Ders AdıKodu Yerel KrediAKTS Ders (saat/hafta)Uygulama (saat/hafta)Laboratuar (saat/hafta)
Fizyolojik Sistemlerin ModellenmesiKOM354034300
ÖnkoşullarKOM2712
YarıyılBahar
Dersin Diliİngilizce, Türkçe
Dersin SeviyesiLisans
Dersin TürüSeçmeli @ Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Lisans Programı
Ders KategorisiTemel Meslek Dersleri
Dersin Veriliş ŞekliYüz yüze
Dersi Sunan Akademik BirimKontrol ve Otomasyon Mühendisliği Bölümü
Dersin KoordinatörüŞeref Naci Engin
Dersi Veren(ler)Kamuran A. KADIPAŞAOĞLU
Asistan(lar)ıEsra Kaya Ayana, Doğan Onur ARISOY
Dersin Amacıİnsan vücudunun fizyolojik sistemlerinin yapısını / işlevini anlamak ve dinamiklerini analiz etmek için matematiksel modeller geliştirmek.
Dersin İçeriğiVücudun temel biyolojik kavramları. İnsan vücudunun yapısının (anatomi) ve fonksiyonunun (fizyolojisi) sistem analizi. Hücre zarı ve sinir, kas-iskelet sistemi, kardiyovasküler sistem, solunum sistemi ve böbrek sistemlerinin matematiksel modellenmesi.
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
  • Guyton AC and Hall JE, "Textbook of Medical Physiology", 11th ed. , Elsevier, Philadelphia, 2006
  • Michael CK Khoo, "Physiologic Control Systems", IEEE Press Series in BME, 2000
  • Neumann DA, "Kinesiology of the Musculoskeletal System", 3rd ed., Elsevier, St. Louis, MO, 2017
  • J.T. Ottesen, M.S. Olufsen, and J.K. Larsen, "Applied Mathematical Models in Human Physiology", BioMath-Group, Depts Mathematics & Physics , Roskilde University, Denmark, 2003
  • Batzel JJ, Kappel F, Schnedits D, Tran HT, "Cardiovascular and Respiratory Systems: Modeling, Analysis and Control" , SIAM (Society for Industrial and Applied Mathematics), Philadelphia, 2007
Opsiyonel Program BileşenleriYok

Ders Öğrenim Çıktıları

  1. Öğrenciler molekülerden hücrelere, dokulara, organlara ve sistemlere doğru ilerleyen genel yapısal (anatomik) hiyerarşiyi anlarlar,
  2. Öğrenciler insan vücudundaki ana sistemlerin fizyolojisini öğrenirler,
  3. Öğrenciler fizyolojik sistemlerin homestaz üzerindeki rollerini anlarlar,
  4. Öğrenciler temel elektrik ve kimyasal iletim mekanizmalarının doğasını ve dinamiklerini tanırlar,
  5. Öğrenciler modellenecek fizyolojik sistemin çevresel girdi (ler), sistemik bileşenleri ve durum değişkenlerini temsil eden diferansiyel denklemleri oluşturabilirler.

Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları

HaftaKonularÖn Hazırlık
1 Vücut Yapı Taşlarını, Hücre Zarını, Trans-membran Potansiyelini AnlamaDers Kitapları - Ders Notları
2Hücre Zarını Modelleme, Hudgkin-Huxley ModeliDers Kitapları - Ders Notları
3 Sinir Dokusu / Sistemine Genel Bakış, Kasın Modellenmesi-I, Kasın Modellenmesi-II: Seri ElemanlarDers Kitapları - Ders Notları
4 Kasın Modellenmesi-III: Aktif Durum, Kasın Modellenmesi-IV: En Genel Kas DenklemiDers Kitapları - Ders Notları
5Kasın Modellenmesi - V: Hill Denklemi, Kasın Modellenmesi-VII, Kasın Modellenmesi-VII: Refleks MekanizmalarıDers Kitapları - Ders Notları
6 Kardiyovasküler Sistem: Giriş, Kardiyovasküler Sistem-I: Fizyoloji, Wiggers DiyagramıDers Kitapları - Ders Notları
7Kardiyovasküler Sistem-II: Fizyoloji, Basınç-Hacim Diyagramı, Kardiyak Performans Hesaplamaları, Kardiyak Debi-Venöz Geri Dönüş DengesiDers Kitapları - Ders Notları
8Ara Sınav 1
9Kardiyovasküler Sistem-III: Kalbin Mekanik Özellikleri, Kardiyak KasılmalarıDers Kitapları - Ders Notları
10Windkessel Sistem ModellemesiDers Kitapları - Ders Notları
11Optimal Kontrol Teorisi-1: Giriş, Varyasyon Hesabı, Doğada optimal neler vardır ?Ders Kitapları - Ders Notları
12Statik Optimizasyon, Euler-Lagrange Denklemleri, Kısıtlı OptimizasyonDers Kitapları - Ders Notları
13 Dinamik Optimizasyon, İleri Euler-Lagrange Denklemleri, Durum-Uzay AnaliziDers Kitapları - Ders Notları
14 Varyasyonlar Hesabı, Pontryagin Maksimum Prensibi, Sol ventrikül (LV) çalışmasını en aza indirmek için Lagrange Çarpanları, LV çalışmasını en aza indirmek için Pontryagin Maksimum PrensibiDers Kitapları - Ders Notları
15Final

Değerlendirme Sistemi

EtkinliklerSayıKatkı Payı
Devam/Katılım
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Derse Özgü Staj
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Ödev1020
Sunum/Jüri
Projeler
Seminer/Workshop
Ara Sınavlar140
Final140
Dönem İçi Çalışmaların Başarı Notuna Katkısı
Final Sınavının Başarı Notuna Katkısı
TOPLAM100

AKTS İşyükü Tablosu

EtkinliklerSayıSüresi (Saat)Toplam İşyükü
Ders Saati133
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Sınıf Dışı Ders Çalışması133
Derse Özgü Staj
Ödev103
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Projeler
Sunum / Seminer
Ara Sınavlar (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)18
Final (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)18
Toplam İşyükü :
Toplam İşyükü / 30(s) :
AKTS Kredisi :
Diğer NotlarYok