docKomputerowe wspomaganie projektowania implantów
download 
Reklamacja Transkrypt
Komputerowe wspomaganie projektowania implantów
Nazwa przedmiotu: KOMPUTEROWE WSPOMAGANIE PROJEKTOWANIA IMPLANTÓW Computer Aided Design of Implants Kierunek: Forma studiów: Kod przedmiotu: Inżynieria Biomedyczna studia stacjonarne Rodzaj przedmiotu: Poziom kwalifikacji: obowiązkowy moduł specjalności inżynieria rehabilitacyjna I stopnia S2_12_ss Rok: IV Semestr: VII Rodzaj zajęć: Liczba godzin/tydzień: Liczba punktów: wykład, laboratorium 2W, 2L 4 ECTS PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE I KARTA PRZEDMIOTU CEL PRZEDMIOTU C1. Uzyskanie wiedzy w zakresie wykorzystania metod komputerowego wspomagania w projektowaniu i wytwarzaniu implantów. C2. Zdobycie wiadomości dotyczących wymagań konstrukcyjnych stawianych implantom medycznym. C3. Zdobycie przez studentów praktycznych umiejętności wykorzystania technik komputerowych wspomagających prace inżynierskie. WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Wiedza z zakresu materiałoznawstwa i biomateriałów. Podstawy wiedzy z zakresu biomechaniki, anatomii i fizjologii człowieka. Podstawowa wiedza z implantów i sztucznych narządów. Umiejętność obsługi komputera, podstawy wiedzy z zakresu symulacji komputerowych. Umiejętność korzystania z różnych źródeł informacji. Umiejętności pracy samodzielnej i w grupie. Umiejętności prezentacji własnych działań. EFEKTY KSZTAŁCENIA EK 1 – zna podstawowe techniki komputerowego wspomagania projektowania i wytwarzania, EK 2 – zna możliwości zastosowania technik komputerowych w projektowaniu implantów medycznych, EK 3 – zna wymagania konstrukcyjne i użytkowe stawiane wybranym typom implantów ortopedycznych, EK 4 – potrafi przeprowadzić obliczenia (symulacje numeryczne układów biomechanicznych) oraz dokonać oceny rozwiązania konstrukcyjnego implantu oraz potrafi rozstrzygać związane z tym problemy EK 5 – potrafi dokonać analizy oraz zaprezentować uzyskane wyniki własnej pracy, ma świadomość wagi pozatechnicznych aspektów swojej pracy WIMiI_IB_Ist_S2_12_ss – Cykl kształcenia rozpoczynający się w roku akademickim 2013/2014 1/5 TREŚCI PROGRAMOWE Forma zajęć – WYKŁADY W 1 – Techniki wspomagania komputerowego - CAx W 2,3 – Zastosowanie komputerowego wspomagania w inżynierii biomedycznej. W 4 – Modelowanie geometryczne oraz projektowanie w środowisku systemów CAD. W 5,6 – Parametryzacja, metody identyfikacji, modelowanie bryłowe wybranych elementów układu kostnego człowieka i implantów. W 7,8 – Zintegrowane systemy CAD/CAE. Analiza wytrzymałościowa MES systemów biomedycznych – przykłady zastosowań. W 9 – Zagadnienia optymalizacji w konstrukcji implantów. W 10,11 – Wspomagane komputerowo projektowanie i wytwarzanie endoprotez dopasowanych – komputerowo zintegrowane wytwarzanie. W 12 – Projektowanie i wytwarzanie endoprotez stawu biodrowego w metodzie śródoperacyjnej. W 13,14 – Technologie szybkiego prototypowania – RP w projektowaniu implantów W 15 – Zastosowanie symulacji MES do projektowania i analizy inżynierskiej implantów wewnątrznaczyniowych. Forma zajęć – LABORATORIUM L 1,2 – Modelowanie geometryczne wybranych elementów układu kostnego człowieka. L 3,4 – Projektowanie geometrii wybranych implantów medycznych z uwzględnieniem wymagań konstrukcyjnych. L 5,6,7,8 – Modelowanie stanów naprężeń i odkształceń w układzie kość-implant. Model geometryczny, model materiałowy, model obciążenia układu, warunki brzegowe i początkowe. Analiza uzyskanych wyników. L 9,10 – Modelowanie układu głowa endoprotezy – panewka. Zjawisko kontaktowe. L 11,12,13 – Optymalizacja kształtu i własności materiałowych wybranych implantów ortopedycznych. L 14,15 – Analiza wytrzymałościowa oraz ocena biomechaniczna układu zespolenia stabilizatorem płytkowym. Liczba godzin 2 4 2 4 4 2 4 2 4 2 Liczba godzin 4 4 8 4 6 4 NARZĘDZIA DYDAKTYCZNE 1. – wykład z wykorzystaniem prezentacji multimedialnych 2. – ćwiczenia laboratoryjne – laboratorium komputerowe 3. – stanowiska komputerowe 4. – oprogramowanie inżynierskie CAD/CAE SPOSOBY OCENY ( F – FORMUJĄCA, P – PODSUMOWUJĄCA) F1. – ocena umiejętności obsługi oprogramowania F2. – ocena umiejętności stosowania zdobytej wiedzy podczas wykonywania zadań P1. – ocena stopnia realizacji postawionych do wykonania zagadnień inżynierskich – zaliczenie na ocenę na podstawie bieżących ocen uzyskanych podczas zajęć* P2. – ocena opanowania materiału nauczania będącego przedmiotem wykładu - kolokwium *) warunkiem uzyskania zaliczenia jest otrzymanie pozytywnych ocen ze wszystkich zagadnień, WIMiI_IB_Ist_S2_12_ss – Cykl kształcenia rozpoczynający się w roku akademickim 2013/2014 2/5 OBCIĄŻENIE PRACĄ STUDENTA Forma aktywności Godziny kontaktowe z prowadzącym konsultacje Zapoznanie się ze wskazaną literaturą oraz przygotowanie do kolokwium zaliczeniowego Przygotowanie się do ćwiczeń laboratoryjnych i wykonania zadań Suma LICZBA PUNKTÓW ECTS DLA PRZEDMIOTU Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału prowadzącego Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym, w tym zajęć laboratoryjnych i projektowych Średnia liczba godzin na zrealizowanie aktywności 30W 30L 60 godz. 5 godz. 10 godz. 25 godz. 100 godz. 4 ECTS 2,6 ECTS 2,2 ECTS LITERATURA PODSTAWOWA I UZUPEŁNIAJĄCA 1. Będziński R.: Biomechanika inżynierska. Zagadnienia wybrane, Wyd. Pol. Wrocławskiej, Wrocław 1997. 2. Łaskawiec J., Michalik R.: Zagadnienia teoretyczne i aplikacyjne w implantach, Wyd. Pol. Śląskiej, Gliwice, 2002. 3. Marciniak J.: Biomateriały, Wyd. Pol. Śląskiej, Gliwice, 2002. 4. Zienkiewicz O. C.: Metoda elementów skończonych, ARKADY, Warszawa 1972. 5. ADINA. Theory and Modeling Guide, Adina R&D, INC. 1997 6. Journal of Theoretical and Applied Mechanics, Biomechanics: Selected Topics, No. 3, Vol. 37, Warszawa, 1999. 7. red. Nałęcz M.: BIOCYBERNETYKA I INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA 2000, Tom 5. Biomechanika i inżynieria rehabilitacyjna, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa 2002. 8. Chlebus E.: Techniki komputerowe CAx w inżynierii produkcji, WNT, 2000 9. Sydor M.: Wprowadzenie do CAD. Podstawy komputerowo wspomaganego projektowania. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2009 PROWADZĄCY PRZEDMIOT ( IMIĘ, NAZWISKO, ADRES E-MAIL) 1. dr inż. Wojciech Więckowski [email protected] WIMiI_IB_Ist_S2_12_ss – Cykl kształcenia rozpoczynający się w roku akademickim 2013/2014 3/5 MACIERZ REALIZACJI EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Efekt kształcenia EK1 EK2 EK3 EK4 EK5 Odniesienie danego efektu do efektów zdefiniowanych dla całego programu (PEK) KIR_W12 KIR_W06 KIR_W07 KIR_W12 KIR_W07 K_U19 K_W24 KIR_W08 K_U06 K_K02 K_K03 K_W05 K_U05 K_U19 K_U23 KIR_U06 KIR_U09 K_K05 K_K06 K_W05 K_U19 KIR_U09 K_K02 K_K03 Cele przedmiotu Treści programowe Narzędzia dydaktyczne Sposób oceny C1 W1-8 W13, W14 1 P2 C1,C3 W1-8 W13-15 1 P2 C2 W5-12 W15 L3, L4 1,2,3,4 F1 F2 P1 P2 C3 W5-9 L1-15 2,3,4 F1 F2 P1 2,3,4 F1 F2 P1 C3 W7-8, W15 L5-15 WIMiI_IB_Ist_S2_12_ss – Cykl kształcenia rozpoczynający się w roku akademickim 2013/2014 4/5 II. FORMY OCENY - SZCZEGÓŁY Efekty kształcenia Na ocenę 2 Na ocenę 3 Na ocenę 4 Na ocenę 5 EK1, EK2 Student zna podstawowe techniki komputerowego wspomagania projektowania oraz ich zastosowanie w inżynierii biomedycznej Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu materiału programowego Student ma znaczne braki w opanowaniu materiału z zakresu nauczania, nie potrafi wskazać obszarów zastosowań technik CAx Student opanował wiedzę z zakresu wspomaganego komputerowo projektowania i wytwarzania, sprawnie wykorzystuje zdobyte wiadomości Student opanował pełny zakres wiedzy, samodzielnie potrafi poszerzać wiedzę EK3 Student zna wymagania stawiane implantom medycznym Student nie opanował podstawowej wiedzy z zakresu materiału Student zna w stopniu ograniczonym wymagania stawiane implantom, co utrudnia mu rozwiązywanie prostych zadań projektowych Student zna wymagania stawiane implantom, potrafi dokonać oceny konstrukcji Student bardzo dobrze opanował wiedzę, potrafi ją zastosować w czasie realizacji postawionych zadań EK4 Student potrafi zaproponować oraz przeprowadzić analizę MES dla wybranej konstrukcji implantu Student nie nabył umiejętności objętych programem nauczania przedmiotu Student nie potrafi samodzielnie rozwiązywać problemów wynikających w trakcie wykonywania zadań Student samodzielnie potrafi wykonać niezbędne obliczenia, potrafi dokonać oceny przyjętych założeń Student samodzielnie realizuje zadania, aktywnie uczestniczy w zajęciach, jest w stanie zaproponować alternatywne rozwiązania, samodzielnie rozwija swoje uzdolnienia EK5 Student potrafi dokonać analizy oraz efektywnie prezentować wyniki obliczeń, Student nie uzyskał lub nie potrafi przedstawić wyników swoich badań Student uzyskał wyniki obliczeń, ale nie potrafi dokonać ich analizy Student potrafi prezentować wyniki swojej pracy oraz prawidłowo dokonuje ich analizy Student potrafi w sposób zrozumiały prezentować, oraz dyskutować osiągnięte wyniki, potrafi dokonać krytycznej oceny rozwiązania lub też uzasadnić trafność przyjętych założeń Dopuszcza się wystawienie oceny połówkowej o ile student spełniający wszystkie efekty kształcenia wymagane do oceny pełnej spełnia niektóre efekty kształcenia odpowiadające ocenie wyższej. III. INNE PRZYDATNE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE Wszelkie informacje dla studentów dotyczące przedmiotu w tym harmonogramu odbywania zajęć, warunków zaliczenia oraz konsultacji są przekazywane podczas pierwszych zajęć z przedmiotu oraz umieszczone są na tablicach informacyjnych Instytutu Technologii Mechanicznych. WIMiI_IB_Ist_S2_12_ss – Cykl kształcenia rozpoczynający się w roku akademickim 2013/2014 5/5
