednostavljenim modelima koštanog i mekog tkiva te mjerenje, modeliranje i analizu ljudskog gibanja.

Studijski programi

Sveučilišni diplomski
[FER3-HR] Biomedicinsko inženjerstvo - studij
(1. semestar)

Ishodi učenja

  1. analizirati i riješiti jednostavniji biološki problem primjenjujući principe mehanike
  2. kreirati žičani i inercijski model čovjeka
  3. izračunati parametre potrebne za analizu ljudskog gibanja i statičkih položaja tijela
  4. izračunati analitički naprezanja u pojednostavljenim biološkim strukturama
  5. pripremiti 3D model biološkog tkiva prikladan za analizu numeričkim metodama
  6. osmisliti mjerenja ljudskog gibanja i eksperimente ponašanja bioloških tkiva pod opterećenjem

Oblici nastave

Predavanja

Auditorne vježbe

Samostalni zadaci

Laboratorij

Tjedni plan nastave

  1. Predavanja: Uvod, povijesni razvoj, podjela, modeli u biomehanici, doprinos biomedicinskom inženjerstvu i zdravstvu, Vježbe: Mogućnost primjene biomehanike u inženjerstvu i tehnici
  2. Predavanja: Principi statike, kinematike i dinamike u biomehanici, naprezanja i deformacije; biomehanika potpornog tkiva – vezivno, hrskavično i koštano tkivo, Vježbe: Modeli u biomehanici
  3. Predavanja: Koštano tkivo – mehanička svojstva, zamor, funkcijska prilagodba, modeli koštane pregradnje, biomehanika loma i regeneracije kosti, Vježbe: Eksperimentana mehanika biološkog tkiva, određivanje mehaničkih svojstava, metode
  4. Predavanja: Mehanička svojstva hrskavice; biomehanika zglobova - stupnjevi slobode gibanja, pokretljivost, čvrstoća, podmazivanje zglobne hrskavice; biomehanika kralježnice, Vježbe: Eksperimentana mehanika biološkog tkiva, određivanje mehaničkih svojstava, oprema, optički mjerni sustavi za bezkontaktno ispitivanje
  5. Predavanja: Mehanička svojstva vezivnih struktura, biomehanika mekog tkiva -struktura, ponašanje i mehanička svojstva, kolagen, elastin; biomehanika kože; biomehanika mišića – podražljivost, jednadžba kontrakcije, modeli procjene mišićne sile, Vježbe: Eksperimentana mehanika biološkog tkiva, određivanje mehaničkih svojstava, uzorci
  6. Predavanja: Statička, kinematička i dinamička antropometrija; određivanje mase dijelova tijela, Vježbe: Određivanje mase dijelova tijela
  7. Predavanja: Biomehanički modeli za analizu i simulaciju gibanja, kinematička shema kostura, žičani i inercijski model, Vježbe: Izrada žičanog i inercijskog modela
  8. Predavanja: Mjerenje ljudskog gibanja - povijest, sustavi za snimanje pokreta i sila, Vježbe: Upoznavanje s opremom – platforma za mjerenje sile i sustav za praćenje gibanja
  9. Predavanja: Modeliranje, analiza i simulacija ljudskog gibanja – dinamika sustava krutih i čvrstih tijela, određivanje orijentacije, direktna i inverzna dinamička metoda, Vježbe: Statički položaji tijela -mjerenje na platformi za određivanje sile i kontaktnog pritiska
  10. Predavanja: Dentalna biomehanika – opterećenje zubnog tkiva i ugrađenih biomaterijala, biomehanika ortodontskog pomaka, Vježbe: Mjerenje gibanja - kinematička analiza snimljenog gibanja, primjena inverzne dinamičke metode za snimljeno gibanje, određivanje opterećenja u zglobovima
  11. Predavanja: Primjena CT i MRI u izradi 3D modela tkiva, Vježbe: Uvod u program za izradu 3D modela tkiva na temelju CT ili MRI snimki te izrada 3D modela tkiva (individualni zadaci)
  12. Predavanja: Biomehanika disanja – pojednostavljeni model, strujanje u bronhalnom stablu, Vježbe: Model i računanje strujanja u bronhalnom stablu
  13. Predavanja: Biomehanika srednjeg uha - pojednostavljeni model, određivanje sila i tlakova, Vježbe: Model i računanje sila i tlakova u srednjem uhu
  14. Predavanja: Membranska naprezanja u biomehanici - biomehanika ovojnice oka, membranska naprezanja crvenih krvnih stanica, Vježbe: Model i računanje membranskih naprezanja (primjer: ovojnica oka, eritrociti)
  15. Predavanja: Kolokvij, Vježbe: Analiza i rasprava o napravljenim 3D modelima tkiva

Literatura

(.), D.A.Winter, Biomechanics and Motor Control of Human Movement, Wiley & Sons, 2009,
Vasilije Nikolić i suradnici (2011.), Principi biomehanike, Naknada Ljevak
(.), Christopher L Vaughan, Brian L Davis, Jeremy C O’Connor, Dynamics of Human Gait, Human Kinetics, 1992,

Izvedba

ID 261424
  Zimski semestar
5 ECTS
R3 Engleski jezik
R1 E-učenje
30 Predavanja
0 Seminar
8 Auditorne vježbe
7 Laboratorijske vježbe
0 Konstrukcijske vježbe
0 Vježbe tjelesnog odgoja