Wydział Technologii i Inżynierii Chemicznej - Inżynieria w medycynie (S1)
Sylabus przedmiotu Modelowanie struktur anatomii i 3D-CAD implantów:
Informacje podstawowe
| Kierunek studiów | Inżynieria w medycynie | ||
|---|---|---|---|
| Forma studiów | studia stacjonarne | Poziom | pierwszego stopnia |
| Tytuł zawodowy absolwenta | inżynier | ||
| Obszary studiów | charakterystyki PRK, kompetencje inżynierskie PRK | ||
| Profil | ogólnoakademicki | ||
| Moduł | — | ||
| Przedmiot | Modelowanie struktur anatomii i 3D-CAD implantów | ||
| Specjalność | przedmiot wspólny | ||
| Jednostka prowadząca | Katedra Inżynierii Polimerów i Biomateriałów | ||
| Nauczyciel odpowiedzialny | Marek Żwir <Marek.Zwir@zut.edu.pl> | ||
| Inni nauczyciele | |||
| ECTS (planowane) | 4,0 | ECTS (formy) | 4,0 |
| Forma zaliczenia | zaliczenie | Język | polski |
| Blok obieralny | 6 | Grupa obieralna | 2 |
Formy dydaktyczne
Wymagania wstępne
| KOD | Wymaganie wstępne |
|---|---|
| W-1 | Grafika inżynierska |
Cele przedmiotu
| KOD | Cel modułu/przedmiotu |
|---|---|
| C-1 | Zapoznanie studentów z możliwościami i sposobami wykorzystania oprogramowania komputerowego klasy CAD i oprogramowania do komputerowej symulacji zjawisk fizycznych do opisu geometrii, modelowania morfologii i cech funkcjonalnych struktur anatomicznych organizmu oraz edoprotez i implantów |
Treści programowe z podziałem na formy zajęć
| KOD | Treść programowa | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| T-L-1 | Modelowanie przykładowych konstrukcji implantów i struktur anatomii z wykorzystaniem oprogramowania Fusion 360 | 10 |
| T-L-2 | Trójwymiarowe modelowanie cyfrowe implantów dopasowanych dopasowanych do struktur anatomii z wykorzystaniem wyników skanowania 3d i obrazów z systemów obrazowej diagnostyki medycznej | 10 |
| T-L-3 | Obliczenia naprężeń i odkształceń w cyfrowych modelach implantów i w modelach struktur anatomicznych z wykorzystaniem metody elementów skończonych | 10 |
| T-L-4 | Praktyczne rozwiązywanie problemów związanych z modelowaniem systemów zawierającego elementy biologiczne i elementy techniczne. Zastosowaniem modeli kompartmentowych. | 15 |
| 45 | ||
| wykłady | ||
| T-W-1 | Informacje wstępne o cyfrowych technikach modelowania obiektów trójwymiarowych | 1 |
| T-W-2 | Wykorzystanie uniwersalnego oprogramowania komputerowego do sporządzania trójwymiarowych cyfrowych modeli struktur anatomii i implantów (na przykładzie Fusion 360) | 3 |
| T-W-3 | Zastosowanie obrazowej diagnostyki medycznej i skanowania 3 d w projektowaniu implantów i cyfrowym modelowaniu trójwymiarowym struktur anatomicznych. | 3 |
| T-W-4 | Estymacja wielkości naprężeń i odkształceń w cyfrowych trójwymiarowych modelach implantów i struktur anatomii przy zastosowaniu metody elementów skończonych | 3 |
| T-W-5 | Wprowadzenie do modelowania kompartmentowego (modelowanie systemów zawierającego elementy biologiczne i elementy techniczne (np. sztuczna nerka). | 4 |
| T-W-6 | Zaliczenie | 1 |
| 15 | ||
Obciążenie pracą studenta - formy aktywności
| KOD | Forma aktywności | Godziny |
|---|---|---|
| laboratoria | ||
| A-L-1 | uczestnictwo w zajęciach | 45 |
| A-L-2 | Opracowanie sprawozdań z zajeć | 25 |
| A-L-3 | Przygotowanie do zaliczenia | 5 |
| 75 | ||
| wykłady | ||
| A-W-1 | uczestnictwo w zajęciach | 15 |
| A-W-2 | Samodzielna praca z literaturą przedmiotu | 4 |
| A-W-3 | konsultacje indywidualne | 1 |
| A-W-4 | przygotowanie do zaliczenia | 5 |
| 25 | ||
Metody nauczania / narzędzia dydaktyczne
| KOD | Metoda nauczania / narzędzie dydaktyczne |
|---|---|
| M-1 | Wykład informacyjny |
| M-2 | Ćwiczenia laboratoryjne |
Sposoby oceny
| KOD | Sposób oceny |
|---|---|
| S-1 | Ocena podsumowująca: Zaliczenie pisemne |
| S-2 | Ocena formująca: Ocena sprawozdań z ćwiczeń laboratoryjnych |
Zamierzone efekty uczenia się - wiedza
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IwM_1A_B22-2_W01 Proponuje sposoby opisu technikami 3D-CAD morfologii struktur anatomicznych i struktur endoprotez i impalntów; dobiera sposoby komputerowego modelowania właściwości endoprotez i implantów i ich współdziałania z tkankami w oparciu o istniejące opiisy 3D-CAD | IwM_1A_W02, IwM_1A_W03, IwM_1A_W05, IwM_1A_W06 | — | — | C-1 | T-W-1, T-W-2, T-W-3, T-W-4, T-W-5 | M-1 | S-1 |
Zamierzone efekty uczenia się - umiejętności
| Zamierzone efekty uczenia się | Odniesienie do efektów kształcenia dla kierunku studiów | Odniesienie do efektów zdefiniowanych dla obszaru kształcenia | Odniesienie do efektów uczenia się prowadzących do uzyskania tytułu zawodowego inżyniera | Cel przedmiotu | Treści programowe | Metody nauczania | Sposób oceny |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| IwM_1A_B22-2_U01 Tworzy modele 3D CAD prostych striktur anatomicznych i implantów lub endoprotez oraz modeluje naprężenia i odkształcenia tych struktur z wykorzystaniem MES(FEM) | IwM_1A_U01, IwM_1A_U02, IwM_1A_U05 | — | — | C-1 | T-L-1, T-L-3, T-L-4, T-L-2 | M-2 | S-1, S-2 |
Kryterium oceny - wiedza
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| IwM_1A_B22-2_W01 Proponuje sposoby opisu technikami 3D-CAD morfologii struktur anatomicznych i struktur endoprotez i impalntów; dobiera sposoby komputerowego modelowania właściwości endoprotez i implantów i ich współdziałania z tkankami w oparciu o istniejące opiisy 3D-CAD | 2,0 | |
| 3,0 | Student dobiera techniki 3D CAD do stworzenia opisu wybranej struktury implantu lub endoprotezy i okreśła warunki brzegowe do modelowania naprężeń i odkształceń tej struktury z użyciem MES (FEM) | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Kryterium oceny - umiejętności
| Efekt uczenia się | Ocena | Kryterium oceny |
|---|---|---|
| IwM_1A_B22-2_U01 Tworzy modele 3D CAD prostych striktur anatomicznych i implantów lub endoprotez oraz modeluje naprężenia i odkształcenia tych struktur z wykorzystaniem MES(FEM) | 2,0 | |
| 3,0 | Student opracowuje opisy 3D-CAD prostych struktur anatomicznych i struktur endoprotez i implantów z wykorzystaniem specjalistycznego oprogramowania komputerowego | |
| 3,5 | ||
| 4,0 | ||
| 4,5 | ||
| 5,0 |
Literatura podstawowa
- Jaskulski A., Autodesk Inventor Professional 2021 PL / 2021+ / Fusion 360. Metodyka projektowania, HELION, Warszawa, 2020
- Tadeusiewicz R., Inżynieria Biomedyczna, Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne AGH, 2008, Kraków