Biomedicinsk modellering och simulering

Mål

Målet med kursen är att introducera och tillämpa generella teorier för modellering och simulering av ett flertal medicintekniskt relevanta system, där både fysikaliska och fysiologiska processer är inkluderade. Efter avklarad kurs skall studenten kunna:

• beskriva generella principer för systemmodellering och simulering och tillämpa dessa för att designa matematiska modeller för ett antal realistiska system.
• värdera tillämpbarheten för olika modeller och simuleringstekniker inom medicintekniska problem för att studera diagnostiska och terapeutiska metoder samt fysiologiska processer.
• implementera och analysera datorbaserad modellering och simulering inom forskningsnära medicintekniska problem

Innehåll

Introduktion till begrepp inom systemmodellering, modellformalism och dess relation till olika simuleringsstrategier. Tillämpning av generella och specifika metoder för att analysera och modellera olika system. Implementering och simulering av modeller i datormiljö. Tidsdiskreta och stokastiska simuleringsmetoder. Utvärdering av modellers tillämpbarhet, noggrannhet och robusthet. Forskningsnära projekt och laborationer. Den laborativa delen innefattar:

• simulering av luftflödet i lungorna.
• 3D-simulering med FEM-teknik av värmetransport i mänsklig vävnad.
• stokastisk simulering av ljustransporten i mänsklig vävnad.
• simulering av hur bioelektriska signaler genereras över ett cellmembran.