Fysiologiska modeller och beräkningar
Physiological Models and Computations

FRTF01, 5.0 högskolepoäng, G2 (Grundnivå, fördjupad)

Gäller för: 2026/27
Fakultet: Lunds tekniska högskola
Beslutad av: Programledning F/Pi
Beslutsdatum: 2026-04-14
Ikraftträdande: 2026-05-18

Allmänna uppgifter

Huvudområde: Teknik Fördjupning: Grundnivå, kurs/er som inte kan klassificeras
Obligatorisk för: BME3
Undervisningsspråk: Kursen ges på engelska

Syfte

Kursen syftar till att introducera viktiga områden, begrepp och metoder inom fysiologisk modellering. Fokus läggs på dynamiska system inom fysiologi och hur dessa kan beskrivas, simuleras och analyseras med hjälp av systemmodeller som bygger på differentialekvationer.

Mål

Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten

• ha en förståelse för dynamiska fysiologiska förlopp och identifiera deras förekomst i olika organsystem;
• ha förståelse för relevans, styrka och begränsningar hos dynamiska modeller av fysiologiska system;
• känna till hur olika typer av differentialekvationsbaserade modeller kan användas för att beskriva, simulera och analysera fysikaliska förlopp;
• ha förståelse för hur de till synes olika fysiologiska system som betraktas passar väl in i det ramverk för modellering som byggs upp under kursen.

Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten

• kunna bryta ned modelleringsproblem i mindre delproblem;
• kunna göra grundläggande kvantitativ analys av olika fysiologiska system, innefattande såväl enhetsanalys som rimlighetsanalys av modellens tidsskala och storleken på interna tillstånd och signaler;
• 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;
• utveckla förmåga att kommunicera med sjukvårdspersonal och medicinska forskare om fysiologisk modellering och tekniska system.

Kursinnehåll

• Fysiologisk komplexitet: statik, jämvikt, homeostas, dynamik, simulering.
• Modellering: dynamiska system, differentialekvationer, linjär dynamik, överföringsfunktioner, compartment-modeller.
• Linjär dynamik: linjärisering av olinjär dynamik, tillståndsform, överföringsfunktioner, tids- och frekvenssvar, kretsekvivalenter, blockdiagram.
• Simulering: ODE-lösare, implementering av simuleringsmodeller i mjukvara.
• Modellering och mätdata.
• Exempel på fysiologiska system som förekommer i kursen: Enzymdynamik: Michalis Menten-kinetik. Farmakokinetik: compartmentmodeller. Biomekanik: konstitutiva modeller. Andningssystemets dynamik och blodkärlsdynamik: Windkesselmodeller.

Kursens examination

Betygsskala: TH - (U, 3, 4, 5) - (Underkänd, Tre, Fyra, Fem)
Prestationsbedömning:

Skriftlig tentamen. Obligatoriska quiz. Grupparbete med muntlig redovisning. Projektarbete i grupp med skriftlig redovisning och muntlig redovisning. Vid färre än fem anmälda kan omtentamina ges på muntlig form.

Om så krävs för att en student med varaktig funktionsnedsättning ska ges ett likvärdigt examinationsalternativ jämfört med en student utan funktionsnedsättning, så kan examinator efter samråd med universitetets avdelning för pedagogiskt stöd fatta beslut om alternativ examinationsform för berörd student.

Moduler
Kod: 0124. Benämning: Fysiologiska modeller och beräkningar.
Antal högskolepoäng: 4.0. Betygsskala: TH - (U, 3, 4, 5). Prestationsbedömning: Godkänd tentamen
Kod: 0224. Benämning: Inlämningsuppgift.
Antal högskolepoäng: 0.0. Betygsskala: UG - (U, G). Prestationsbedömning: Godkänd inlämningsuppgift
Kod: 0324. Benämning: Projekt.
Antal högskolepoäng: 1.0. Betygsskala: UG - (U, G). Prestationsbedömning: Skriftlig rapport och muntlig presentation
Kod: 0424. Benämning: Quiz.
Antal högskolepoäng: 0.0. Betygsskala: UG - (U, G). Prestationsbedömning: Godkända quiz

Antagningsuppgifter

Förutsatta förkunskaper: FMAB45/50/60 Endimensionell analys A1/A2/A3, FMAB20 Linjär algebra och BMEA05 Signaler och system.
Begränsat antal platser: Nej

Kurslitteratur

• Kristian Soltesz: Dynamical Modeling of Physiology. Open Books at Lund University, 2024, ISBN: 978-91-8104-018-0. Tillhörande övningshäfte samt formelsamling kommer att finnas gratis tillgängliga som pdf för studenter som följer kursen.
  https://doi.org/10.37852/oblu.258

Kontaktinfo

Kursansvarig: Kristian Soltesz, kristian.soltesz@control.lth.se
Studierektor: Björn Olofsson, bjorn.olofsson@control.lth.se
Examinator: Kristian Soltesz, kristian.soltesz@control.lth.se
Hemsida: https://canvas.education.lu.se/courses/37223