Politechnika Warszawska - Centralny System Uwierzytelniania
Strona główna

Podstawy modelowania w medycynie

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103A-IBxxx-ISP-PMOM
Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Podstawy modelowania w medycynie
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Przedmioty obieralne )-Aparatura medyczna-inż.-EITI
( Przedmioty obieralne )-Informatyka biomedyczna-inż.-EITI
( Przedmioty obieralne )-Inżynieria biomedyczna-inż.-EITI
( Przedmioty techniczne )---EITI
Inżynieria Biomedyczna (MCHTR) - Przedmioty obieralne specjalnościowe - studia I stopnia
Punkty ECTS i inne: 3.00 Podstawowe informacje o zasadach przyporządkowania punktów ECTS:
  • roczny wymiar godzinowy nakładu pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się dla danego etapu studiów wynosi 1500-1800 h, co odpowiada 60 ECTS;
  • tygodniowy wymiar godzinowy nakładu pracy studenta wynosi 45 h;
  • 1 punkt ECTS odpowiada 25-30 godzinom pracy studenta potrzebnej do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się;
  • tygodniowy nakład pracy studenta konieczny do osiągnięcia zakładanych efektów uczenia się pozwala uzyskać 1,5 ECTS;
  • nakład pracy potrzebny do zaliczenia przedmiotu, któremu przypisano 3 ECTS, stanowi 10% semestralnego obciążenia studenta.
Język prowadzenia: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
114000 - Wydział Mechatroniki

Kod wydziałowy:

PMOM

Numer wersji:

1

Skrócony opis:

Celem wykładu jest przedstawienie słuchaczom wiadomości wstępnych o zastosowaniu modeli matematycznych w fizjologii i patologii człowieka. Materiał obejmuje także wybrane zagadnienia pozyskiwania danych w badaniach klinicznych oraz wykorzystanie modeli w diagnostyce i terapii medycznej. Przypomniane zostaną pojęcia obserwacji w medycynie, skale pomiarowe i zasady metrologii. Metody planowania eksperymentu i schematy badań klinicznych są ważnym elementem metodyki poznawczej. Wprowadzone zostanie pojęcie modelu w medycynie, klasyfikacja modeli wg różnych kryteriów. Przedstawione zostaną podstawy identyfikacji parametrów modeli i weryfikacja ich jakości. Duża część wykładu będzie poświęcona modelom epidemiologicznym - przybliżone zostaną takie zagadnienia jak regresja liniowa, logistyczna, sieci neuronowe, klasyfikatory Bayesowskie czy maszyna wektorów nośnych. Szczegółowo omówione zostaną możliwości wykorzystania modeli liniowych. Druga część kursu będzie miała charakter (...)

Pełny opis:

Celem wykładu jest przedstawienie słuchaczom wiadomości wstępnych o zastosowaniu modeli matematycznych w fizjologii i patologii człowieka. Materiał obejmuje także wybrane zagadnienia pozyskiwania danych w badaniach klinicznych oraz wykorzystanie modeli w diagnostyce i terapii medycznej. Przypomniane zostaną pojęcia obserwacji w medycynie, skale pomiarowe i zasady metrologii. Metody planowania eksperymentu i schematy badań klinicznych są ważnym elementem metodyki poznawczej. Wprowadzone zostanie pojęcie modelu w medycynie, klasyfikacja modeli wg różnych kryteriów. Przedstawione zostaną podstawy identyfikacji parametrów modeli i weryfikacja ich jakości. Duża część wykładu będzie poświęcona modelom epidemiologicznym - przybliżone zostaną takie zagadnienia jak regresja liniowa, logistyczna, sieci neuronowe, klasyfikatory Bayesowskie czy maszyna wektorów nośnych. Szczegółowo omówione zostaną możliwości wykorzystania modeli liniowych. Druga część kursu będzie miała charakter ilustracyjny. Omówione zostaną przykładu modeli układu krążenia, dynamiki serca, układu oddechowego, uproszczony model neuronu, jednostki motorycznej, układu mięśniowo-szkieletowego. Ogólniejsze podejście będzie zaprezentowane przez modele kompartmentowe czynności wydzielniczej nerki oraz endokrynologii w powiązaniu z dynamiką i kinetyką glukozy. Także poruszone zostaną zagadnienia modelowania w prokreacji. W podsumowaniu przedstawione będą metody łączenia modeli, uśrednianie i meta-analiza.

Treść wykładu

  1. Wstęp Historia poznania naukowego w medycynie. Ontologia i
    epistemologia. (2h)

  2. Obserwacje i pomiary. Skale pomiarowe. Błędy pomiarów (2h)

  3. Pojęcie modelu. Metodologia budowania modeli w medycynie.
    Klasyfikacja modeli. (2h)

  4. Podstawy metod identyfikacji parametrów oraz weryfikacji
    poprawności modeli (2h)

  5. Pozyskiwanie danych do budowania modeli. Podstawy planowania
    eksperymentu. Schematy badań klinicznych (2h)

  6. Modele decyzyjne a eksplanacyjne. Modelowanie w epidemiologii i
    stosowanie statystyki w modelowaniu zjawisk populacyjnych (2h)

  7. Modele liniowe - podstawy i zastosowanie do procesów
    fizjologicznych. Pojęcie modelu kompartmentowego (2h)

  8. Test 1 (2h)

  9. Podstawowe modele układu krążenia i dynamiki pracy serca (2h)

  10. Podstawowe modele układu oddychania (2h)

  11. Modele w neurologii - model neuronu, jednostki motorycznej.
    Sterowanie ruchem kończyny (2h)

  12. Zastosowanie modeli kompartmentowych. Zastosowania w
    endokrynologii - czynność wydzielnicza nerek, dynamika i kinetyka
    glukozy (2h)

  13. Modelowanie w prokreacji i położnictwie (2h)

  14. Synteza wiedzy - łączenie modeli. Elementy meta-analizy (2h)

  15. Test 2 (2h)


Literatura:

  • Jan Doroszewski, Remigiusz Tarnecki, Wojciech Zmysłowski:
    Biocybernetyka i Inżynieria Biomedyczna t.1 Biosystemy, Wyd. Exit 2005

  • H. Scott: Kronika medycyny, Warszawa 1994

  • Jakub Gutenbaum: Modelowanie matematyczne systemów, Exit 2004

  • Jerzy Apanowicz: Metodologia nauk, Toruń 2003

  • Urszula Foryś: Matematyka w biologii, WNT 2005

  • Jacek Koronacki, Jan Ćwik: Statystyczne systemy uczące się, Exit
    2008

  • Tkacz Ewaryst, Borys Przemysław: Bionika, WNT 2006

  • Iwo Białynicki-Birula: Modelowanie rzeczywistości, WNT 2006

  • Mańczak K., Nahorski Z.: Komputerowa identyfikacja obiektów
    dynamicznych, PWN, 1983.

  • Tadeusiewicz R. (red.): Inżynieria Biomedyczna, Księga
    współczesnej wiedzy tajemnej w wersji przystępnej i przyjemnej.
    Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2008

  • Weryński A., Nowosielcew W.: Kompartmentowe modelowanie procesów
    sterowania w systemach fizjologicznych. WKiŁ, Warszawa 1983.

  • Radomski D., Grzanka A.: Metodologia badań w medycynie -
    preskrypt w druku dostępny elektronicznie.


Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2020/2021 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2021-02-20 - 2021-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Wykład, 30 godzin, 40 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Zbigniew Wawrzyniak
Prowadzący grup: Zbigniew Wawrzyniak
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2019/2020 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2020-02-22 - 2020-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Wykład, 30 godzin, 40 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Zbigniew Wawrzyniak
Prowadzący grup: Zbigniew Wawrzyniak
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2018/2019 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2019-02-18 - 2019-09-30
Wybrany podział planu:
Przejdź do planu
Typ zajęć:
Wykład, 30 godzin, 40 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Zbigniew Wawrzyniak
Prowadzący grup: Zbigniew Wawrzyniak
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Opisy przedmiotów w USOS i USOSweb są chronione prawem autorskim.
Właścicielem praw autorskich jest Politechnika Warszawska.
pl. Politechniki 1, 00-661 Warszawa tel: (22) 234 7211 https://pw.edu.pl kontakt deklaracja dostępności USOSweb 7.0.0.0-7 (2024-03-18)