Биомеханика локомоторног система

ID: 0800
врста предмета: стручно-апликативни
носилац предмета: Лазаревић П. Михаило
извођачи: Лазаревић П. Михаило
контакт особа: Лазаревић П. Михаило
ниво студија: основне академске студије
ЕСПБ: 4
облик завршног испита: усмени
катедра: катедра за механику

извођења

  • 5. семестар, позиција 5

циљ

Упознавање студената са применом фундаменталних принципа и закона биомеханике у циљу разумевања и проучавања локомоторног система човека (ЛСЧ)- предвиђање функционалних кретања/покрета,мировање човека. Формирање одговарајућих модела ЛСЧ,могућност симулације на бази истих у циљу потврде експеримeнталних података,могућност примене у рехабилитационе сврхе .Омогућава се потенцијална сарадња са стручњацима из области медицине,спорта,итд. односно рад у специјализованим клиничким установама.

исход

По успешном завршетку овог курса, студенти би требало да буду оспособљени да: •Примењују основне принципе и законе механике/биомеханике у циљу разумевања и проучавања локомоторног система човека (ЛСЧ) •Одреде антропометријске величине ЛСЧ •Утврде најзначајније биомеханичке особине мишића, костију, лигамената, тетива, плућа, кардиоваскуларног система •Формирају биомеханичке моделе мишића, (Хилов модел,...) •Формирају једноставније кинематичке/динамичке биомеханичке моделе ЛСЧ, у задацима мировања (стајања), ходања, трчања, •Нумерички симулирају претходно формиране биомеханичке моделе уз коришћење програмског окружења (МATLAB и сл.) •Анализирају енергетске аспекте ЛСЧ •Изабере одговарајућу ендопротезу зглоба кука на основу претходно спроведене биомеханичке анализе

садржај теоријске наставе

Основни појмови антропометрије и елемената функционалне анатомије;Биомеханика људских екстремитета и осталих функционалних делова људског тела. Биомеханичке особине костију,мишића,зглобова, тетива и лигамената. Биомеханика рамена,лакта,шаке, кичме,кука,стопала-реолошки модели. Статика мишићно-скелетног система човека. Појам локомоције,врсте.Кинематика локомоторног система човека (ЛСЧ) и моторних задатака. Задатак директне и инверзне динамике ЛСЧ.Кретање,енергетски аспекти:рад, енергија, снага. Биомеханика унутрашњих органа и органских система.Основни појмови биомеханика ткива. Основе кинематичких механизама. Модел механизма ЛСЧ у облику кинематичког ланца са гранањем–диференцијалне једначине кретања(ДИФЈ)–пример горњи део тела;пример затвореног кинематичког ланца: бипедално кретање.Биомеханика ходања/бипедалног кретања.Ортопедска биомеханика

садржај практичне наставе

Примери одређивања антропометријских података. Модели мишића: скелетни,глатки, срчани,модели костију, кичменог стуба. Примери решавања задатака кинематике и динамике ЛСЧ. Енергетска анализа и анализа напона:разни примери. Пример кардиоваскуларног, нервног и респираторног система. Примери биомеханичких органа.Примери модела ЛСЧ у облику кинематичких ланаца-разни случајеви. Математичко моделирање кретања тела и интеракције са околином. Примери локомоторног кретања: ходања, трчања, спортски покрети. Компјутерске методе и технике у биомеханици( MKE, МАТЛАБ,...) са применом. Биомедицинска мерења, инструментација и опрема. Примери модела протетичких/ортотичких механизама- примена у рехабилитацији. Разни проблеми ЛСЧ.

услов похађања

пожељни:Механика1,2,3,Основе биомедицинског инжењерства,Анатомија и физиологија човека

ресурси

[1]Y.Fung,Biomechanics:Mechanical Properties of Living Tissues,Springer,2000.(КСЈ) [2]Winter,D.A.Biomechanics of Human Movement,John Wiley&Sons,1990.(КСЈ) [3]Nordin M,Frankel V,Basic biomechanics of the musculoskeletal system,Lea &Febiger,London,1980.(КСЈ) [4]Tozeren A.Human Body Dynamics-Classical Mechanics and Human Movement, Springer Verlag,2000.(КСЈ) [5]Лазаревић М.Основе биомеханике,(скрипта у припреми),2011. [6]Писани изводи са предавања(handouts), [7] Cyberbotics Webots - софтверски пакет [8]MATLAB,CATIA,софтверски пакети

фонд часова

укупан фонд часова: 45

активна настава (теоријска)

ново градиво: 8
разрада и примери (рекапитулација): 10

активна настава (практична)

аудиторне вежбе: 6
лабораторијске вежбе: 3
рачунски задаци: 4
семинарски рад: 0
пројекат: 2
консултације: 2
дискусија/радионица: 0
студијски истраживачки рад: 0

провера знања

преглед и оцена рачунских задатака: 2
преглед и оцена лабораторијских извештаја: 0
преглед и оцена семинарских радова: 1
преглед и оцена пројекта: 1
колоквијум са оцењивањем: 2
тест са оцењивањем: 1
завршни испит: 3

провера знања (укупно 100 поена)

активност у току предавања: 10
тест/колоквијум: 45
лабораторијска вежбања: 0
рачунски задаци: 0
семинарски рад: 0
пројекат: 15
завршни испит: 30
услов за излазак на испит (потребан број поена): 35

литература

Duane Knudson,Fundamentals of Biomechanics,Springer Science+Business Media, LLC,2007.; D. Schneck, J. Bronzino,Biomechanics : principles and applications, CRC PressLLC,2003.; Y. Hong and R. Bartlett,Routledge Handbook of Biomechanics and Human Movement Science,Routledge,2008.; C. Oomens, M. Brekelmans, F. Baaijens,Biomechanics: Concepts and Computation,Cambridge University Press,,2009; S. Cowin, S. B.Doty,Tissue Mechanics, Springer Science+Business Media, LLC,2007;