課程名稱 |
組織生物力學 Tissue Biomechanics |
開課學期 |
109-2 |
授課對象 |
工學院 應用力學研究所 |
授課教師 |
林哲宇 |
課號 |
AM5032 |
課程識別碼 |
543 U6450 |
班次 |
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學分 |
3.0 |
全/半年 |
半年 |
必/選修 |
選修 |
上課時間 |
星期四7,8,9(14:20~17:20) |
上課地點 |
應233 |
備註 |
總人數上限:54人 |
Ceiba 課程網頁 |
http://ceiba.ntu.edu.tw/1092AM5032_ |
課程簡介影片 |
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核心能力關聯 |
核心能力與課程規劃關聯圖 |
課程大綱
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課程概述 |
生物組織力學性質(mechanical properties)在生醫工程、臨床醫學的發展上扮演很重要的角色,諸如人工關節、義肢以及植入物(如血管支架)的設計,或人工組織的製備,都需要具備組織力學性質的基礎知識和相關技術。最新的臨床診斷技術,亦開始使用組織力學性質做診斷和治療效果評估的指標。
本課程的主旨是希望學生在修習本課程後,能具備組織力學性質的測量和分析之工程實務能力,以及進一步閱讀資料文獻、做相關研究的能力。因此本課程將以實務應用做導向,在建立組織力學性質基本觀念的同時,瞭解使用實驗儀器測量組織力學性質的觀念和方法,以及學習撰寫電腦程式做相關的實驗資料分析。
課程中將舉一些例子,讓學生瞭解組織力學性質在現今生醫工程、臨床醫學領域中的應用狀況。課程中亦將隨機介紹有關運動訓練、運動醫學(包括運動傷害和治療)和運動生物力學之相關議題。
關於課程,有兩點請特別注意:(1)課程中舉的例子主要會和骨骼肌肉系統組織(如韌帶、肌腱、肌肉、骨頭等)有關,但課程中介紹的觀念和實務技術同樣可以運用在器官和細胞的力學性質分析;(2)課程中會提到黏彈性力學的相關觀念,但本課程不會有深入以及系統化的黏彈性力學介紹。
總結來說,本課程包括以下內容:
1.認識骨骼肌肉系統組織(如韌帶、肌腱、肌肉、骨頭等)。
2.瞭解如何以實驗儀器測得組織的stress-strain relationship。
3.瞭解以stress-strain relationship定義的力學性質之定義和基本觀念,包括彈性(elasiticty)力學性質、塑性(plasticity)力學性質、破壞(fracture)力學性質、以及超彈性(hyperelastictiy)性質。將講解一些具有實際畫面的計算題來熟悉觀念,並建立觀念與實務應用的連結。
4.瞭解如何撰寫電腦程式分析以實驗測得之stress-strain relationship,以得到上述的力學性質。
5.瞭解組織受傷的機制、組織受傷與力學性質的關係。
6.瞭解以超音波測量組織性質的觀念和方法。
7.組織力學性質在現今生醫工程、臨床醫學領域中的應用狀況實例。
8.隨機介紹有關運動訓練、運動醫學(包括運動傷害和治療)和運動生物力學之相關議題。
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課程目標 |
1.認識骨骼肌肉系統組織(如韌帶、肌腱、肌肉、骨頭等)。
2.瞭解如何以實驗儀器測得組織的stress-strain relationship。
3.瞭解以stress-strain relationship定義的力學性質之定義和基本觀念,包括彈性(elasiticty)力學性質、塑性(plasticity)力學性質、破壞(fracture)力學性質、以及超彈性(hyperelastictiy)性質。將講解一些具有實際畫面的計算題來熟悉觀念,並建立觀念與實務應用的連結。
4.瞭解如何撰寫電腦程式分析以實驗測得之stress-strain relationship,以得到上述的力學性質。
5.瞭解組織受傷的機制、組織受傷與力學性質的關係。
6.瞭解以超音波測量組織性質的觀念和方法。
7.組織力學性質在現今生醫工程、臨床醫學領域中的應用狀況實例。
8.隨機介紹有關運動訓練、運動醫學(包括運動傷害和治療)和運動生物力學之相關議題。
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課程要求 |
在選修本課程之前建議先修過微積分和普通物理。本課程適合大三、大四以及研究所的學生選修。 |
預期每週課後學習時數 |
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Office Hours |
另約時間 備註: 於下課後直接找老師討論,或寄email約討論的時間 |
指定閱讀 |
課程講義,以及在課堂中指定的參考資料 |
參考書目 |
待補 |
評量方式 (僅供參考) |
No. |
項目 |
百分比 |
說明 |
1. |
六次作業 |
70% |
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2. |
課程參與狀況 |
30% |
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週次 |
日期 |
單元主題 |
第2週 |
3/04 |
第一章 認識骨骼肌肉系統之組織 |
第3週 |
3/11 |
第一章 認識骨骼肌肉系統之組織 |
第4週 |
3/18 |
第一章 認識骨骼肌肉系統之組織 |
第5週 |
3/25 |
第二章 組織受傷的力學機制 |
第6週 |
4/01 |
第二章 組織受傷的力學機制 |
第7週 |
4/08 |
第三章 組織stress-strain relationship 的實驗測量方法與相關觀念 |
第8週 |
4/15 |
第三章 組織stress-strain relationship 的實驗測量方法與相關觀念 |
第9週 |
4/22 |
第四章 認識以stress-strain relationship定義的力學性質 |
第10週 |
4/29 |
第四章 認識以stress-strain relationship定義的力學性質 |
第11週 |
5/06 |
第四章 認識以stress-strain relationship定義的力學性質 |
第12週 |
5/13 |
第四章 認識以stress-strain relationship定義的力學性質 |
第14週 |
5/27 |
第五章 hyperelasticity |
第16週 |
6/10 |
第六章 多維度力學性質分析 |