Karta przedmiotu
Komputerowe modelowanie struktur anatomicznych
Podstawowe informacje o zajęciach
Cykl kształcenia:
2022/2023
Nazwa jednostki prowadzącej studia:
Wydział Matematyki i Fizyki Stosowanej
Nazwa kierunku studiów:
Inżynieria w medycynie
Obszar kształcenia:
nauki techniczne
Profil studiów:
ogólnoakademicki
Poziom studiów:
pierwszego stopnia
Forma studiów:
stacjonarne
Specjalności na kierunku:
Tytuł otrzymywany po ukończeniu studiów:
inżynier
Nazwa jednostki prowadzącej zajęcia:
Katedra Konstrukcji Maszyn
Kod zajęć:
14930
Status zajęć:
wybierany dla programu
Układ zajęć w planie studiów:
sem: 6 / W15 L15 P15 / 3 ECTS / Z
Język wykładowy:
polski
Imię i nazwisko koordynatora 1:
dr inż. Tomasz Kudasik
Terminy konsultacji koordynatora:
zgodnie z harmonogramem zajęć w KKM
Imię i nazwisko koordynatora 2:
dr inż. Paweł Turek
Cel kształcenia i wykaz literatury
Główny cel kształcenia:
Celem kształcenia jest przekazanie studentowi podstawowej wiedzy w zakresie modelowania struktur anatomicznych na wybranych przykładach.
Ogólne informacje o zajęciach:
Moduł umożliwia studentowi zdobycie podstawowej wiedzy o metodach i narzędziach niezbędnych do modelowania struktur anatomicznych. Ponadto student nabywa umiejętności współpracy w zespole, w obrębie wykonywania zadania laboratoryjnego i projektowego, wykorzystując wiedzę własną oraz w oparciu o przedstawione na wykładzie informacje i przegląd literatury fachowej. Dodatkowo przygotowywany jest do zaproponowania własnych rozwiązań postawionego problemu w zakresie modelowania wybranych struktur anatomicznych.
Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć
| 1 | Nałęcz M.(red.) | Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna 2000. Tom 5 Biomechanika i inżynieria rehabilitacyjna | Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT. | 2004 |
| 2 | Będziński R. | Biomechanika inżynierska | Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej. | 1997 |
| 3 | Sławomir Miechowicz | Synteza modelowania złożonych struktur geometrycznych w zastosowaniech medycznych | Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej. | 2012 |
| 1 | Winkler T. | Komputerowo wspomagane projektowanie systemów | Wydawnictwa Naukowo Techniczne. | 2005 |
| 1 | Bochenek A., Reicher M. | Anatomia człowieka tom I | Wydawnictwo Lekarskie PZWL. | 2010 |
| 2 | Konturek S. J. | Fizjologia człowieka. - podręcznik dla studentów medycyny | ELSEVIER Urban&Partner. | 2007 |
Wymagania wstępne w kategorii wiedzy / umiejętności / kompetencji społecznych
Wymagania formalne:
Status studenta.
Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy:
Student posiada wiedzę z zakresu elementy inżynierii biomedycznej. Ponadto dysponuje podstawową wiedzą z zakresu anatomii i fizjologii człowieka.
Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności:
Potrafi ocenić i wyciągnąć wnioski w przypadku opracowywania standardowych metod możliwych do zastosowania dla rozwiązania postawionego problemu inżynierskiego z zakresu bioinżynierii.
Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych:
Umiejętność pracy w zespole.
Efekty kształcenia dla zajęć
| MEK | Student, który zaliczył zajęcia | Formy zajęć/metody dydaktyczne prowadzące do osiągnięcia danego efektu kształcenia | Metody weryfikacji każdego z wymienionych efektów kształcenia | Związki z KEK | Związki z PRK |
|---|---|---|---|---|---|
| MEK01 | ma wiedzę dotyczącą wybranych metod modelowania i analizy układów biomechanicznych | Wykład, Laboratorium, Projekt | kolokwium, sprawozdanie, projekt |
K-U17+++ K-U20+++ |
P6S-UW |
| MEK02 | posiada ogólną wiedzę z zakresu komputerowego modelowania struktur anatomicznych | Wykład, Laboratorium, Projekt | kolokwium, sprawozdanie, projekt |
K-U15+++ |
P6S-UW |
| MEK03 | ma umiejętność samokształcenia się – pozyskiwania informacji z literatury, czasopism i innych źródeł | Wykład, Laboratorium, Projekt | kolokwium, sprawozdanie, projekt |
K-U09+++ |
P6S-UO P6S-UU |
| MEK04 | potrafi wykorzystać poznane metody i modele matematyczne – w razie potrzeby odpowiednio je modyfikując – do zaproponowania modelu struktury anatomicznej | Wykład, Laboratorium, Projekt | kolokwium, sprawozdanie, projekt |
K-U10++ |
P6S-UK P6S-UW |
| MEK05 | potrafi - zgodnie z zadaną specyfikacją – zaproponować model systemu lub procesu, używając właściwych metod, technik i narzędzi | Wykład, Laboratorium, Projekt | kolokwium, sprawozdanie, projekt |
K-U12++ |
P6S-UW |
| MEK06 | zdobywa umiejętność współdziałania i opracowania wybranych zagadnień dotyczących modelowania w grupie, przyjmując w niej różne role | Wykład, Laboratorium, Projekt | kolokwium, sprawozdanie, projekt |
K-K04+++ |
P6S-KO P6S-UO |
| MEK07 | potrafi odpowiednio określić priorytety służące realizacji określonego, przez siebie lub innych, zadania omawianego na zajęciach | Wykład, Laboratorium, Projekt | kolokwium, sprawozdanie, projekt |
K-K05+++ |
P6S-KK P6S-KO P6S-UO |
| MEK08 | rozumie potrzebę uczenia się przez całe życie; potrafi inspirować i organizować proces uczenia się innych osób | Wykład, Laboratorium, Projekt | kolokwium, sprawozdanie, projekt |
K-K01+++ |
P6S-KO P6S-UU |
Treści kształcenia dla zajęć
| Sem. | TK | Treści kształcenia | Realizowane na | MEK |
|---|---|---|---|---|
| 6 | TK01 | W01, W02 | MEK01 MEK02 MEK08 | |
| 6 | TK02 | W03, W04 | MEK01 MEK02 MEK08 | |
| 6 | TK03 | W05, W06, W07, W08, W09 | MEK01 MEK03 MEK08 | |
| 6 | TK04 | W10, W11 | MEK01 MEK03 MEK08 | |
| 6 | TK05 | W12, W13 | MEK01 MEK03 MEK08 | |
| 6 | TK06 | W14, W15 | MEK01 MEK03 MEK08 | |
| 6 | TK07 | L01, L02, L03, L04, L05, L06, L07, L08, L09, L10, L11, L12, L13, L14, L15 | MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 MEK05 MEK08 | |
| 6 | TK08 | P01, P03, P05, P07, P09, P11, P13, P15 | MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 MEK05 MEK06 MEK07 MEK08 | |
| 6 | TK09 | P02, P04, P06, P08, P10, P12, P14 | MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 MEK05 MEK06 MEK07 MEK08 |
Nakład pracy studenta
| Forma zajęć | Praca przed zajęciami | Udział w zajęciach | Praca po zajęciach |
|---|---|---|---|
| Wykład (sem. 6) | Godziny kontaktowe:
15.00 godz./sem. |
Uzupełnienie/studiowanie notatek:
2.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 8.00 godz./sem. |
|
| Laboratorium (sem. 6) | Przygotowanie do laboratorium:
2.00 godz./sem. Przygotowanie do kolokwium: 2.00 godz./sem. |
Godziny kontaktowe:
15.00 godz./sem. |
Dokończenia/wykonanie sprawozdania:
5.00 godz./sem. |
| Projekt/Seminarium (sem. 6) | Przygotowanie do zajęć projektowych/seminaryjnych:
2.00 godz./sem. |
Godziny kontaktowe:
15.00 godz./sem.. |
Wykonanie projektu/dokumentacji/raportu:
5.00 godz./sem. |
| Konsultacje (sem. 6) | Przygotowanie do konsultacji:
2.00 godz./sem. |
Udział w konsultacjach:
2.00 godz./sem. |
|
| Zaliczenie (sem. 6) |
Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej
| Forma zajęć | Sposób wystawiania oceny podsumowującej |
|---|---|
| Wykład | obecność na wykładach |
| Laboratorium | Wykonanie i zaliczenie wszystkich zajęć laboratoryjnych w czasie semestru. Ocena z każdych zajęć laboratoryjnych uwzględnia także sprawozdanie i aktywność studenta w laboratorium. |
| Projekt/Seminarium | Wykonanie i zaliczenie wszystkich zadanych projektów w czasie semestru. Ocena z zajęć projektowych uwzględnia również aktywność studenta w czasie zajęć oraz terminowość wykonania zadań projektowych |
| Ocena końcowa | Warunkiem zaliczenia modułu jest osiągnięcie wszystkich efektów modułowych i zaliczenie wszystkich form zajęć. Oceną końcowa jest średnią arytmetyczną z ocen uzyskanych na zajęciach projektowych i laboratoryjnych. |
Przykładowe zadania
Wymagane podczas egzaminu/zaliczenia
(-)
Realizowane podczas zajęć ćwiczeniowych/laboratoryjnych/projektowych
(-)
Inne
(-)
Czy podczas egzaminu/zaliczenia student ma możliwość korzystania z materiałów pomocniczych : nie
Treści zajęć powiazane są z prowadzonymi badaniami naukowymi tak
| 1 | A. Bazan; G. Budzik; T. Dziubek; J. Jabłoński; J. Petru; Ł. Przeszłowski; S. Snela; P. Turek; R. Wojnarowski | Proposes Geometric Accuracy and Surface Roughness Estimation of Anatomical Models of the Pelvic Area Manufactured Using a Material Extrusion Additive Technique | 2025 |
| 2 | A. Bazan; M. Bulicz; P. Turek | Effect of 3D Printing Orientation on the Accuracy and Surface Roughness of Polycarbonate Samples | 2025 |
| 3 | A. Bazan; M. Chlost; P. Kubik; P. Turek | Development of a Calibration Procedure of the Additive Masked Stereolithography Method for Improving the Accuracy of Model Manufacturing | 2025 |
| 4 | G. Budzik; K. Jasik; J. Kluczyński; Ł. Kochmański; P. Turek; M. Zaborniak; B. Zbyrad | Evaluation of High-Temperature Sterilization Processes: Their Influence on the Mechanical Integrity of Additively Manufactured Polymeric Biomaterials | 2025 |
| 5 | G. Budzik; P. Turek | Development of a procedure for increasing the accuracy of the reconstruction and triangulation process of the cranial vault geometry for additive manufacturing | 2025 |
| 6 | G. Budzik; T. Dziubek; Ł. Przeszłowski; P. Turek | Sposób wykonywania modelu medycznego oczodołu | 2025 |
| 7 | K. Balawender; G. Budzik; K. Bulanda; A. Mazur ; D. Mazur; M. Oleksy; R. Oliwa; S. Orkisz; Ł. Przeszłowski; P. Turek | Trenażer zabiegu wstecznej chirurgii wewnątrznerkowej (RIRS) | 2025 |
| 8 | K. Kokoszka; T. Kudasik; S. Miechowicz | Stolik do wózka inwalidzkiego | 2025 |
| 9 | M. Bałuszyński; N. Daniel; K. Grzywacz-Danielewicz; J. Kluczyński; B. Lewandowski; P. Turek; M. Zaborniak | A Review of the Most Commonly Used Additive Manufacturing Techniques for Improving Mandibular Resection and Reconstruction Procedures | 2025 |
| 10 | M. Futyma; P. Futyma; K. Szkoła; P. Turek; Ł. Wiśniowski; Ł. Zarębski | Optimization of Outflow-Tract Ventricular Arrhythmia Ablation Using a Universal Right Ventricle Model | 2025 |
| 11 | N. Dudek; P. Kubik; J. Misiura; D. Ruszała; P. Turek | Guidelines for Design and Additive Manufacturing Specify the Use of Surgical Templates with Improved Accuracy Using the Masked Stereolithography Technique in the Zygomatic Bone Region | 2025 |
| 12 | P. Bielarski; A. Czapla; H. Futoma; T. Hajder; J. Misiura; P. Turek | Assessment of Accuracy in Geometry Reconstruction, CAD Modeling, and MEX Additive Manufacturing for Models Characterized by Axisymmetry and Primitive Geometries | 2025 |
| 13 | P. Fudali; T. Kudasik; S. Miechowicz | Manipulator dla osób niepełnosprawnych | 2025 |
| 14 | P. Turek | Design Process for Additive Manufacturing | 2025 |
| 15 | A. Bazan; G. Budzik; T. Dziubek; Ł. Przeszłowski; P. Turek | Evaluation of Macro- and Micro-Geometry of Models Made of Photopolymer Resins Using the PolyJet Method | 2024 |
| 16 | A. Bazan; J. Cieślik; P. Turek; A. Zakręcki | Innovative Approaches to 3D Printing of PA12 Forearm Orthoses: A Comprehensive Analysis of Mechanical Properties and Production Efficiency | 2024 |
| 17 | A. Bazan; P. Turek; A. Zakrecki | Influence of post-processing treatment on the surface roughness of polyamide PA12 samples manufactured using additive methods in the context of the production of orthoses | 2024 |
| 18 | A. Bazan; P. Turek; A. Zakręcki; P. Zawada | Zastosowanie poliamidu PA6 i PA12 w wytwarzaniu metodami przyrostowymi w produkcji elementów do nastawiacza kości przedramienia – studium przypadku zastosowania innowacji w rozwoju organizacji | 2024 |
| 19 | E. Dudek; M. Grzywa; P. Turek; K. Więcek | The Process of Digital Data Flow in RE/CAD/RP/CAI Systems Concerning Planning Surgical Procedures in the Craniofacial Area | 2024 |
| 20 | G. Budzik; M. Cygnar; T. Dziubek; T. Kądziołka; M. Majewski; P. Turek; D. Żelechowski | Analysis of the Geometric Accuracy of Wax Models Produced Using PolyJet Molds | 2024 |
| 21 | P. Turek | Analiza dokładności geometrycznej i chropowatości powierzchni modeli wykonanych metodami przyrostowymi z materiałów polimerowych | 2024 |
| 22 | W. Bezłada; K. Cierpisz; K. Dubiel; A. Frydrych; J. Misiura; P. Turek | Analysis of the Accuracy of CAD Modeling in Engineering and Medical Industries Based on Measurement Data Using Reverse Engineering Methods | 2024 |
| 23 | A. Bazan; B. Jamuła; M. Magdziak; P. Turek | Zastosowanie współrzędnościowych systemów pomiarowych w procesie inżynierii rekonstrukcyjnej | 2023 |
| 24 | A. Bazan; G. Budzik; B. Gapiński; Ł. Przeszłowski; P. Turek | Surface roughness of photoacrylic resin shapes obtained using PolyJet additive technology | 2023 |
| 25 | A. Bazan; G. Budzik; J. Cebulski; M. Dębski; T. Dziubek; J. Józwik; A. Kawalec; M. Kiełbicki; Ł. Kochmański; I. Kuric; M. Oleksy; A. Paszkiewicz; P. Poliński; P. Turek | Geometrical Accuracy of Threaded Elements Manufacture by 3D Printing Process | 2023 |
| 26 | A. Bazan; G. Budzik; T. Dziubek; P. Jaźwa; Ł. Przeszłowski; P. Turek; D. Wydrzyński | Model do zastosowań medycznych i sposób wytwarzania modelu do zastosowań medycznych | 2023 |
| 27 | A. Bazan; P. Turek; A. Zakręcki | Influence of Antibacterial Coating and Mechanical and Chemical Treatment on the Surface Properties of PA12 Parts Manufactured with SLS and MJF Techniques in the Context of Medical Applications | 2023 |
| 28 | A. Bazan; Ł. Przeszłowski; P. Sułkowicz; P. Turek; A. Zakręcki | Influence of the Size of Measurement Area Determined by Smooth-Rough Crossover Scale and Mean Profile Element Spacing on Topography Parameters of Samples Produced with Additive Methods | 2023 |
| 29 | J. Bernaczek; P. Cichosz; M. Cieplak; P. Turek | Sposób wytwarzania korpusów zaworów | 2023 |
| 30 | J. Jakubiec; P. Turek | Geometrical Precision and Surface Topography of mSLA-Produced Surgical Guides for the Knee Joint | 2023 |
| 31 | J. Jędras; P. Turek | Precision Analysis of Chain Wheel Geometry Reconstruction Based on Contact and Optical Measurement Data | 2023 |
| 32 | K. Jońca; P. Turek; M. Winiarska | Evaluation of the accuracy of the resection template and restorations of the bone structures in the mandible area manufactured using the additive technique | 2023 |
| 33 | A. Bazan; P. Kubik; M. Magdziak; M. Sałata; P. Sułkowicz; P. Turek | Wybrane współczesne metody monitorowania i diagnostyki procesów obróbki ubytkowej oraz pomiaru geometrii wyrobów i narzędzi – cz. I | 2022 |
| 34 | A. Bazan; P. Kubik; M. Magdziak; M. Sałata; P. Sułkowicz; P. Turek | Wybrane współczesne metody monitorowania i diagnostyki procesów obróbki ubytkowej oraz pomiaru geometrii wyrobów i narzędzi – cz. II | 2022 |
| 35 | A. Bazan; Ł. Przeszłowski; P. Turek | Comparison of the contact and focus variation measurement methods in the process of surface topography evaluation of additively manufactured models with different geometry complexity | 2022 |
| 36 | G. Budzik; J. Cebulski; M. Dębski; T. Dziubek; J. Jóźwik; A. Kawalec; M. Kiełbicki; Ł. Kochmański; I. Kuric; M. Oleksy; A. Paszkiewicz; P. Poliński; P. Turek | Strength of threaded connections additively produced from polymeric materials | 2022 |
| 37 | G. Budzik; K. Bulanda; D. Filip; J. Jabłoński; A. Łazorko; M. Oleksy; A. Paszkiewicz; Ł. Przeszłowski; J. Sęp; S. Snela; P. Turek; S. Wolski | Manufacturing Polymer Model of Anatomical Structures with Increased Accuracy Using CAx and AM Systems for Planning Orthopedic Procedures | 2022 |
| 38 | K. Balawender; R. Brodowski; G. Budzik; J. Cebulski; D. Filip; K. Kroczek; B. Lewandowski; A. Mazur; D. Mazur; M. Oleksy; S. Orkisz; Ł. Przeszłowski; J. Szczygielski; P. Turek | Characterisation of Selected Materials in Medical Applications | 2022 |
| 39 | P. Turek | Evaluation of surface roughness parameters of anatomical structures models of the mandible made with additive techniques from selected polymeric materials | 2022 |
| 40 | P. Turek | Evaluation of the auto surfacing methods to create a surface body of the mandible model | 2022 |
| 41 | P. Turek | The Influence of the Layer Thickness Change on the Accuracy of the Zygomatic Bone Geometry Manufactured Using the FDM Technology | 2022 |
| 42 | T. Kudasik; S. Miechowicz; W. Wojnarowska | Evaluation of the use of PEEK material in a knee joint endoprosthesis insert by FEM analysis | 2022 |
| 43 | A. Bazan; Ł. Przeszłowski; P. Turek | Assessment of InfiniteFocus system measurement errors in testing the accuracy of crown and tooth body model | 2021 |
| 44 | G. Budzik; D. Filip; Ł. Przeszłowski; P. Turek | Sposób wytwarzania modeli anatomicznych | 2021 |
| 45 | G. Budzik; M. Cieplak; J. Pisula; P. Turek | An Analysis of Polymer Gear Wear in a Spur Gear Train Made Using FDM and FFF Methods Based on Tooth Surface Topography Assessment | 2021 |
| 46 | G. Budzik; P. Turek | Estimating the Accuracy of Mandible Anatomical Models Manufactured Using Material Extrusion Methods | 2021 |
| 47 | G. Budzik; T. Dziubek; J. Frańczak; B. Lewandowski; P. Pakla; Ł. Przeszłowski; P. Turek; S. Wolski | Procedure Increasing the Accuracy of Modelling and the Manufacturing of Surgical Templates with the Use of 3D Printing Techniques, Applied in Planning the Procedures of Reconstruction of the Mandible | 2021 |
| 48 | N. Bukowska; P. Turek | Analiza dokładności wykonania ubytku kości jarzmowej techniką przyrostową FDM | 2021 |
| 49 | N. Skowron; P. Turek | Zastosowanie systemów komputerowo wspomagających projektowanie w procesach planowania zabiegów chirurgicznych w obrębie obszaru żuchwy | 2021 |
| 50 | T. Kudasik; S. Majkut; S. Miechowicz; T. Piecuch; D. Pijanka; M. Sochacki; J. Trybulec; W. Wojnarowska | Method of designing and manufacturing craniofacial soft tissue prostheses using Additive Manufacturing: A case study | 2021 |
| 51 | . Gładysz; T. Kudasik; S. Miechowicz; M. Nieroda; W. Wojnarowska | Process of Manufacturing Transparent Models of Anatomical Structures | 2020 |
| 52 | G. Budzik; J. Jóźwik; M. Oleksy; A. Paszkiewicz; P. Turek; J. Woźniak; D. Żelechowski | Analysis of Wear of the Polymer Mold in the Production of Wax Casting Models of Aircraft Engine Blades | 2020 |
| 53 | G. Budzik; J. Jóźwik; Ł. Kochmański; M. Oleksy; A. Paszkiewicz; Ł. Przeszłowski; J. Sęp; P. Turek; D. Żelechowski | An Analysis of the Casting Polymer Mold Wear Manufactured Using PolyJet Method Based on the Measurement of the Surface Topography | 2020 |
| 54 | G. Budzik; K. Bulanda; M. Oleksy; P. Turek | Polymer materials used in medicine processed by additive techniques | 2020 |
| 55 | G. Budzik; P. Turek | The impact of use different type of image interpolation methods on the accuracy of the reconstruction of skull anatomical model | 2020 |
| 56 | G. Budzik; T. Dziubek; M. Gdula; P. Turek | Elaboration of the measuring procedure facilitating precision assessment of the geometry of mandible anatomical model manufactured using additive methods | 2020 |
| 57 | G. Budzik; T. Dziubek; P. Turek; D. Żelechowski | Ocena topografii powierzchni formy wykonanej metodą PolyJet oraz wypraski | 2020 |
| 58 | G. Budzik; Ł. Przeszłowski; P. Turek | Assessing the Radiological Density and Accuracy of Mandible Polymer Anatomical Structures Manufactured Using 3D Printing Technologies | 2020 |
| 59 | G. Budzik; Ł. Przeszłowski; P. Turek | Procedury obróbki obrazów tomograficznych w celu oceny dokładności wydruku modeli wykonanych z materiałów termoplastycznych | 2020 |
| 60 | T. Kudasik; S. Miechowicz; W. Wojnarowska | Effect of manufacturing technique on material homogeneity of an implant made of polyetheretherketone | 2020 |