Biomechanika III - srdečně-cévní (FSI-RBM)

Akademický rok 2026/2027
Garant: prof. Ing. Jiří Burša, Ph.D.  
Garantující pracoviště: ÚMTMB všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Typ předmětu: oborový předmět
Cíle předmětu:
 
Výstupy studia a kompetence:
 
Prerekvizity:
 
Obsah předmětu (anotace):
 
Metody vyučování:
 
Způsob a kritéria hodnocení:
Aktivní účast na cvičeních, úspěšné absolvování testu základních teoretických znalostí, na jehož základě probíhá hodnocení studenta.
Účast na cvičení je povinná. Omluvená neúčast se nahrazuje samostatným vypracováním úloh podle pokynů vyučujícího.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
 
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 2 hod. nepovinná                  
    Cvičení s počítačovou podporou  13 × 1 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška

1.Úvod, struktura a náplň předmětu, mechanické vlastnosti měkkých biologických tkání a jejich experimentální určování.
2. Základní medicínské informace o srdečně-cévní soustavě.
3. Mechanické vlastnosti buněk a jejich výpočtové modelování.


4. Anatomie a fyziologie srdce, EKG, Starlingův zákon, p-V diagramy.


5. Anatomie, histologie a fyziologie cév. Složení cévní stěny a její mechanické komponenty. 
6.  Uspořádání kolagenních vláken. Charakteristiky proudění v tepnách, průtočné odpory.


7. Složení a reologické vlastnosti krve, rychlostní profily, Fahraeusův-Lindqvistův efekt.
8. Teorie pulzačního proudění, Moens-Kortewegova rovnice, Womersley profily.
9. Mechanické ovlivnění sklerotických procesů v tepnách a principy lékařských zákroků. Arteriální stenty.


10.Cévní náhrady, členění, vlastnosti, použití. Výroba cévních protéz.


11.Přirozené a umělé srdeční chlopně, principy funkce, přehled produktů.
12.Podpůrná srdeční čerpadla a totální srdeční náhrady ("umělá srdce").
13.Současné možnosti výpočtového modelování srdečně-cévní soustavy.
    Cvičení s počítačovou podporou

1.-2.  MKP model živočišné buňky. 
3.-4. MKP model levé srdeční komory.
5.-6. MKP model aorty, zbytková napjatost.
7.-8. Určování zbytkových napětí v tepně pomocí metody objemového růstu (fiktivní teploty).
9.-10. Experiment - pulzační tok v pružné trubici.
11.-12. FSI simulace proudění v tepnách
13. Zápočet
Literatura - základní:
1. Ethier, Simmons: Introductory biomechanics. Cambridge University Press, 2007.
2. Fung: Biomechanics. Mechanical properties of living tissues.Springer, 1993.
3. Holzapfel G.A., Ogden R.W.: Biomechanics of soft tissue in cardiovascular system. Springer 2003.
4. Humphrey: Cardiovascular solid mechanics. Cells, Tissues and Organs.Springer, 2002.
Literatura - doporučená:
1. HOLIBKOVÁ, Alžběta a Stanislav LAICHMAN. Přehled anatomie člověka. 5. vyd. Olomouc: Univerzita Palackého v Olomouci, 2010. ISBN 978-80-244-2615-0.
2. Křen J., Rosenberg J., Janíček P.: Biomechanika. Vydavatelství ZČU, 1997.
4. Trojan S. , Schrieber M.: Atlas biologie člověka. Scientia, 2013
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
N-IMB-P prezenční studium BIO Biomechanika -- kl 6 Povinný 2 2 Z
C-AKR-P prezenční studium CZS Předměty zimního semestru -- kl 6 Volitelný 1 1 Z