lu.se

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA

Lunds universitet

Denna sida på svenska This page in English

Kursinnehåll år 1-3

Årskurs 1

Introduktion till medicin och teknik (12 hp, LP1, LP2)
Kursen introducerar centrala begrepp och metoder inom medicinsk teknik för mätning, analys och påverkan av fenomen i människokroppen. Grundläggande kunskaper förmedlas inom anatomi och fysiologi och en lång rad tekniska områden, däribland bioinformatik biomekanik, bioinstrumentering, biosensorer, medicinska bildgivande system och medicinsk signalbehandling. Etik, moral och patientsäkerhet är viktiga moment som behandlas i kursen.

Våglära, optik och atomfysik (7.5 hp, LP1, LP2)
Kursen ger grundläggande kunskaper i vågrörelselära, optik och atomfysik med inriktning mot tillämpningar. Kursinnehåll: Mekaniska svängningar, vågutbredning, interferens och dopplereffekt. Ljudtryck, ljudintensitet. Akustisk impedans, reflektion av ljudvågor. Elektromagnetiska vågor och Huygens princip. Avbildning med linser, optiska instrument. Interferens, böjning och upplösning. Spektrometrar. Relativistisk mekanik. Elektronens laddning och vågegenskap. Atomernas storlek och massa. Temperaturstrålare och fotoelektrisk effekt. Modeller av atomen. Kvantmekanisk introduktion: materievågor. Uppbyggnaden av det periodiska systemet. Stimulerad emission och laserverkan. Generering och absorption av röntgenstrålning. Radioaktivitet.

Endimensionell analys (15 hp, LP1, LP2, LP3)
Kursens ger en grundläggande introduktion till den endimensionella analysen som har avgörande betydelse i de allra flesta tillämpningar inom teknikämnen.
Delkurs 1. Talbegreppet. Räkning med bråk. Olikheter. Kvadratrötter. Andragradskurvor, andragradsekvationen. Plan geometri. Analytisk geometri. Cirkeln, ellipsen, hyperbeln. Aritmetisk och geometrisk summa. Binomialsatsen. Absolutbelopp. Trigonometri. Potenser och logaritmer. Funktionsbegreppet. De elementära funktionernas egenskaper: grafer, formler. Talföljder.
Delkurs 2. Gränsvärden med tillämpningar: asymptoter, talet e, serier. Kontinuerliga funktioner. Derivator: definition och egenskaper, tillämpningar. Derivation av de elementära funktionerna. Egenskaper hos deriverbara funktioner: medelvärdessatsen med tillämpningar. Kurvritning. Lokala extremvärden. Optimering. Enkla matematiska modeller. Komplexa tal och polynom. Taylors och Maclaurins formler. Utveckling av de elementära funktionerna. Resttermens betydelse. Tillämpningar av Maclaurinutvecklingar.
Delkurs 3. Begreppet primitiv funktion. Enkla integrationsmetoder: partiell integration och variabelsubstitution. Partialbråksuppdelning. Definition av integral. Riemannsummor. Geometriska och andra tillämpningar av integraler. Generaliserade integraler. Differentialekvationer av första ordningen: linjära och med separabla variabler. Linjära differentialekvationer. Lösning av homogena ekvationer. Lösning av vissa inhomogena ekvationer. Tillämpningar.

Linjär algebra (6 hp, LP4)
Kursinnehåll: Linjära ekvationssystem. Vektorer. Baser och koordinatsystem. Ekvationer för linjer och plan i rymden. Skalärprodukt med tillämpningar. Vektorprodukt med tillämpningar. Matriser. Rang. Linjära avbildningar. Determinanter. Egenvärden och egenvektorer.

Programmeringsteknik (7.5 hp, LP3, LP4)
Kursen ger kunskap i hur man skriver små och medelstora datorprogram och grundläggande insikter i objektorienterad programmering och programspråket Java. Kursinnehåll: Objekt och operationer, klasser och metoder. Grundläggande programkonstruktioner, grundläggande algoritmer. Datastrukturer: vektorer, klassen ArrayList. Arv, polymorfism. Strängklasser. Objektorienterad systemutveckling.

Verksamhetsförlagd utbildning i sjukvården (5 hp, LP3, LP4)
Kursen ger allmän kunskap om hur den svenska vårdprocessen fungerar, professionellt uppförande vid patientkontakt, sekretess, mm. De inledande föreläsningarna har som syfte att beskriva hur medicinsk teknik kommer in i den kliniska vardagen, speciellt för de avdelningar på sjukhuset som är teknikintensiva. En djupare förståelse för de undersöknings- och behandlingsmetoder som beskrivits vid föreläsningarna fås vid olika tillfällen då studenten auskulterar på sjukhuset. Undersökningar som t.ex. involverar mätningar av kemiska eller elektriska storheter studeras vid laborationer. Lärare på medicinska fakulteten ansvarar för undervisningen, och kursen ges i sin helhet på sjukhuset.

Allmän och organisk kemi (7.5 hp, LP3)
Att ge grundläggande förståelse för och kunskap om kemiska processer och förlopp. Grundläggande förståelse för organiska och oorganiska kemiska föreningars struktur och reaktivitet samt kunskap om det kemiska formelspråket och viktiga kemiska begrepp på såväl svenska som engelska. Kursinnehåll: Grundläggande kemiska begrepp. Atomers uppbyggnad och det periodiska systemet. Kemiska formler, reaktioner och stökiometri. Kemisk bindning. Molekylgeometrier. Intermolekylära krafter: dispersionskrafter, vätebindningar, dipol-dipol och jon-dipol. Termodynamik: begreppen entalpi, entropi, inre energi och fri energi, enkla samband mellan dessa begrepp. Termodynamikens huvudsatser – standard bildnings och reaktionsentalpier. Kemisk jämviktslära med enklare beräkningar i lösning. Grundläggande organisk kemi med fokus på struktur.

Årskurs 2

Cellens biologi (7.5 hp, LP1)
Kursen är en introduktion till cellbiologi. Den behandlar cellens strukturer och funktioner samt ger en överblick över de komplexa processer som sker i levande celler. Kursinnehåll: Cellens uppbyggnad och sammansättning hos mikroorganismer, växter och djur. Proteiners, nukleinsyrors och membraners struktur och funktion. Energiomvandlingars mekanism. Cellreproduktion, mitos, cellcykel och cancertillväxt. Celldifferentiering och olika specialiserade djurceller. DNA-struktur och DNA-replikation. Genexpression och proteinsyntes.

Flerdimensionell analys (7.5 hp, LP1)
Kursinnehåll: Allmänt om funktioner av flera variabler: funktionsytor, nivåytor, ytor i parameterform, kroklinjiga koordinater. Partiella derivator. Differentierbarhet, tangentplan, felfortplantning. Kedjeregeln. Tillämpningar på partiella differentialekvationer. Gradient, riktningsderivata, nivåkurvor. Undersökning av stationära punkter. Kurvor, tangent, båglängd. Ytor, normalriktning, tangentplan. Funktionalmatris (Jacobian) och funktionaldeterminant, linjarisering. Implicit givna funktioner. Optimering på kompakta och icke-kompakta områden. Optimering med bivillkor. Dubbel- och trippelintegraler. Itererad integration. Variabelbyte. Generaliserade integraler. Tillämpningar: volym, tröghetsmoment, tyngdpunkt. Kurvintegraler. Greens formel med tillämpningar. Potential och exakt differential. Visualisering och formelhantering med hjälp av programpaketet Maple.

Människans fysiologi (7.5 hp, LP2)
Människokroppen studeras från funktionell utgångspunkt. Allmänna principer för organs och vävnaders uppbyggnad och funktion samt generella styrmekanismer behandlas. För varje studerat organsystem belyses integrerat hur det är uppbyggt, hur det fungerar och hur det styres.

Teknisk mekanik (7.5 hp, LP2)
Kursen omfattar grundläggande delar från såväl klassisk stelkroppsmekanik som deformerbara kroppars mekanik, d.v.s. hållfasthetslära. Kursinnehåll: Inom stelkroppsmekaniken behandlas både statiska och dynamiska problem. Jämviktsekvationerna för stela kroppar formuleras utgående från friläggningsmetodik och problem både med punktlaster och utbredda belastningar behandlas. Den dynamiska delen av kursen tar sin utgångspunkt i Newtons lagar och partikelns rörelseekvationer etableras.. Partikelrörelser beskrivs såväl i rätlinjiga som i kroklinjiga koordinatsystem. Exempel på tillämpningar i mekaniken hämtas både från vardagliga händelser såsom att klättra på stegar, flytta möbler, cykla, åka bergochdalbana och tekniska tillämpningar från robotteknologi och ballistik. Utgående från stelkroppsmekaniken introduceras hållfasthetsläran genom definitionen av tensorbegreppen spänning och töjning. Samband mellan spänning och töjning för olika material, d.v.s. konstitutiva lagar, etableras och tillämpningsexempel kommer att väljas från dimensionering av olika enkla konstruktionselement.

Medicinteknisk design (7.5 hp, LP2, LP3)
Kursen behandlar innovations- och utvecklingsprocessen för en medicinteknisk produkt i både föreläsnings- och projektform. Projektet startar vid kursstart och kommer att fortgå parallellt med föreläsningarna. Ämnen som tas upp på föreläsningarna skall tillämpas i projektet. Medicintekniska produkter är en mycket väsentlig del vid diagnos och behandling av patienter i modern hälso- och sjukvård. En ingenjör som arbetar med medicinsk teknik och medicintekniska produkter har speciella krav på sig vare sig hon/han arbetar som entreprenör, inom forskning/utveckling, service/underhåll, administration eller juridik, inom ett litet eller stort företag, eller inom privat eller offentlig sektor; ingenjören måste ha patientsäkerhet som främsta prioritet – ett säkerhetstänkande som endast har sin motsvarighet inom flygsektorn. Medicintekniska produkter har ofta en kritisk funktion och måste vara säkra för patienter, användare och omgivning. Förutom krav från professionen och patienter på säkerhet, vetenskap och beprövad erfarenhet finns det idag legala krav som gör det nödvändigt för ingenjören att ha god kunskap på kvalitets- och myndighetskrav vid hantering av medicintekniska produkter.

Medicinsk fysik (7.5 hp, LP3)
Kursinnehåll: Fördjupning av grundläggande fysik. Problemlösningsmetodik: hantering, analys och presentation av mätdata. Energi: omvandling, transport, kvalitet, källor. Gaser: koncentration, blandningsförhållande, tryck, luftföroreningar. Termodynamikens huvudsatser: temperatur, värme, inre energi, kretsprocesser, verkningsgrad. Joniserande strålning: sönderfall, aktivitet, kärnreaktioner, växelverkan med materia, strålningsbiologi, dosimetri, strålskydd, acceleratorfysik, detektorer. Medicinsk laserfysik: Vågekvationen, laser, koherens, ljusutbreding i starkt spridande material, tillämpningar och mätmetoder. Ultraljudsfysik: Vågutbredning, diffraktion, akustisk impedans, reflektion, absorption, energiomvandling, akusto-optik, fotoakustik.

Ellära och elektronik (7.5 hp, LP4)
Kursen består av kretsteori, elektromagnetisk fältteori och elektronik. I kretsteorin och fältteorin behandlas elektriska storheter, grundläggande analysverktyg samt verkliga kretselement och motsvarande ideala kretsmodeller. Kretsteorin används därefter inom elektroniken för att studera halvledarkomponenter och elektriska system. Grundläggande elektriska storheter: Ström, spänning, potential, motstånd, ledningsförmåga, permittivitet, impedans, admittans och effekt. Grundläggande analysverktyg: Maxwells ekvationer, elstatik, magnetostatik, randvillkor, Kirchhoffs lagar, räkneregler för linjära tidsinvarianta kretsar, nodanalys och tvåpolsekvivalenter. Grundläggande kretselement: motstånd, spolar, kondensatorer, spänningskällor, strömkällor, förstärkare och transmissionsledningar. Modellering: verkliga kretsar med ideala kretselement, överföringsfunktion och filter. Halvledarkomponenter och elektriska system: operationsförstärkare, förstärkarkopplingar, dioder, transistorer, integrerade kretsar och digitala system.

Signalbehandling i multimedia (7.5 hp, LP4)
Kursen behandlar tidsdiskreta signaler och system. Hjälpmedel som beskrivs är Fouriertransform, Diskret Fourier Transform och Z-transform. Begrepp som frekvens- och systemfunktion introduceras samt olika typer av enkla filter. Digital signalbehandling av analoga signaler via A/D- och D/A-omvandling presenteras samt några olika strukturer för implementering av digitala filter. En rad tillämpningar, som t.ex. behandling av signaler från hjärtat och hjärnan (EKG och EEG), talsignaler och bilder tas upp på laborationerna. Här studeras också enkla filter och samband mellan amplitud- och fasfunktion och poler och nollställen; olika signaler filtreras med hjälp av en digital signalprocessor. Matlab används som beräkningsverktyg i laborationerna.

Årskurs 3

Matematisk statistik (7.5 hp, LP1)
Kursen ska ge studenten grunderna i matematisk modellering av slumpmässig variation och förståelse för principerna bakom statistiska analyser. Den ska också ge studenterna en verktygslåda med de vanligaste modellerna och metoderna samt förmågan att använda dessa i olika praktiska situationer. Tyngdpunkten ligger på modeller och metoder för analys av experimentella data och hantering av mätvariation. Kursinnehåll: Grunder i sannolikhetsteori och statistik, konfidensintervall, statistiska metoder såsom försöksplanering och regressionsanalys. Tillämpningar: mätvärdesanalys, olika typer av fel och deras fortplantning; jämförelser mellan medelvärden och spridningar; begrepp och metoder vid kvalitetskontroll, skattning av felkvot; sambandsanalys, kalibrering; planering av flerfaktorförsök, optimering av försöksparametrar, responsytetekniker.

Sensorer och mätteknik (7.5 hp, LP1)
Mätteknik och sensorer kommer in inom i princip alla verksamhetsområden för en civilingenjör. Det kan t.ex. röra sig om detaljerade studier av signaler från nervceller i hjärnan, detektering av ljus i optiska fibrer eller övervakning fysiologiska parametrar hos en patient. Framtagning av nya mätmetoder och givare sker i en allt snabbare takt där utvecklingen inom inte minst mikrosystemteknik-området spelar en stor roll. Exemplen är många där sensorer är en förutsättning för ökad säkerhet, minskad miljöpåverkan och effektivare energianvändning. Kursinnehåll: Grundläggande mättekniska begrepp. Analoga och digitala oscilloskop, multimetern, impedansmätning med brygg- och spänning/ström-metoder, tid- och frekvensmätning med universalräknare, mätning av frekvensspektrum. Uppbyggnad av mätsystem. Kursen behandlar de vanligaste givarna för mätning av fysikaliska, kemiska och biokemiska mätstorheter inom process- och verkstadsindustri, medicin och samhälle. I kursen diskuteras även möjligheterna och funktionen med mikro- och nanosensorer.

Biomaterial (5 hp, LP2)
Kursen ger specifik materialkunskap om vilka designparametrar som gäller när man väljer eller skapar material för att användas i kontakt med levande vävnad – biomaterial. Att förstå de processer som styr interaktionen över gränsytan mellan material och levande vävnad. Att förstå den process som krävs för att utveckla ett nytt biomaterial från koncept till klinik. Att förstå de etiska frågeställningar som gäller när man utvecklar ett biomaterial. Att känna till det regelverk som omger sådana produkter i Europa och övriga delar av världen. Processer i gränszonen mellan material och vävnad beskrivs, liksom etik, klinisk prövning, regelverk kring medicintekniska produkter. Exempel på olika kliniska användningar av biomaterial ges inom ortopedi, odontologi, kardiovaskulära systemet, oftalmologi, audiologi mm.

Fysiologiska modeller och beräkningar (5 hp, LP2)
Kursen syftar till att introducera viktiga områden, begrepp och metoder inom fysiologisk modellering jämte beräkningar och kvantitativ jämförelse med medicinska mätdata och fenomen. Förklaring av fysiologisk reglering via balansekvationer, dynamiska system, återkopplingsprinciper och adaption. Kursinnehåll: Fysiologisk komplexitet: material- och flödesbalans, energibalans, statik, jämvikt, homeostas, oscillationer, dynamik, återkoppling, adaptation. Reglering i fysiologiska system: enzymer, hormoner. Modellering: differentialekvationer, dynamiska system, impulssvar, störningar, överföringsfunktioner, compartment-modeller. Simulering: Matlab, Simulink. Modellering och mätdata, systemidentifiering. Fysiologiska modeller: Enzymdynamik, Radioaktiv spårämnesanalys och -omsättning, Glukos- och Insulindynamik, Biomekanisk reglering; postural reglering, pupilldynamik, gripdynamik, Nervcellsmodellering, Hodgkin-Huxley-modellen, Farmakokinetik: administration, absorption, distribution, elimination, metabolism, excretion, Blodflödesreglering, Temperaturreglering.

Klinisk kemisk diagnostik (5 hp, LP2)
Kursen behandlar de vanligaste klinisk kemiska analyserna, indikationer, analysprincip och tolkning . Kursinnehåll: Grundläggande kunskap om de vanligaste folksjukdomarna – tex hjärtkärlsjukdomar, tumörer och diabetes – prevalens, patofysiologi och betydelse; t.ex. hur vanligt är diabetes, varför får man diabetes, vilka är de vanligaste komplikationerna? De vanligaste medicinska termerna. Principerna för patientnära diagnostik – vilka analyser utförs på vårdcentraler och hur används de, för- och nackdelar. Principerna för assisterad befruktning – patofysiologisk bakgrund till och klinisk handläggning av ofrivillig barnlöshet. Verkningsmekanismer för några vanliga läkemedelsgrupper – t.ex. mediciner för behandling av högt blodtryck, diabetes, infektioner, cancer och värk – hur fungerar en beta-blockerare, insulin, penicillin, cellgift och smärtstillande? Huvuddragen i och tillämpning av biobankslagen – vad är en biobank, vem kan ‘sätta in’ respektive’ ‘göra uttag’, vem äger provet? Olika ’omics’ – vad menas med genomics, proteomics, transcriptomics och metabolomics?

E-hälsa (5 hp, LP3)
Kursen kommer att behandla hur e-hälsa kan användas som sjukvård och främjande av hälsa och hur detta möjliggörs genom framsteg inom informations- och kommunikationsteknik. Kursen visar på hur olika tillämpningar av e-hälsa kan används till exempelvis: främjande av hälsa och förebyggande åtgärder, analys och diagnostik vid symptom eller hög risk för att bli sjuk eller behandling när det finns en diagnos (behandling kan vara bota, lindra, rehabilitering, habilitering, hjälpmedel eller palliativ vård). Vidare diskuteras hur e-hälsa kan förenkla och/eller förbättra kommunikationen mellan olika aktörer i hälso- och sjukvården samt hur olika tekniker kan användas för att snabba upp alla informationsflöden och göra diagnostik/expertis och behandling så tillgänglig för som många som möjligt. Teorier och riktlinjer från kognitionsforskning och interaktionsdesign presenteras på kursen som en viktig aspekt vid utformning av e-hälsolösningar. Kursen utgår ifrån såväl vårdtagarens som vårdgivarens perspektiv.

Transportfenomen i människokroppen (5 hp, LP3)
Kursen förmedlar grundläggande kunskaper om utvalda transportfenomen och hur dessa styr människokroppens funktion Kroppens transportprocesser beskrivs med en fluidmekanisk begreppsapparat.  Bevarande av massa, rörelsemängd och energi i människokroppen ställs upp på olika form, integral respektive differential, med hjälp av Reynolds transportteorem, och utifrån dessa härleds Bernoulli’s ekvation. Kriterier för och konsekvenser av laminärt och turbulent flöde i människokroppen diskuteras. Många av flödena i kroppen sker i kanaler med deformerbara väggar och drivs pulserande och detta är en viktig del av kursen.  Många av kroppens vätskor har komplicerade egenskaper som gör att det inte är tillräckligt att beskriva dem förenklade som newtonska; därför omfattar kursen även beskrivning av icke-newtonska fluiders egenskaper. Kursen omfattar även värmegenerering, värmeöverföringsfenomen som är viktiga för kroppens funktioner.

Medicinska bildgivande system (5 hp, LP4)
Medicinska bilder är centrala för diagnostik och behandling, eftersom bilder ger användaren möjlighet att direkt tolka mycket komplicerade och stora datamängder. I dagens bildgivande system för medicinska tillämpningar är dessa ofta framtagna utgående ifrån strålning antingen i joniserande form (nuklearmedicin, röntgen) eller icke-joniserande (ultraljud och magnetisk resonanstomografi). Trenden är att medicinska bilder får en allt större betydelse för inte bara diagnostik och terapi, utan också för att förstå människokroppens funktion som sjuk och frisk, ända ner på molekylär nivå. Det är därför viktigt att civilingenjören i medicin och teknik visar förståelse för de grundläggande principerna bakom dessa system vad beträffar bildgenerering, begränsningar och möjligheter, användningsområden samt eventuella relaterade hälsorisker.

I läro- och timplanen kan du hitta detaljerad information om kurserna. Klicka på "KS" för att se kursplanen.

Läro- och timplan