BIOKYBERNETIKA Organizace výuky BIO/LS 2016

Kontakty Ing. Lucie Houdová, Ph.D. – přednášející, cvičící Místnost: UN526 Konzultační hodiny: Středa – M.Sc. Daniel Georgiev, Ph.D. – přednášející, UN528 Ing. Miroslav Jiřík – přednášející, UN533

Podmínky Zp a Zk  Zápočet:  prezentace na přednášce na téma Aplikace biokybernetiky v praxi (cca 7-10 minut)  semestrální práce na vybrané téma Aplikace biokybernetiky v praxi (cca 6 stran)  Zkouška:  písemná práce (test) z odpřednesené a procvičené látky + ústní rozbor tématu SP  předtermín

Sylabus předmětu BIOKYBERNETIKA  Organizace výuky. Témata semestrálních prací, jejich stručná charakteristika.  Úvod do biokybernetiky – definice, oblasti zájmu, biomedicínské inženýrství. Základní pojmy, živý systém, klasická“ biokybernetická témata – přehled speciálních technik a nástrojů.  Přehled aplikace analýz systémového inženýrství na biologické problémy 1 (modelování a simulace fyziologických systémů)  Přehled aplikace analýz systémového inženýrství na biologické problémy 2 (modelování a simulace fyziologických a biologických systémů)  Biokybernetika jako rozmezí biomedicíny a biotechnologie  Další aplikace kybernetických přístupů v lékařské praxi – zdravotnické informační systémy, lékařské rozhodovací procesy, lékařská informatika, zpracování medicínských dat  Přehled oblasti Syntetické biologie  Historie genetické manipulace  Základní části a nástroje používané v Syntetické biologii  Aplikace metod Syntetické biologie a výzvy do dalšího století  Lékařské zobrazovací techniky a metody modelování/zpracování obrazových dat  Aplikace zpracování obrazových dat v lékařské praxi

Možná a nelimitující témata prezentací na další přednášky  Přehled aplikace analýz systémového inženýrství na biologické problémy (modelování a simulace fyziologických a biologických systémů), fyziologické regulace, pomezí biomedicíny a biotechnologie :  biokybernetika jako vědní obor  model šíření vzruchu po nervových vláknech  modelování funkce dýchání – model elasticity plic, Grodinsův model dýchání  Bergmannův model cukrovky  farmakokinetické modely  jakékoliv biologické modely za využití metod kompartmentového modelování – např. model základních funkcí ledvin, RAAS systém, modelování metabolismu  populační modely – jednodruhové a vícedruhové populace  epidemiologické modely – SIR modely (např. modelování šíření angíny či venerických chorob)  využití buněčných automatů na modelování tkáňového bujení či šíření epidemií  modely termoregulace  Van der Polův model srdeční činnosti  návrh kardiostimulátoru/defibrilátoru

Doporučená literatura  Wünsch Z. a kol. Základy biokybernetiky a modelování. Praha SPN, ISBN  Eck V.; Razím M. Biokybernetika. 1. vyd. Praha: ČVUT, ISBN  Svatoš J. Biologické signály I. Geneze, zpracování a analýza. 2.vyd. Praha: ČVUT, ISBN  Holčík J., Fojt O. Modelování biologických systémů (Vybrané kapitoly). Brno: VUT, ISBN  Trojan S. a kol. Lékařská fyziologie. 4. vyd, přeprac. a dopl. Praha: Grada, ISBN  Bronzino J.D. The Biomedical Engineering Handbook. 3rd edition. Boca Raton: CRC Press, ISBN