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Modelos Computacionais de Processos Fisiológicos
EB
2008 . 2009  - 1º semestre
SINOPSE PROGRAMA HORÁRIO AVALIAÇÃO ESPECIFICAÇÃO
DOCS. APOIO        


programa e bibliografia


Programa
1. Sistemas fisiológicos e teoria geral dos sistemas O estudo de órgãos, funções e outros componentes dos seres vivos como sistemas. Hierarquia de sistemas.
2. Modelos  e analogias entre diversos tipos de sistemas  e processos. 3. Propriedades dinâmicas dos sistemas fisiológicos. Linearidade e invariância no tempo.
Função de transferência. Sinais periódicos. Casos de estudo por simulação computacional..
4. Sistemas fisiológicos no espaço de estados. Sistemas não-lineares e linearização. Sistemas caóticos e fractais e sua importância em biologia e medicina. Casos de estudo por simulação computacional.5. O interesse dos modelos no estudo dos fluxos de matéria, energia e informação nos sistemas biológicos. Regulação e controlo nos sistemas biológicos. Realimentação.
6. Modelos da respiração.
6.1. Modelos funcionais. A difusão através da barreira alvéolo-capilar.
6.2. Modelos avançados do transporte gasoso. Medidas do caudal gasoso e volume pulmonar. Espirometria e pneumotacografia. Pletismografia. Avaliação funcional. Oximetria de impulso. Outras técnicas.

7. Modelos da circulação sanguínea.
7.1. Resistência hidrodinâmica. Complacência de um vaso elástico. Inertância de um líquido. A impedância dos vasos sanguíneos. Analogia com o RLC.
7.2. Modelos da circulação sanguínea em vasos elásticos.
7.3. Propagação da onda pulsatória nos vasos sanguíneos. O pulso. Medições de pressão, velocidade e caudal na circulação sanguínea humana.

8. Equilíbrio térmico no homem
8.1. Transporte do calor por difusão térmica (condução), convecção, convecção forçada e irradiação (Lei de Stephan).
8.2. Troca de calor por contracorrente. Trocas distribuídas Participação destes mecanismos no caso do homem.
8.3. Sistemas termoestáticos. Modelo simplificado do equilíbrio de temperatura interna do corpo. Homeotermia. Modelo com exsudação. Regimes transitórios. Papel da água na regulação térmica.

9. Potenciais eléctricos à superfície
9.1. Dipolos eléctricos.
9.2. Potencial criado por um dipolo eléctrico num ponto exterior. Membranas carregadas electricamente. Dupla camada eléctrica. Potencial criado por uma dupla camada num ponto P exterior. Potencial criado por fibras durante o período de despolarização. Dipolo fictício. Potenciais à superfície. Electrocardiograma.

10. Análise compartimental
10.1. Modelos determinísticos de um único compartimento. Modelos de dois compartimentos. Sistema aberto de dois compartimentos em série. Sistema mamilar aberto de dois compartimentos. Clarificação
10.2. Sistemas estocásticos. Traçadores, volumes e caudais em sistemas de distribuição. Função frequência dos tempos de trânsito. O princípio de Stewart-Hamilton. Sistemas de distribuição e o integral de convolução. Sistemas de distribuição em paralelo. Formas diferentes de injecção         

bibliografia recomendada


Bibliografia de base


 
Fractal Physiology and Chaos in Medicine (Studies of Nonlinear Phenomena in Life Science), B.J. West, World Scientific Publishing, 1990.
[ Livro   ]

Hoppensteadt, Charles S. Peskin, Springer Verlag, 2000.
[ Livro   ]

Identification of Nonlinear Physiological Systems David T. Westwick; John Wiley and Sons, 2003. (September 19, 2003).
[ Livro   ]

Mathematical Models in Biology: An Introduction by Elizabeth S. Allman, John A. Rhodes Cambridge University Press, 2003.
[ Livro   ]

Modeling and Simulation in Medicine and the Life Sciences (Texts in Applied Mathematics), Frank C
[ Livro importante Frank C,  "Modeling and Simulation in Medicine and the Life Sciences (Texts in Applied Mathematics)"   ]

Modern Control Engineering, 4th ed., K. Ogata, Prentice Hall, 2002.
[ Livro   ]

Nonlinear Dynamics in Physiology and Medicine: v. 25 (InterdisciplinaryApplied Mathematics S.), Anne Beuter (Editor), Springer Verlag, 2003.
[ Livro   ]

Nonlinear Modeling of Physiological Systems by Marmarelis; John Wiley and Sons, 2004.
[ Livro   ]

Physiological Control Systems: Analysis, Simulation, and Estimation by Michael Khoo; John Wiley and Sons,September 24, 1999.
[ Livro   ]

System Theory and Practical Applications of Biomedical Signals, (Biomedical Engineering S.), G D Baura, John Wiley and Sons, 2002
[ Livro   ]

The Biomedical Engineering Handbook (Electrical EngineeringHandbook),by Joseph D. Bronzino (Editor), Springer Verlag, 2000.
[ Livro   ]

Bibliografia complementar

 
Bibliografia complementar
não definida
 

       


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