Overordnede kursusmål
Introducere studerende til anvendelse af fluidmekaniske principper
i kliniske problemstillinger i det kardiovaskulære system, samt i
analyse af kardiovaskulære devices’ funktion og effekt.
Opstille og anvende matematiske modeller og metoder i
problemstillinger inden for fysiologisk fluidmekanik med fokus på
blodet strømning.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Analysere kliniske problemstillinger som hjertefejl
(septum-defekt og klapinsufficiens) og dyb venetrombose ved hjælp
af begreber fra fluidmekanik.
- Forklare virkningen af kardiovaskulære devices ud fra en
fluidmekanisk analyse.
- Redegøre for principperne i blodtryksmåling og liste mulige
målemetoder.
- Redegøre for og anvende fluiders basale mekaniske egenskaber,
kinematik og de gældende bevarelsessætninger for fluider.
- Opstille, reducere og evaluere fluidmekaniske modeller for en
klinisk relevant problemstilling og et kardiovaskulært device.
- Udlede Navier-Stokes ligning for usammentrykkelige væsker og
redegøre for alle elementer i Navier-Stokes ligning.
- Udlede og anvende Bernoullis ligning til analyse af flow
fænomener i det kardiovaskulære system.
- Bruge computersimuleringer i COMSOL Multiphysics til analyse af
kliniske problemstillinger og kardiovaskulære devices.
- Dokumentere og formidle teknisk og sundhedsfagligt information
i form af powerpoint præsentation, laboratoriejournal og
videnskablig artikel.
- Evaluere og give konstruktiv feedback på eget og andres
arbejde.
Kursusindhold
1. Kliniske problemstillinger: Hjertefejl (septum-defekt og
klapinsufficiens) og dyb venetrombose
2. Kardiovaskulær devices og behandlingsmetoder: Kunstige
hjerteklapper, vena cava filtre, blodtryksmåling med intrvaskulært
kateter
3. Blodtryksmåling: Klinisk måling af blodtryk, hydrostatisk tryk,
statisk og dynamisk tryk
4. Grundlæggende begreber: Kontinuitetsbegrebet, overflade- og
volumenkræfter, sammentrykkelighed, opdrift, overfladespænding og
kapillareffekten
5. Bernouillis ligning: Energimængde i væsker, tryk-volumen kurver
6. Væskers kinematik: Hastighedsfelt, flow rate, accelerationsfelt,
hastighedsgradienttensoren, rotation, aksial extension,
volumenekspansion, vinkeldeformation, deformationsratetensoren,
rotationstensoren
7. Massebevarelse på differentiel form og integralform, Lebniz
teorem, Gauss teorem, differentialoperatorer i cylinder
koordinatsystemet
8. Impulsbevarelse af systemvolumen udtrykt ved kontrolvolumen,
kræfter på et fluidelement, traktionsvektoren, divergens af en
dyade, divergens af en tensor, Cauchy´s ligning i kartesiske og
polære koordinatsystemer
9. Fluiders konstitutive ligninger: Symmetri i stress tensor,
symmetrier i isotrope fluiders stivhedstensor, Lamé konstanterne,
viscositet, Newtonske og ikke-Newtonske fluider
10. Navier-Stokes ligning: Divergens af stress tensoren,
Navier-Stokes ligning for sammentrykkelige og usammentrykkelige
fluider
11. Comsol simuleringer af blodets strømning i kliniske
problemstillinger og kardiovaskulære devices
12. Planlægning og udførelse af projektarbejde i grupper, samt
evaluering af eget og andres arbejde.
Litteraturhenvisninger
James R. Welty, Gregory L. Rorrer, David G. Foster: Fundamentals of
Momentum, Heat and Mass Transfer, 6th edition, John Wiley and Sons.
ISBN: 978-1-118-80887-0
Desuden benyttes et udvalg af e-bøger og videnskablige artikler,
der er tilgængelige gennem DTU FindIt, som baggrundslitteratur.
Bemærkninger
Kurset er et teknologisk linjefag på bacheloruddannelsen Medicin og
Teknologi.
Sidst opdateret
02. maj, 2022