SCHOOL

SCHOOL OF ENGINEERING

DEPARTMENT

MECHANICAL ENGINEERING & AERONAUTICS

LEVEL OF COURSE

UNDERGRADUATE

COURSE CODE

ECE_BK810

SEMESTER OF STUDIES

8^th  

COURSE TITLE

Biomechanics ΙΙ

INDEPENDENT TEACHING ACTIVITIES
σε περίπτωση που οι πιστωτικές μονάδες απονέμονται σε διακριτά μέρη του μαθήματος π.χ. Διαλέξεις, Εργαστηριακές Ασκήσεις κ.λπ. Αν οι πιστωτικές μονάδες απονέμονται ενιαία για το σύνολο του μαθήματος αναγράψτε τις εβδομαδιαίες ώρες διδασκαλίας και το σύνολο των πιστωτικών μονάδων

TEACHING HOURS

PER WEEK

ECTS CREDITS

3

5

Προσθέστε σειρές αν χρειαστεί. Η οργάνωση διδασκαλίας και οι διδακτικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται περιγράφονται αναλυτικά στο 4.

COURSE TYPE

Υποβάθρου , Γενικών Γνώσεων, Επιστημονικής Περιοχής, Ανάπτυξης Δεξιοτήτων

PREREQUISITE COURSES:

There are no prerequisite courses. The students should have a basic knowledge of Mechanics of Deformable Solids, Strength of Materials and Fluid Mechanics.

TEACHING AND ASSESSMENT LANGUAGE:

Greek

THE COURSE IS OFFERED TO ERASMUS STUDENTS

COURSE WEBPAGE (URL)

Leraning outcomes

Περιγράφονται τα μαθησιακά αποτελέσματα του μαθήματος οι συγκεκριμένες  γνώσεις, δεξιότητες και ικανότητες καταλλήλου επιπέδου που θα αποκτήσουν οι φοιτητές μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος.

Συμβουλευτείτε το Παράρτημα Α (ξεχωριστό αρχείο στο e-mail)

·     Περιγραφή του Επιπέδου των Μαθησιακών Αποτελεσμάτων για κάθε ένα κύκλο σπουδών σύμφωνα με Πλαίσιο Προσόντων του Ευρωπαϊκού Χώρου Ανώτατης Εκπαίδευσης

·     Περιγραφικοί Δείκτες Επιπέδων 6, 7 & 8 του Ευρωπαϊκού Πλαισίου Προσόντων Διά Βίου Μάθησης

και Παράρτημα Β

·     Περιληπτικός Οδηγός συγγραφής Μαθησιακών Αποτελεσμάτων

The aims of the course for the student are to:

• Understand and quantify biochemical and electrical phenomena which are responsible to produce musculoskeletal work.
• Understand the phenomena that create the stimulus for the muscle contraction.
• Understand the forces and stresses that are applied or developed on parts of the human body, and the outcomes of these loads in a 3-dimensional frame.

Gain an understanding of the mechanical and anatomical principles that govern human motion and develop the ability to link the structure of the human body with its function from a mechanical perspective. 

General Abilities

Λαμβάνοντας υπόψη τις γενικές ικανότητες που πρέπει να έχει αποκτήσει ο πτυχιούχος (όπως αυτές αναγράφονται στο Παράρτημα Διπλώματος και παρατίθενται ακολούθως) σε ποια / ποιες από αυτές αποσκοπεί το μάθημα;.

Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών

Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις

Λήψη αποφάσεων

Αυτόνομη εργασία

Ομαδική εργασία

Εργασία σε διεθνές περιβάλλον

Εργασία σε διεπιστημονικό περιβάλλον

Παράγωγή νέων ερευνητικών ιδεών

Σχεδιασμός και διαχείριση έργων

Σεβασμός στη διαφορετικότητα και στην πολυπολιτισμικότητα

Σεβασμός στο φυσικό περιβάλλον

Επίδειξη κοινωνικής, επαγγελματικής και ηθικής υπευθυνότητας και ευαισθησίας σε θέματα φύλου

Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής

Προαγωγή της ελεύθερης, δημιουργικής και επαγωγικής σκέψης

At the completion of this course it is desired that each student be able to apply the laws and principles of engineering in the study of biological systems and quantify the forces and relationships that were described in the former paragraph.

Introduction in the relationship between the neuromuscular system and the response of the human musculoskeletal system. Neuromuscular human system. Neuron.  The current and the conductivity functions of Na and K ions into the neuromuscular system. Rest potential and action potential. Neuromuscular unit. Correlation of biochemical and/or bioelectrical functions of neuromuscular system with muscle contraction and forces producing. Electromyography. Methodologies to musculoskeletal fatigue estimation.

Μulti-link model of the human body; degrees of freedom and constraints. Βody segment anthropometric and inertial parameters; biomechanical characteristics of human joints: mobility and stability characterizing function; body centre of mass; centre of pressure.

Kinematics in biomechanics: linear and angular kinematics; reference frames for the kinematic analysis of body segments; human joint kinematics. Κinetic equations of motion; work & energy methods; momentum methods; Human motion analysis: basic notions of instrumentation for the quantification of human motion (stereophotogrammetry, inertial sensors, wearable sensors, etc); instrumentation for load measurement (force platforms, pressure platforms and insoles); experimental protocols for gait analysis. Statics and dynamics in biomechanics: 2-D and 3-D models of the musculoskeletal system.

Biomechanics of blood circulation: Anatomy and physiology. The heart as a pump. Circulation fluid dynamics. Systemic circulation in arteries, veins, bifurcations. Blood-Vessel interaction. Modeling of circulation for steady flow in vessels of constant diameter. 

Keywords: Neuromuscular system; Musculoskeletal system; Mechanical behavior; Modeling, Structure-function of biological systems; Blood circulation.

TEACHING METHOD
Πρόσωπο με πρόσωπο, Εξ αποστάσεως εκπαίδευση κ.λπ.

USE OF INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES
Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία, στην Εργαστηριακή Εκπαίδευση, στην Επικοινωνία με τους φοιτητές

Lectures using slides (MS PowerPoint) combined with standard class teaching, mainly for solving of problems to consolidate the theoretical knowledge. Besides notes, the students are provided with the slides of the lectures (in electronic form) as well as with additional educational material, such as publications in scientific journals. They are also guided in literature search and in retrieving relevant information from the Internet.

Implementation and presentation of a project involving, among others, literature search (optional).

TEACHING ORGANIZATION

Περιγράφονται αναλυτικά ο τρόπος και μέθοδοι διδασκαλίας.

Διαλέξεις, Σεμινάρια, Εργαστηριακή Άσκηση, Άσκηση Πεδίου, Μελέτη & ανάλυση βιβλιογραφίας, Φροντιστήριο, Πρακτική (Τοποθέτηση), Κλινική Άσκηση, Καλλιτεχνικό Εργαστήριο, Διαδραστική διδασκαλία, Εκπαιδευτικές επισκέψεις, Εκπόνηση μελέτης (project), Συγγραφή εργασίας / εργασιών, Καλλιτεχνική δημιουργία, κ.λπ.

Αναγράφονται οι ώρες μελέτης του φοιτητή για κάθε μαθησιακή δραστηριότητα καθώς και οι ώρες μη καθοδηγούμενης μελέτης ώστε ο συνολικός φόρτος εργασίας σε επίπεδο εξαμήνου να αντιστοιχεί στα standards του ECTS

STUDENT ASSESSMENT

Περιγραφή της διαδικασίας αξιολόγησης

Γλώσσα Αξιολόγησης, Μέθοδοι αξιολόγησης, Διαμορφωτική  ή Συμπερασματική, Δοκιμασία Πολλαπλής Επιλογής, Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης, Ερωτήσεις Ανάπτυξης Δοκιμίων, Επίλυση Προβλημάτων, Γραπτή Εργασία, Έκθεση / Αναφορά, Προφορική Εξέταση, Δημόσια Παρουσίαση, Εργαστηριακή Εργασία, Κλινική Εξέταση Ασθενούς, Καλλιτεχνική Ερμηνεία, Άλλη / Άλλες

Αναφέρονται  ρητά προσδιορισμένα κριτήρια αξιολόγησης και εάν και που είναι προσβάσιμα από τους φοιτητές;

Written examination. Presentation of the project.

Recommended Books

·         Fung, Y. C. Biomechanics: Mechanical Properties of Living Tissues. 2nd ed. New York, NY: Springer-Verlag, 1993. ISBN: 9780387979472.

·         C. Ross Ethier and Craig A. Simmons, Introductory Biomechanics: From Cells to Organisms. Cambridge University Press,2007. ISBN-13 978-0-521-84112-2.

·         David A. Winter, Biomechanics and Motor Control of Human Movement, Fourth Edition Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Inc. ISBN: 978-0-470-39818-0.