Kursplan för
Fysiologiska modeller och beräkningar
Physiological Models and Computations
FRTF01, 5 högskolepoäng, G2 (Grundnivå, fördjupad)
Gäller för: Läsåret 2015/16
Beslutad av: Utbildningsnämnd B
Beslutsdatum: 2015-04-16
Allmänna uppgifter
Huvudområde: Teknik.
Obligatorisk för: BME3
Valfri för: Pi4
Undervisningsspråk: Kursen ges på engelska
Syfte
Kursen syftar till att introducera viktiga områden, begrepp och
metoder inom fysiologisk modellering jämte beräkningar och
kvantitativ jämförelse med medicinska mätdata och fenomen.
Förklaring av fysiologisk reglering via balansekvationer,
dynamiska system, återkopplingsprinciper och adaption.
Mål
Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten
- känna till människokroppens olika organsystem och hur de
fungerar ihop;
- känna till grundläggande principer för hur olika
fysiologiska fenomen kan mätas och analyseras; genom insikter om
kroppens såväl metaboliska, biomekaniska som bioelektriska
egenskaper.
Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten
- kunna bryta ned modelleringsproblem i mindre delproblem;
- kunna göra grundläggande kvantitativ analys av metaboliska,
biomekaniska och elektrofysiologiska frågeställningar;
- kunna applicera sina fysiologiska modelleringskunskaper i
simulering;
- kunna applicera fysiologisk modellering för att bedöma
rimligheten i medicintekniska lösningar.
Värderingsförmåga och förhållningssätt
För godkänd kurs skall studenten
- kunna tolka och diskutera information från medicinsk
litteratur;
- kunna kommunicera med sjukvårdspersonal och medicinska
forskare om fysiologisk modellering och tekniska system.
Kursinnehåll
- Fysiologisk komplexitet: material- & flödesbalans,
energibalans, statik, jämvikt, homeostas, oscillationer, dynamik,
återkoppling, adaptation
- Reglering i fysiologiska system: enzymer, hormoner,
- Modellering: differentialekvationer, dynamiska system,
impulssvar, störningar, överföringsfunktioner,
compartment-modeller.
- Simulering: Matlab, Simulink
- Modellering och mätdata, systemidentifiering
- Fysiologiska modeller:
- Enzymdynamik
- Radioaktiv spårämnesanalys och -omsättning
- Glukos- och Insulindynamik
- Biomekanisk reglering; postural reglering, pupilldynamik,
gripdynamik
- Nervcellsmodellering, Hodgkin-Huxley-modellen
- Farmakokinetik: administration, absorption, distribution,
elimination, metabolism, excretion
- Blodflödesreglering
- Temperaturreglering
Kursens examination
Betygsskala: TH
Prestationsbedömning: Skriftlig examen. Fyra inlämningsuppgifter och ett projekt.
Delmoment
Kod: 0114. Benämning: Fysiologiska modeller och beräkningar.
Antal högskolepoäng: 4. Betygsskala: TH. Prestationsbedömning: Godkänd tentamen
Kod: 0214. Benämning: Inlämningsuppgift 1.
Antal högskolepoäng: 0. Betygsskala: UG.
Kod: 0314. Benämning: Inlämningsuppgift 2.
Antal högskolepoäng: 0. Betygsskala: UG.
Kod: 0414. Benämning: Inlämningsuppgift 3.
Antal högskolepoäng: 0. Betygsskala: UG.
Kod: 0514. Benämning: Inlämningsuppgift 4.
Antal högskolepoäng: 0. Betygsskala: UG.
Kod: 0614. Benämning: Projekt.
Antal högskolepoäng: 1. Betygsskala: UG. Prestationsbedömning: Skriftlig rapport och muntlig presentation
Antagningsuppgifter
Förutsatta förkunskaper: FMAA01 Endimensionell analys, FMA420 Linjär algebra, TEK015 Människans fysiologi (eller TEK171 Kvantitativ humanfysiologi) och ETI265 Signalbehandling i multimedia.
Begränsat antal platser: Nej
Kurslitteratur
- C Cobelli & E. Carson: Introduction to Modeling in Physiology and Medicine. Academic Press, 2008, ISBN: 978-0-12-160240-6.
Kontaktinfo och övrigt
Kursansvarig: Prof Rolf Johansson, Rolf.Johansson@control.lth.se
Studierektor: Prof Karl-Erik Årzén, karlerik@control.lth.se
Hemsida: http://www.control.lth.se/Education/EngineeringProgram.html