Politechnika Warszawska - Centralny System UwierzytelnianiaNie jesteś zalogowany | zaloguj się
katalog przedmiotów - pomoc

Analiza i modelowanie procesów fizjologicznych

Informacje ogólne

Kod przedmiotu: 103C-ELxxx-MSP-AMP Kod Erasmus / ISCED: (brak danych) / (brak danych)
Nazwa przedmiotu: Analiza i modelowanie procesów fizjologicznych
Jednostka: Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych
Grupy: ( Przedmioty techniczne )---EITI
( Przedmioty zaawansowane )-Elektronika-dr.-EITI
( Przedmioty zaawansowane obieralne )-Elektronika i informatyka w medycynie-mgr.-EITI
( Przedmioty zaawansowane obowiązkowe )-Inżynieria biomedyczna-mgr.-EITI
( Przedmioty zaawansowane techniczne )--mgr.-EITI
Punkty ECTS i inne: 4.00
Język prowadzenia: polski
Jednostka decyzyjna:

103000 - Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Kod wydziałowy:

AMP

Numer wersji:

3

Skrócony opis:

Materiał wykładu obejmuje opisy matematyczne i fizyczne wybranych podsystemów czynnościowych w organizmie człowieka. Są to przykładowe systemy regulacji, modele wybranych receptorów oraz model neuronalnego przesyłania informacji. Przedstawione zostaną narzędzia do opisu matematycznego typowych sygnałów biologicznych. Poruszone zostaną zagadnienia dotyczące identyfikacji modeli biomedycznych. Laboratorium z użyciem komputera wykorzystuje szereg programów symulacyjnych ilustrujących działanie modeli podsystemów regulacji i przetwarzania informacji u człowieka.

Pełny opis:

Materiał wykładu obejmuje opisy matematyczne i fizyczne wybranych podsystemów czynnościowych w organizmie człowieka. Są to przykładowe systemy regulacji, modele wybranych receptorów oraz model neuronalnego przesyłania informacji. Przedstawione zostaną narzędzia do opisu matematycznego typowych sygnałów biologicznych. Poruszone zostaną zagadnienia dotyczące identyfikacji modeli biomedycznych. Laboratorium z użyciem komputera wykorzystuje szereg programów symulacyjnych ilustrujących działanie modeli podsystemów regulacji i przetwarzania informacji u człowieka.


Treść wykładu

  1. Przesyłanie informacji w organizmie człowieka. Układ nerwowy i hormonalny, ich rola we wzajemnym współdziałaniu wszelkich narządów w organizmie. Przedstawienie opisu fizycznego i matematycznego składowych układu nerwowego. W tej części przedstawione są następujące tematy: "Model neuronu i jego uproszczenia" (2h) i "Poglądy na wyższe czynności nerwowe" (2h).

  2. Modele układów regulacji w biomedycynie. Prezentowanymi przykładami są aktywny układ regulacji (taki jak układ regulacji ciśnienia tętniczego) i "pasywny" (układ regulacji wartości ciśnienia wewnątrzczaszkowego). Wraz z modelami przedstawiane są najważniejsze bloki biofizyczne tych systemów. Planowane tytuły wykładów są następujące: "Informacje wstępne, ogólne wiadomości o systemach regulacji w organizmach żywych, przykład regulacji temperatury ciała" (2h), "Model regulacji ciśnienia tętniczego" (2h), "Model układu wewnątrzczaszkowego" (2h), "Inne modele regulacji w organizmie człowieka, próba systematyzacji" (2h).

  3. Modele systemów odbioru i przekazu informacji u człowieka. Ogólnie omawiane są wspólne cechy organów zmysłu (receptorów) u człowieka. Następnie szczegółowo przedstawione jest funkcjonowanie wybranych zmysłów. Przedstawiony jest szczegółowo model receptora słuchu (model Zwisłockiego) oraz receptora równowagi oraz mechanizm wytwarzania głosu. Tematy wykładów są następujące: "Model narządu słuchu" (2h), "Model narządu równowagi" (2h), "Model narządu głosotwórczego" (2h).


  4. Modelowanie przebiegu sygnałów. Jako przykłady przytaczane są zespół QRS sygnału EKG, fala ciśnienia tętniczego oraz sygnał elektromiograficzny (pochodzenia mięśniowego) i wybrane cechy sygnału mowy (łacznie 4h).

  5. Identyfikacja modeli. Omawiane są podstawowe narzędzia do identyfikacji modeli oraz dwa przykłady praktyczne. Tematy wykładów są następujące: "Ogólne wprowadzenie do metod identyfikacji modeli", "Identyfikacja modelu układu wewnątrzczaszkowego", "Rozruszniki serca pracujące w pętli sprzężenia zwrotnego" (łącznie 8h).



Zakres laboratorium
  1. Podstawy działania neuronu i komunikacja między neuronami (sieć neuronowa, równowaga jonowa, potencjały czynnościowe, szybkość przewodzenia).

  2. Czucie, węch i smak (ciałko blaszkowate Paciniego, drogi rdzeniowe, hamowanie oboczne, adaptacja, rozpoznawanie zapachów).


  3. Słuch i mowa (dźwięki i analiza Fouriera, głoski, błona podstawna ślimaka, synchronizacja fazowa, opóźnienie międzyneuronowe)
  4. Wzrok (optyka wzroku, ślepa plamka, fotoreceptory, komórki poziome, pola recepcyjne, ostrość widzenia, hamowanie oboczne, kolory, adaptacja)


  5. Funkcje motoryczne (sieć neuronowa, parametryczne sprzężenie zwrotne, systemy sterujące, ruchy gałek ocznych) .


  6. Model odruchu neuronalno-mięśniowego (budowanie własnego modelu z wykorzystaniem programu SIMULINK),

  7. Model przepływów mózgowych i układu węwnątrzczaszkowego


Literatura:

    1. Basztura Cz.: Źródła, sygnały i obrazy akustyczne. WKŁ 1988

    2. Carpenter R.H.S.: Neurophysiology, Arnold, wyd. III, 1996

    3. Czosnyka M.: Analiza dynamicznych procesów wewnątrzczaszkowej kompensacji objętościowej, Prace Naukowe Elektronika z. 111, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1996.

    4. Drischel H.: Podstawy biocybernetyki, PWN, Warszawa 1976.

    5. Frankiewicz Z. i in.: Wybrane zagadnienia cyfrowego przetwarzania sygnałów biomedycznych, Laboratorium, Politechnika Śląska, skrypt uczelniany nr 1705, Gliwice 1993

    6. Gabioud B.: Articulatory Models in Speech Synthesis w Keller E. (ed.) Fundamentals of speech synthesis and speech recognition. John Wiley & Sons 1994.

    7. Gomez P., Rodellar V., Newcomb R.W.: A digital lattice for cochlear parameter identification, ...

    8. Khoo M. C. K.: Physiological Control Systems. Analysis, Simulation, and Estimation. IEEE Press 1999/2000.

    9. Lindsay P.H., Norman D.A.: Procesy przetwarzania informacji u człowieka, PWN, Wyd. I, 1984

    10. Pacut A., Radomski D.: Struktury układów regulacji występujących w organizmie człowieka, opracowanie wewnętrzne.

    11. Schmid R.: Modelling of the vestibulo-ocular reflex and its use in clinical vestibular analysis, praca hab. Instituto di Elettrotecnica ed Elettronica Politecnico di Milano, 1974

    12. Tadeusiewicz R., Kot L., Mikrut Z., Majewski J.: Biocybernetyka, część I, skrypt AGH. wyd. 2, Kraków 1982.

    13. Traczyk W.: Fizjologia człowieka w zarysie, PZWL, wyd. VI, Warszawa 1997.


Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2019/2020 - sem. zimowy" (w trakcie)

Okres: 2019-10-01 - 2020-02-21
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 36 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. zimowy" (zakończony)

Okres: 2018-10-01 - 2019-02-17
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 36 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 2017/2018 - sem. zimowy" (zakończony)

Okres: 2017-10-01 - 2018-02-18
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 48 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 2015/2016 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2016-02-23 - 2016-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 48 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Antoni Grzanka
Prowadzący grup: Antoni Grzanka
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2014/2015 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2015-02-23 - 2015-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 40 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 40 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Antoni Grzanka
Prowadzący grup: Antoni Grzanka
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2013/2014 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2014-02-24 - 2014-09-28
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 45 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 45 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Antoni Grzanka
Prowadzący grup: Antoni Grzanka
Lista studentów: (nie masz dostępu)
Zaliczenie: Ocena łączna
Jednostka realizująca:

103300 - Instytut Systemów Elektronicznych

Zajęcia w cyklu "rok akademicki 2012/2013 - sem. letni" (zakończony)

Okres: 2013-02-20 - 2013-09-30
Wybrany podział planu:


powiększ
zobacz plan zajęć
Typ zajęć: Laboratorium, 15 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Wykład, 30 godzin, 36 miejsc więcej informacji
Koordynatorzy: Antoni Grzanka
Prowadzący grup: Antoni Grzanka
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.