Modelos Computacionais de Processos Fisiológicos

Ano
3
Ano lectivo
2020-2021
Código
01003661
Área Científica
Engenharia Biomédica
Língua de Ensino
Português
Modo de Ensino
Presencial
Duração
Semestral
Créditos ECTS
6.0
Tipo
Obrigatória
Nível
1º Ciclo - Licenciatura

Conhecimentos de Base Recomendados

N.A.

Métodos de Ensino

A matéria da disciplina é leccionada em 25h teóricas, 40h práticas laboratoriais e 10h de seminários. Nas aulas teóricas a matéria é leccionada de forma expositiva e nas aulas práticas laboratoriais os alunos realizam simulações computacionais de temas das aulas teóricas. No seminários são apresentados e discutidos trabalhos realizados sobre um processo fisiológico para o que cada aluno tem de chegar às equações que o traduzam fazendo a respectiva simulação computacional.
A equipa docente está sempre disponível a esclarecer dúvidas.

Resultados de Aprendizagem

As Ciências Biomédicas usam cada vez mais modelos matemáticos capazes de auxiliar a interpretação de dados fisiológicos.
O futuro Engenheiro Biomédico deve compreender uma função biológica sob o ponto de vista da engenharia e interpreta-la em termos fisiológicos. Ao longo do processo de aprendizagem, cada aluno tomará conhecimento e utilizará ferramentas adequadas para cada uma das tarefas propostas.
Os objectivos desta unidade curricular a nível de atitudes, capacidades e competências, são desenvolver a atitude de pesquisa metódica, de análise e de síntese, adquirir conhecimentos de informática, gerir informação e resolver problemas, adquirir capacidade para trabalhar em equipa interdisciplinar, comunicar e aplicar os conhecimentos à profissão.
Consideram-se objectivos a nível dos conhecimentos conhecer e manipular programas computacionais, conhecer as noções matemáticas relativas à teoria de sistemas, conhecer os processos fisiológicos que estão por detrás da função a estudar.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Sistemas e modelos fisiológicos
Órgãos, funções e outros componentes dos seres vivos como sistemas e as simulações usadas para o seu estudo. O interesse dos modelos no estudo dos fluxos de matéria, energia e informação nos sistemas biológicos.

2. Transporte de massa através de membranas
Modelos funcionais de membrana. A difusão de soluto, transporte de água. Equação de Nernst-Plank, e equação de Goldman. Membrana de Donnan.

3. Potenciais eléctricos à superfície
Dipolos eléctricos. Potencial criado por um dipolo eléctrico num ponto exterior. Membranas carregadas electricamente. Dupla camada eléctrica e potencial criado num ponto P exterior. Potencial criado por fibras durante o período de despolarização. Dipolo fictício. Potenciais à superfície. Electrocardiograma.

4. Análise compartimental
Modelos determinísticos de um único e de dois compartimentos. Sistemas estocásticos. Traçadores, volumes e caudais em sistemas de distribuição. Função frequência dos tempos de trânsito.

Métodos de Avaliação

Avaliação Continua
Avaliação Continua: 100.0%

Documentos

Ficha Unidade Curricular - 2011/2012 (Word)

Bibliografia

1. Modeling and Simulation in Medicine and the Life Sciences, Frank C. Hoppensteadt, Charles S. Peskin, Springer, 2000.
2. Biofísica Médica. JJ Pedroso de Lima. Universidade de Coimbra, 2003.
3. Intermediate Physics for Medicine and Biology (Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering). Russell K. Hobbie, Brad Roth. Springer, 2007.