Biomechanika II (FSI-RBI)

Akademický rok 2019/2020
Garant: doc. Ing. Zdeněk Florian, CSc.  
Garantující pracoviště: ÚMTMB všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Seznámit studenty s vybranými anatomickými pojmy podstatnými z bio-
mechanického hleldiska. Vymezit základní prvky a vazby kosterně
svalové soustavy a seznámit studenty s jejich mechanickými vlastnostmi.
Nastínit biomechanické problémy řešené na Ústavu mechaniky těles.
V rámci cvičení provést řešení dílčích biomechanických problémů.
Výstupy studia a kompetence:
Zvládnutí základních pojmů z biomechaniky kosterně svalové sou-
stavy. Přehled o mechanických vlastnostech vybraných tkání. Zna-
lost základních typů biomechanických úloh a problémů z dané obla-
sti . Přehled o řešených biomechanických problémech na UMT a
znalosti související se samostatným řešením vybraných úloh.
Prerekvizity:
Znalost základních pojmů pružnosti a pevnosti (napětí, hlavní napětí, deformace, obecný Hookeův zákon), základy lineární PP prutů a skořepin. Základy teorie mezních stavů (podmínky plasticity a křehké pevnosti).
Obsah předmětu (anotace):
Základní názvosloví kosterně svalové soustavy. Základní směry a roviny.
Stavba, vznik a vývoj kostí, mechanické vlastnosti kostí. Spojení kostí.
Kloub, vývoj kloubu, pohyby v kloubech a rozdělení kloubů. Klasifikace.
Kloub z mechanického hlediska. Základní prvky kosterně svalové soustavy, jejicjh popis z anatomického a mechanického hlediska. Vývoj biomechaniky kosterně svalové soustavy z hlediska výpočtového modelování.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny. Cvičení je zaměřeno na praktické zvládnutí látky probrané na přednáškách.
Způsob a kritéria hodnocení:
Aktivní účast na cvičení.
Kvalitní vypracování zadaných úloh.
Úspěšné zvládnutí testu základních znalostí.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na cvičení je povinná. Omluvená neúčast se nahrazuje samostatným vypracováním úloh podle pokynů vyučujícího.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1.Biomechanika kosterně svalové soustavy, specifika bio. problémů.
2.Označení základních částí lidského těla, rovin a směrů.
3.Stavba kostí, vznik, vývoj, tvar.
4.Mechanické vlastnosti kostí.
5.Spojení kostí tkání a klouby. Rozdělení, pohyby a mech. vlast. kloubů.
6.Kostra, základní části, rozdělení, význam a funkce z mech. hlediska.
7.Pánev, spojení na pánvi, klouby v pánevní oblasti, silové poměry.
8.Dolní končetina, části dolní končetiny, statická rovnováha.
9.Kostra horní končetiny, části, spojení na horní končetině.
10.Páteř, prvky, pohyby, poranění
11.Páteřní fixátory.
12.Hrudník, spojení na hrudníku a pohyby žeber.
13.Implantáty a aloplastiky.
    Cvičení s počítačovou podporou 1.Problémy z biomechaniky řešené na ÚMT.
2.Kyčelní spojení, rovnováha na dolní končetině při pomalé chůzi.
3.Kyčelní spojení, fyziologický stav, geometrie.
4.Patologické stavy kyčelního spojení.
5..Kontaktní úlohy a jejich řešení v MKP.
6.Deformačně - napjatostní analýza kyčelního spojení, příprava modelu.
7.Výpočet a rozbor napětí a deformace kyčelního spojení.
8.Chirurgické šrouby.
9.Příprava nap.-def. analýzy, šroub-kost.
10.Model MKP soustavy šroub-kost.
11.Výpočet a analýza nap.-def. poměrů v soustavě šroub-kost.
12.Protézy a fixátory.
13.Zápočtový test a zápočet.
Literatura - základní:
1. KŘEN, Jiří, Josef ROSENBERG a Přemysl JANÍČEK. Biomechanika. Plzeň: Západočeská univerzita, 1997. ISBN 80-7082-365-8.
2. Nigg B.M., Herzog W. Biomechanics of the Musculo-skeletal Systém, Třetí vydání. Wiley, 2007. ISBN: 978-0-470-01767-8
3. Valenta, Jaroslav a kol. Biomechanika. Academia Praha, 1985.
Literatura - doporučená:
1. Dungl Pavel a kol. Ortopedie, První vydání, Praha: Grada, 2005. ISBN 80-247-0550-8
2. KONVIČKOVÁ Svatava, VALENTA Jaroslav. Biomechanika člověka: svalově kosterní systém. II. díl, Nakladatelství ČVUT Praha, 2007, ISBN: 978-80-01-03896-3 (brož.)
3. Valenta Jaroslav, KONVIČKOVÁ Svatava. Biomechanika člověka: svalově kosterní systém. 1. díl, Nakladatelství ČVUT Praha, 2006, ISBN: 80-01-01452-5 (brož.)
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
M2A-P prezenční studium M-MET Mechatronika -- kl 5 Povinně volitelný 2 2 Z
M2A-P prezenční studium M-IMB Inženýrská mechanika a biomechanika -- kl 5 Povinně volitelný 2 2 Z