Biomecânica e Hemodinâmica
Código
7590
Unidade Orgânica
Faculdade de Ciências e Tecnologia
Departamento
Departamento de Física
Créditos
6.0
Professor responsável
Mário António Basto Forjaz Secca, Valentina Borissovna Vassilenko
Horas semanais
5
Língua de ensino
Português
Objectivos
Nesta disciplina serão introduzidos os conceitos e os formalismos da Biomecânica e Hemodinâmica, enquadrados com exemplos de aplicações e aulas laboratoriais.
Pretende-se que, no final da disciplina, os alunos demonstrem possuir bases para a compreensão e aplicação dos principais modelos de Biomecânica utilizados e equações resultantes, nomeadamente no estudo de movimento e articulações, propriedades mecânicas de ossos, músculos, vasos sanguíneos e sangue, contracção muscular e descrição do sistema cardiovascular.
Pré-requisitos
É fortemente recomendado que se tenha obtido previamente classificação positiva nas disciplinas de "Análise Matemática I e II", "Física I-B", “Introdução à Biomateriais” e “Anatomia”
Conteúdo
Teóricas:
1 - INTRODUÇÃO À BIOMECÂNICA
2 - Cinemática e Cinética
Referencial global e local
Centro de gravidade
Cálculos cinemáticos.
3 - BIOMECÂNICA DO MOVIMENTO E ARTICULAÇÕES
Tipos de movimento
Cinemática das articulações
Simulação, Modelação e próteses
4 - PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS TECIDOS
Cargas mecânicas sobre corpo humano
Relações Stress/Strain
Viscoelasticidade
5 - Biomecânica da Contracção Muscular
Músculos;
Teoria do deslizamento dos filamentos;
Unidade motora e contração muscular;
Equação de Hill;
Electromiografia
6. Biomecânica do Coração
Músculo cardíaco;
Electrocardiograma e actividade cardíaca;
Modelação do coração e da tensão na parede cardíaca.
7. Introdução à Hemodinâmica
Pressão hidrostática
Actividade cardíaca e Pressão Arterial
Medição da Pressão Arterial
8. Propriedades dos fluidos. Reologia do sangue
Fluidos Newtonianos e Não-Newtonianos
Reologia do sangue;
Modelo de Casson;
Efeito de Fahraeus-Linquist
9. Equações da Dinânica dos Fluidos
Equação da continuidade
Conservação do momento e energia
Equações de Navier-Stokes
10. Modelos de circulação
Características dos vasos sanguíneos
Modelos de Poiseulle
Fluxo Laminar vs Turbulento
Modelo resistivo
Propagação do fluxo pulsado
Modelo de Frank
11. Tubos ramificantes e bifurcações
Modelos, Lei do Cubo
Aulas laboratoriais:
1.Electromiografia 1
2.Electromiografia 2
3. ECG
4. Medição da Pressão Arterial
5. ECG & Pulso
6. Sons Cardíacos
Bibliografia
1. Apontamentos de Biomecânica e Hemodinâmica - Valentina Vassilenko, FCT/UNL
2.Fung, Y. C. Biomechanics: Mechanical Properties of Living Tissues, 2nd ed., 1993, ISBN: 978-0-387-97947-2
3.B.H.Brown, et.al. Medical Physics and Biomedical Engineering
4.Panjabi, M.M. and White A.A. “Biomechanics in the Musculoskeletal System”, 1st. ed., Churchill Levingtone , 2001
5. M.Zamir “The physics of pulsatile flow”, Springer-Verlag, 2000
6. Seeley, T.D.Stephens, P.Tate Anatomia e Fisiologia, Lusodidacta, 2001
7. www.fct.unl.pt à Biblioteca à e-Books à The Biomedical Engineering Handbook; Vol.1, 2nd Edition,Ed.J.D.Bronzino, CRC Press LLC, 2000
8. Biomechanical Systems: Techniques & Applications, Vol. II, Cardiovascular Techniques; Vol. I Computer Techniques and Computational Methods in Biomechanics; Vol. III, Musculoskeletal Models & Techniques; Vol. IV, Biofluid Methods in Vascular & Pulmonary Systems
9. Séries de problemas de Biomecânica e Hemodinâmica – Valentina Vassilenko, FCT/UNL
10. Guiões do Trabalhos Práticos
www.biopac.com
Método de ensino
1. Aulas Teóricas (conceitos, exemplos, demonstrações)
2. Aulas Práticas Laboratoriais
3. Seminários (apresentação dos trabalhos preparados em grupo de 2 alunos sobre os temas previamente escolhidos da área de Biomecânica ou Hemodinâmica).
Método de avaliação
Elementos da avaliação
Os elementos de avaliação são constituídos por componentes seguintes, com os pesos na nota final indicados:
- TEOR - 60%
- PRAT - 30%
- SEM – 10%
Cada um destes elementos de avaliação é cotado até 20 valores.
Notas:
A nota da componente teórica é definida de duas formas diferentes, consoante o momento em que a nota é obtida:
TEOR= (T1 + T2) / 2, onde T1 eT2 são os testes intermédios de avaliação contínua.
TEOR = ER , onde ER é o Exame de Recurso
A nota da componente prática (PRAT) é a média das notas dos 5 relatórios dos trabalhos realizados no laboratório e entregues para avaliação.
A nota do seminário (SEM) é a nota do relatório do trabalho realizado individualmente por grupo de dois alunos sobre um tema proposto por professor e entregue no final do semestre para avaliação.
A componente prática e seminário são realizados por grupos de dois alunos.
Frequência e sua validade:
A nota de frequência é igual à nota da parte prática:
- FREQ = PRAT
A frequência obtida no ano letivo corrente será valida nos próximos anos.Não é possível melhorar a nota de frequência obtida no passado.
Aprovação e Nota final
A aprovação na cadeira é determinada pela seguinte condição:
- Aprovação = FREQ >= 9.5 e TEOR >= 9.5
A nota final calcula-se assim:
- NOTA FINAL = 0. 3 * FREQ + 0.6 * TEOR + 0.1*SEM
As notas intermédias são arredondadas para uma casa decimal.
A nota final é um número inteiro
Fraude
Qualquer tipo de fraude em qualquer elemento de avaliação implica a impossibilidade de fazer a cadeira no ano lectivo corrente (mesmo que haja exames marcados). Isto aplica-se tanto a quem dá informação como a quem recebe informação.