22475 Vævs- og bevægeapparatets biomekanik DTU

2024/2025

Kursusinformation
Tissue and movement biomechanics DTU
Engelsk
10
Kandidat
Retningsspecifikt kursus (MSc), Biomedical Engineering
Teknologisk specialisering (MSc), Biomedical Engineering
E2 (man 13-17, tors 8-12)
Campus Lyngby
Der udføres en laboratorie-øvelse på Panum Instituttet.
Forelæsninger, opgaveregning, laboratorieøvelser, hjemmeopgaver og rapporter
13-uger
E2A, F2A, Eksamen vil som regel forløbe over to dage
Mundtlig eksamen og bedømmelse af opgave(r)
Eksamen består af obligatoriske hjemmeopgaver (1/3 af samlede karakter) og en mundtlig eksamen (2/3 af samlede karakter). Begge delprøver bedømmes med delkarakterer. Aflevering og godkendelse af rapporter i løbet af kurset er en eksamensforudsætning.
20 minutter uden forberedelse
Alle hjælpemidler - med adgang til internettet
7-trins skala , ekstern censur
41501 , Styrkelære, mekanik, vektoranalyse
Jørgen Arendt Jensen , Lyngby Campus, Bygning 349, Tlf. (+45) 4525 3924 , jaje@dtu.dk
René Brüggebusch Svensson (Primær kontaktperson) , rensve@dtu.dk
22 Institut for Sundhedsteknologi
I studieplanlæggeren
Overordnede kursusmål
Målet med kurset er at give en grundig introduktion til fænomenologien og fundamentale principper i vævsbiomekanik. Fokus vil være på menneskets hofteled, store sener samt karvæggen i arterier/vener. Der undervises både i anatomien og fysiologien såvel som modellering af den mekaniske opførsel i de nævnte strukturer.
Som studerende skal du skrive rapporter, som beskriver øvelser udført i kurset. Rapporterne skal afleveres i løbet af kurset og er adgangsgivende til den endelige mundtlige eksamen. Desuden indgår der obligatoriske hjemmeopgaver som bedømmes med karakter og indgår som en deleksamen.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
  • opskrive de grundlæggende mekaniske bevarelseslove.
  • anvende grundlæggende vektor og tensor matematik til at løse et biomekanisk problem.
  • anvende argumenter for symmetri til at bestemme relevante materiale-parametre/​​egenskaber.
  • forklare den fysiske betydning af konstitutive ligninger.
  • formulere biomekaniske modeller for forskellige vævstyper.
  • beskrive anatomien og fysiologien af menneskets hofteled, store sener og arterier/vener.
  • indsamle eksperimentel data, som kan anvendes til randbetingelser i en biomekanisk model.
  • løse et biomekanisk problem ved hjælp af finite element metoden.
  • opsummere og evaluere betydningen af modelresultater.
  • skrive rapporter som opfylder grundlæggende krav til videnskablig kommunikation.
  • præsentere en videnskabelig artikel indenfor et afgrænset biomekanisk emne for medstuderende.
Kursusindhold
I kurset gennemgår vi anatomien og fysiologien af menneskets hofteled, store sener og karvæggen i arterier/vener. Desuden gennemgås den nødvendige del af vektor- og tensoranalysen, der anvendes i undersøgelsen af biomekaniske problemstillinger. Den matematiske formalisme anvendes efterfølgende til at formulere de grundlæggende bevarelsesprincipper og forskellige typer af konstitutive ligninger. Tilsammen danner disse basis for al biomekanisk modellering. Eksempler inkluderer elastiske, visko-elastiske og hyperelastiske vævsmaterialer.
Vi vil læse og diskutere videnskabelige artikler, der beskriver biomekaniske problemstillinger for at give dig indsigt i hvorledes forskning udføres inden for disse områder.
Endelig omfatter kurset eksperimentelt arbejde, hvor du skal indsamle data til at analysere en given biomekanisk problemstilling. På Panum Instituttet vil der blive demonstreret metoder til opsamling af biomekanisk data. Gennem kurset vil du få tid til at opstille finite element modeller til at analysere problemstillinger, hvor du har indsamlet det nødvendige eksperimentelle data. Du skal aflevere skriftlige rapporter for øvelserne, som beskriver dine resultater og konsekvensen af disse. Rapporterne skal godkendes og er adgangsgivende til den afsluttende mundtlige eksamen.
Litteraturhenvisninger
Kursusmaterialet er primært uddrag fra e-bøger tilgængelige via DTU FindIt:
1) J. D. Humphrey, S. L. O'Rourke: An Introduction to Biomechanics - solids and fluids, analysis and design, 2nd edition. Springer, 2015
2) F. Irgens: Continuum Mechanics. Springer, 2008
3) S. C. Cowin, S. B. Doty: Tissue Mechanics. Springer, 2007
4) J. D. Humphrey: Cardiovascular Solid Mechanics - cells, tissues and organs. Springer, 2002
Bemærkninger
E-learning anvendes i form af elektronisk baseret opgaverettelse.
Sidst opdateret
02. maj, 2024