Karta przedmiotu
Podstawy biomechaniki
Podstawowe informacje o zajęciach
Cykl kształcenia:
2024/2025
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 Fizyki i Inżynierii Medycznej
Kod zajęć:
15094
Status zajęć:
obowiązkowy dla programu
Układ zajęć w planie studiów:
sem: 3 / W15 P15 / 3 ECTS / Z
Język wykładowy:
polski
Imię i nazwisko koordynatora 1:
dr Ewa Polak
Imię i nazwisko koordynatora 2:
dr inż Wiktoria Wojnarowska
Terminy konsultacji koordynatora:
Aktualne terminy konsultacji znajdują się w systemie USOS
Cel kształcenia i wykaz literatury
Główny cel kształcenia:
Celem przedmiotu jest zapoznanie studenta z podstawowymi zagadnieniami biomechaniki ciała człowieka.
Ogólne informacje o zajęciach:
Student pozna zastosowanie podstawowych pojęć z kinetyki w biomachanicznej analizie ruchu ciała człowieka. Omówione zostaną fizyczne właściwości kości, stawów i mięśni szkieletowych, biomechaniczne modele obciążeń wybranych stawów człowieka oraz podstawy biotribologii. Student pozna też wybrane metody pomiarowe stosowane w biomechanice (wyznaczanie parametrów długości i masy ciała, stabilności posturalnej, siły mięśniowej, elektromiografii oraz analizy chodu).
Wykaz literatury, wymaganej do zaliczenia zajęć
| 1 | J.W. Błaszczyk | Biomechanika kliniczna | PZWL, Warszawa. | 2014 |
| 2 | T. Bober, J. Zawadzki | Biomechanika układu ruchu człowieka | Wydawnictwo BK, Wrocław. | 2005 |
| 3 | R. Będziński | Biomechanika inżynierska: zagadnienia wybrane | Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław, 1997. Dostęp online: https://www.dbc.wroc.pl/dlibra/publication/367/edition/434/content?&action=ChangeMetaLangAction&lang=pl. | - |
| 4 | W.S. Erdmann | Biomechanika. Podstawy dla kierunku inżynieria biomedyczna | Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej, Gdańsk. | 2015 |
| 5 | R. Będziński (red.) | Biomechanika. Mechanika Techniczna. Tom XII | Komitet Mechaniki PAN, Warszawa. | 2011 |
| 6 | R. Będziński (red.) | Biomechanika i Inżynieria rehabilitacyjna. Biocybernetyka i inżynieria biomedyczna. Tom 5 | Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa. | 2000 |
| 1 | Adam Gedliczka | Atlas Miar Człowieka – Dane do projektowania i oceny ergonomicznej | Centralny Instytut Ochrony Pracy, Warszawa. | 2001 |
| 2 | P. Grimshaw, A. Lees, N. Fowler, A. Burden | Krótkie wykłady. Biomechanika sportu | Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa. | 2010 |
Wymagania wstępne w kategorii wiedzy / umiejętności / kompetencji społecznych
Wymagania formalne:
Student spełnia wymagania określone w regulaminie studiów.
Wymagania wstępne w kategorii Wiedzy:
Podstawowe wiadomości z przedmiotów: Podstawy anatomii i fizjologii człowieka, Fizyka I, Matematyczne podstawy mechaniki.
Wymagania wstępne w kategorii Umiejętności:
Umiejętność pozyskiwania informacji, umiejętność samokształcenia się, umiejętność posługiwania się komputerem
Wymagania wstępne w kategorii Kompetencji społecznych:
Rozumie potrzebę ciągłego doszkalania się, umiejętność pracy w zespole projektowym
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 | zna i rozumie podstawowe pojęcia z zakresu biomechaniki układu ruchu człowieka | wykład | sprawdzian pisemny |
K-W02+ K-W05+ |
P6S-WG P6S-WK |
| MEK02 | potrafi scharakteryzować wybrane elementy układu ruchu człowieka (kości, stawy, mięśnie), określić ich funkcję, kinematykę i tribologię połączeń stawowych oraz opisać biomechanicznym modelem obciążeniowym | wykład | sprawdzian pisemny |
K-W02+ K-W05+ K-U03+ |
P6S-UO P6S-UW P6S-WG P6S-WK |
| MEK03 | ma wiedzę dotyczącą analizy ruchu w układach biomechanicznych i technicznych w tym podstawową wiedzę z zakresu analizy statycznej i dynamicznej | wykład, projekt | sprawdzian pisemny, prezentacja projektu |
K-W02+ K-W05+ K-U03+ |
P6S-UO P6S-UW P6S-WG P6S-WK |
| MEK04 | ma podstawową wiedzą z zakresu technik pomiarowych i technologii informatycznych stosowanych w biomechanice | wykład, projekt | sprawdzian pisemny, prezentacja projektu |
K-W05+ K-U03+ K-U04+ |
P6S-UK P6S-UO P6S-UW P6S-WG |
| MEK05 | umie rozwiązywać problemy z zakresu biomechaniki z zastosowaniem metod analitycznych oraz eksperymentalnych, pracując samodzielnie jak i w zespole interdyscyplinarnym | projekt | prezentacja projektu, obserwacja wykonawstwa |
K-W03+ K-U03+ K-U04+ K-K01+ K-K05+ |
P6S-KK P6S-KO P6S-UK P6S-UO P6S-UU P6S-UW P6S-WG |
| MEK06 | potrafi pozyskiwać, integrować uzyskane informacje o biomechanice układu ruchu człowieka z literatury, baz danych oraz innych właściwie dobranych źródeł, także w języku angielskim oraz dokonywać ich interpretacji i krytycznej oceny, a także wyciągać wnioski | projekt | prezentacja projektu, obserwacja wykonawstwa |
K-U01+ |
P6S-UU P6S-UW |
| MEK07 | ma świadomość ważności zagadnień dotyczących biomechaniki układu ruchu w lecznictwie i rehabilitacji oraz w codziennym funkcjonowaniu człowieka oraz rozumie potrzebę i zna możliwości ciągłego doszkalania się z zakresu biomechaniki | projekt | prezentacja projektu, obserwacja wykonawstwa |
K-K01+ K-K06+ |
P6S-KK P6S-KO P6S-KR P6S-UU |
Treści kształcenia dla zajęć
| Sem. | TK | Treści kształcenia | Realizowane na | MEK |
|---|---|---|---|---|
| 3 | TK01 | W01-W02 | MEK01 MEK04 | |
| 3 | TK02 | W03-W04 | MEK01 MEK02 MEK03 MEK04 | |
| 3 | TK03 | W05-W06 | MEK01 MEK02 MEK03 | |
| 3 | TK04 | W07-W08 | MEK01 MEK02 MEK03 | |
| 3 | TK05 | W09-W12 | MEK01 MEK02 MEK03 | |
| 3 | TK06 | W13-15 | MEK01 MEK02 MEK03 | |
| 3 | TK07 | P01-P06 | MEK04 MEK05 MEK06 MEK07 | |
| 3 | TK08 | P07-P12 | MEK03 MEK04 MEK05 MEK06 MEK07 | |
| 3 | TK09 | P13-P15 | MEK03 MEK04 MEK05 MEK06 MEK07 |
Nakład pracy studenta
| Forma zajęć | Praca przed zajęciami | Udział w zajęciach | Praca po zajęciach |
|---|---|---|---|
| Wykład (sem. 3) | Przygotowanie do kolokwium:
6.00 godz./sem. |
Godziny kontaktowe:
15.00 godz./sem. |
Uzupełnienie/studiowanie notatek:
6.00 godz./sem. Studiowanie zalecanej literatury: 6.00 godz./sem. |
| Projekt/Seminarium (sem. 3) | Przygotowanie do zajęć projektowych/seminaryjnych:
8.00 godz./sem. |
Godziny kontaktowe:
15.00 godz./sem.. |
Wykonanie projektu/dokumentacji/raportu:
12.00 godz./sem. Przygotowanie do prezentacji: 4.00 godz./sem. |
| Konsultacje (sem. 3) | Przygotowanie do konsultacji:
1.00 godz./sem. |
Udział w konsultacjach:
2.00 godz./sem. |
|
| Zaliczenie (sem. 3) |
Sposób wystawiania ocen składowych zajęć i oceny końcowej
| Forma zajęć | Sposób wystawiania oceny podsumowującej |
|---|---|
| Wykład | Zaliczenie na podstawie pozytywnej oceny z kolokwium pisemnego weryfikującego wiedzę z zakresu materiału realizowanego na wykładzie. W uzasadnionych przypadkach dopuszcza się indywidualny tryb przeprowadzenia zaliczenia wykładu. |
| Projekt/Seminarium | Uzyskanie ocen pozytywnych z zadanych projektów. Ocena jest średnią ze wszystkich uzyskanych ocen. |
| Ocena końcowa | Ocena końcowa z przedmiotu ustalana jest na podstawie średniej ważonej z wagą 0.4 dla oceny z wykładu i wagą 0.6 dla oceny z projektów. W uzasadnionych przypadkach dopuszcza się indywidualny tryb uzyskania oceny końcowej z przedmiotu. |
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 | D. Bazaliński; P. Biega; T. Bujak; P. Fudali; M. Gdula; J. Inglot; A. Kafara; S. Miechowicz; W. Wojnarowska; S. Wolski | Szablon ortopedyczny i sposób wytwarzania szablonu ortopedycznego | 2025 |
| 2 | K. Kwolek; S. Miechowicz; W. Wojnarowska | Analysis of the Feasibility of Using the NVIDIA JetBot Nano System to Control a Wheelchair for People with Disabilities | 2025 |
| 3 | P. Chytła; W. Wojnarowska | Finite Element Analysis of Mechanical Behavior in Human Femoral Bone: A Comparative Study Of Homogeneous Isotropic And Heterogeneous Isotropic Material Models | 2025 |
| 4 | S. Miechowicz; W. Szaj; M. Wanic; W. Wojnarowska | Mechatronic Anticollision System for Electric Wheelchairs Based on a Time-of-Flight Sensor | 2025 |
| 5 | S. Miechowicz; W. Wojnarowska | Adaptive Control System using Electromyographic Signals for a Standing Assist Device for Individuals with Motor Impairments | 2025 |
| 6 | S. Rębisz; W. Wojnarowska | Accuracy and surface characterization of 3d printed samples fabricated from thermoplastic and photopolymer resin | 2025 |
| 7 | A. Gardzińska; E. Polak | Sposób monitorowania reakcji organizmu podczas wykonywania ćwiczeń, zwłaszcza pilotów | 2024 |
| 8 | A. Machaj; K. Sobczyk; M. Wanic; W. Wojnarowska | Design for Assembly: Wrist Orthosis Design Concepts Proposals | 2024 |
| 9 | M. Dul; P. Leniart; A. Machaj; F. Szczutko; W. Wojnarowska | Modelowanie 3D w planowaniu zabiegów chirurgicznych | 2024 |
| 10 | A. Gardzińska; E. Polak; K. Walicka-Cupryś | The shape of the sagittal curvatures of the spine in a high-level acrobatic gymnasts – comparison by sex | 2023 |
| 11 | I. Miechowicz; S. Miechowicz; J. Trzyna; W. Wojnarowska | Druk 3D w sztuce - wybrane aspekty modelowania wieloobiektowego / 3D printing in art - selected aspects of multibody modeling | 2023 |
| 12 | W. Wojnarowska | Estimation of hip joint loads during walking using musculoskeletal modeling | 2023 |
| 13 | A. Gardzińska; E. Polak; M. Zadarko-Domaradzka | Anorexic Readiness Syndrome in Elite Female Acrobatic Gymnasts—International Study | 2022 |
| 14 | A. Gardzińska; E. Polak; R. Ślugaj | Postural Control and Psychophysical State Following of Flight Simulator Session in Novice Pilots | 2022 |
| 15 | E. Polak; B. Wojtuń-Sikora | Changes in motor skills among early school aged girls under the influence of regularly practiced dance | 2022 |
| 16 | S. Miechowicz; J. Najowicz; T. Piecuch; D. Pijanka; M. Sochacki; J. Trybulec; W. Wojnarowska | Animal orthosis fabrication with additive manufacturing – a case study of custom orthosis for chicken | 2022 |
| 17 | T. Kudasik; S. Miechowicz; W. Wojnarowska | Evaluation of the use of PEEK material in a knee joint endoprosthesis insert by FEM analysis | 2022 |
| 18 | B. Pajdo; W. Szaj; W. Wojnarowska | First Evaluation of the PTN-104 Plethysmographic Sensor for Heart Rate Measurement | 2021 |
| 19 | P. Fudali; S. Miechowicz; W. Szaj; W. Wojnarowska | Mechatronic Anti-Collision System for Electric Wheelchairs Based on 2D LiDAR Laser Scan | 2021 |