|
IEM9040 Bioonika Bionics |
Üldised andmed |
| Õppeaine maht: 3.5 AP ehk 5.00 EAP |
| Nädalatunnid statsionaarõppes: kokku 3.0 ,
sellest loenguid 0.0 , praktikume 0.0 ,
harjutusi 3.0 Kaugõppe töömahud (semestris) ja vormid: loenguid 6 |
| Kontrolli vorm: eksam |
| Õpetamise semester: sügis / kevad |
| Õppeaine eesmärgid: - Anda tehnikas kasutatavate elektroonsete vahendite ja füsioloogias tuntud süsteemide vaheliste analoogiate üldine iseloomustus ja tutvustada elektroonsete vahendite ja füsioloogias tuntud süsteemide vaheliste analoogiate kasutamise võimalusi. - Esitada põhiliste biomimeetiliste elektroonsete biomeditsiiniliste vahendite ja nende loomisega seotud probleemide lahendamise võimalused ning õpetada lahendama nende väljatöötamisega seotud üldisi probleeme ja ka süsteemitehnilise ja elektroonse skeemitehnilise realiseerimisega seotud ülesandeid. - Anda elektrilise bioimpedantsi kui biomeditsiinitehnikas kasutatava bioloogiliste süsteemide ja organite füsioloogilise seisundi iseloomustamise elektrilise parameetri üldine iseloomustus ja tutvustada bioimpedantsi kui füsioloogilisi omadusi kirjeldava ja meditsiinilise diagnostika jaoks kasutatava elektrilise parameetri kasutamise võimalusi. |
|
Õppeaine õpitulemused: Aine läbinud doktorand peab oskama: - määrata füsioloogiliste süsteemide ja nende biomimeetiliste tehniliste analoogiate, eeskätt biomeditsiini-tehnikas kasutatavate elektroonsete vahendite, funktsionaalseid parameetreid ja karakteristikuid. - leida biomeditsiinitehnikas kasutatavate mimeetiliste elektroonsete vahendite kõige sobivamaid skeemi-tehnilisi ja tehnoloogilisi lahendusi ja määrata biofüüsikaliste objektide bioimpedantsi põhilisi parameetreid ja karakteristikuid, eeskätt bio-meditsiinitehnikas kasutamise eesmärgil, ja nende määramiseks kasutatavate elektroonsete vahendite funktsionaalseid parameetreid ja karakteristikuid. - leida biomeditsiinitehnikas kasutatavate bioimpedantsi mõõtmise elektroonsete vahendite kõige sobivamaid skeemitehnilisi ja tehnoloogilisi lahendusi. |
|
Õppeaine sisu lühikirjeldus Osa I - Biomimeetika (varem IEM9000) Biosüsteemide funktsioneerimise põhimõtted (füsioloogia) ja koostisosad (sensor-, juht-, täitur- ja sideorganid). Aistingud ja tajud ning nende infomahukus. Tunnetus-, analüüsi- ja infoedastusvõime. Infovahetus (visuaalne, kõneline), dialoog inimene masin. Infohõive maht ja edastuse kiirus. Tehnosüsteemide informatsiooniline ja energeetiline iseloomustus. Bioonika. Neuronvõrgud ja iseõppivad süsteemid. Intuitiivne ja hägusloogika. Fuzzy-printsiip bio- ja tehnosüsteemide juhtimises. Biosüsteemide või nende osade elektroonsete asendajate (kardiostimulaatorid, kuuldeaparaadid, jm.) loomise probleemistik. Osa II - Elektriline bioimpedants (varem IEM9010) Bioloogiliste objektide elektri-impedants ja ekvivalentskeemid. Organismi kudede ja süsteemide struktuur ja elektri-impedantsi sõltuvus sellest. Kudede takistus kui diagnostiline suurus. Elektrilise bioimpedantsi mõõtmise meetodid ja vahendid. Otsene ja võrdlev mõõtmine impedantsdiagnostikas. Osaimpedantsi määramine. Mõõtmine mitmel sagedusel (impedants-spektromeetria). Aseskeemi elementide/komponentide parameetrite arvutuslik määramine mõõtetulemuste põhjal. Informatiivsete komponentide eristamine bioimpedants-signaalist. Mõõteelektroodid ja nende ekvivalentskeemid. Impedantsdiagnostika kasutamine südame ja veresoonkonna diagnostikas - impedantskardiograafia ja impedants-plethüsmograafia. Muud impedantsdiagnostika näited (elektropunktuurdiagnostika jt.). |
|
Õppekirjandus Põhiõpik(ud): M.Akay (ed.). Wiley Encyclopedia of Biomedical Engineering. Wiley & Sons, USA, 2006. Vol.1 - 6. M.C.K.Khoo, Physiological Control Systems. Analysis, Simulation, and Estimation, IEEE Press, 2000. S.Grimnes, and Ø.G.Martinsen. Bioimpedance & Bioelectricity Basics. Academic Press, 2000 (1st edition), 2007 (2nd edition). Täiendav kirjandus: David S. Holder. Electrical Impedance Tomography: Methods, History and Applications. Taylor & Francis, 2005, 456 pp. J.G.Webster. Electrical Impedance Tomography. Adam Hilger, 1990. J.Malmivuo and R.Plonsey. Bioelectromagnetism. Principles and Applications of Bioelectric and Biomagnetic Fields. Oxford University Press, New York, 1995. Available on the Internet: http://www.bem.fi/book/index.htm. |
| Märkused: |
|
Aine esimese osa kohta võite leida kasulikku ka õppeaine(te)st
Füsioloogia ja tehnika IEM0220 ja
Physiology and Engineering IEM3220. Aine teise osa kohta (aga ka mõnede esimese osa alajaotuste osas) võite leida kasulikku õppeaine(te)st Biomeditsiinielektroonika IEM0240 ja Biomedical Electronics IEM3240. |