Πύλη Βιοϊατρικής Τεχνολογίας

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο - Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών

Προπτυχιακή εκπαίδευση

Εµβιοµηχανική και Βιοϊατρική Τεχνολογία

Σκοπός – Περιοχή:  Σκοπός του μαθήματος είναι η εξοικείωση του σπουδαστή με τη διαδικασία ανάπτυξης μοντέλων προσομοίωσης της μηχανικής συμπεριφοράς των ιστών του ανθρώπινου σώματος. Αποσκοπεί στην παροχή γνώσεων για μελλοντικούς ερευνητές, για στελέχη εμπορικών εταιριών/αντιπροσωπειών, καθώς και σε εν δυνάμει κατασκευαστικές επιχειρήσεις στην περιοχή της εμβιομηχανικής των μαλακών και σκληρών ιστών.

Ύλη: Εισαγωγή. Σημερινές και μελλοντικές δυνατότητες της Βιοϊατρικής Τεχνολογίας. Δομή των οστών. Στοιχειώδης ανατομική μονάδα οστού. Φλοιώδη οστά και Αβέρσιο σύστημα. Σπογγώδη οστά και οστεοδοκίδες. Οστική ανακατασκευή: οστεοκλάστες και οστεοβλάστες. Συσχέτιση της οστικής  ανακατασκευής με κύριες τάσεις (νόμος του Wolff) και παραμορφώσεις (νόμος του Frost). Μηχανική συμπεριφορά των οστών. Μαλακοί ιστοί. Μηχανική συμπεριφορά μυών και τενόντων. Τεχνητοί τένοντες. Εφαρμογές στην άθληση, πλαστική χειριουργική και την οφθαλμολογία. Ορθοδοντικές εφαρμογές. Η σημασία της περιοδοντικής μεμβράνης. Το δόντι σαν ελαστικά εδρασμένο στερεό υπό συνεχή οστική ανακατασκευή. Κέντρο περιστροφής, κέντρο αντίστασης. Στοιχειώδης θεωρία ανάλυσης βάδισης (gait analysis) και στοιχεία αποκατάστασης (rehabilitation). Περί υπολογισμού κατανομής εσωτερικών δυνάμεων σε στατικές και δυναμικές καταπονήσεις. Μέθοδοι ανάκτησης ιατρικής εικόνας από αξονικό τομογράφο (raw data, DICOM, κλπ). Μετατροπή σε αρχείο CAD. Ανάπτυξη μοντέλων πεπερασμένων στοιχείων. Εφαρμογή της μεθόδου των πεπερασμένων στοιχείων στον σχεδιασμό εμφυτευμάτων (ολική αρθροπλαστική ισχίου, γόνατος, αγκώνα, ώμου, δακτύλων, κλπ). Απλοποιημένο μοντέλο πρόθεσης ισχίου σε κάμψη. Πλάκες οστεοσύνθεσης: κρανίου, πτέρνης, μακρών οστών, κλπ. Οδοντικά εμφυτεύματα. Ορθοδοντικές διατάξεις (CAD/CAM/CAE) υψηλής τεχνολογίας.

Διδάσκων: Χριστόφορος Γ. Προβατίδης (Αναπληρωτής Καθηγητής)

Σύγγραμμα: Εμβιομηχανική και Βιοϊατρική Τεχνολογία. Εκδόσεις ΕΜΠ, 200 σελ.

Εργαστήριο: Προαιρετική εξάσκηση με ανάπτυξη μοντέλων σε περιβάλλον ANSYS.

Ώρες διδασκαλίας: 4 ώρες ανά εβδομάδα.

Εβδομάδες διδασκαλίας: 13

Εξάμηνο – Κύκλος: 9ο εξάμηνο (επιλογή από όλους τους κύκλους, κυρίως από τον Κατασκευαστικό Κύκλο)

Τρόπος εξέτασης: Γραπτή Εξέταση

Βιβλιογραφία: Σε εύθετο χρόνο.