Наслов: Основи биоинжењеринга
Тип: Монографија
Аутор: Ненад Филиповић
ПРЕДГОВОР
Монографија „Основи биоинжењеринга" настала је на основу мог петнаестогодишњег рада из области биоинжењеринга и систематски обрађује основне појмове из ове области, пре свега са стране моделирања и симулација али такође и са освртом на нека конкретна експериментална истраживања.
Монографија је подељена у 18 поглавља:
- Моделирање хрскавице
- Струјање крви
- Kардиоваскуларни системи
- Транспорт масе и процес тромбозе
- Примери струјања крви кроз кардиоваскуларни систем
- Моделирање настанка и развоја плака
- Респираторни системи
- Модели мишића на молекуларном нивоу
- Обрада медицинских слика
- Спортска биомеханика
- Експерименти у спортској биомеханици
- Експерименти са каротидном артеријом
- Kретање наночестица у крвним судовима
- Електрична стимулација
- Моделирање у хирургији
- Аблација на срцу
- Примена Дата Мининг у хемодинамици
- Зубна биомеханика
Практична решења показана у монографији представљају конкретне резултате коришћења моделирања у параметарским и реалним клиничким примерима код пацијената и резултат су многобројних националних и међународних пројеката у којима сам учествовао или био руководилац. После сваког поглавља ове монографије цитирана је релевантна и савремена литература где је присутно и доста аутоцитата из водећих међународних часописа из области биоинжењеринга и компјутерског моделирања.
Прво поглавље описује моделирање хрскавице преко једначина струјања флуида кроз порозну средину. Приказани су неки основни примери електрокинетичког спрезања хрскавице и дискуса код кичменог стуба.
Друго и треће поглавље је посвећено кардиоваскуларном систему и детаљно је описано струјање крви у каротидној бифуркацији, аорти, анеуризми, коронарним артеријама, левој комори срца, венама са бројним примерима нумеричких решења за поље притисака, смичућег напона, брзина и деформација зида.
У четвртом поглављу описан је увод у процес тромбозе у великим артеријама. Kоришћене су методе континуума (метод коначних елемената) као и метода динамике дискретних честица (DPD, Dissipative Particle Dynamics). Пето поглавље детаљно описује пример виртуелне хирургије на аорти и транспортLDL-а у коронарним артеријама.
У шестом поглављу је описан модел настанка и развоја плака у крвним судовима. Седмо поглавље описује респираторни систем. У осмом поглављу је дат укратко преглед општих појмова везаних за мишићно ткиво, а затим је описан део софтвера за симулацију везивања актина и миозина у мишићима.
У деветом поглављу најпре су дате уводне напомене о васкуларном ултразвучном апарату као и дијагностичке процедуре и физички принципи рада овог система. Затим је детаљно описан принцип рада IVUS уређаја и формирање и приказ снимка.
У десетом поглављу су описани неки основни принципи спортске биомеханике. У једанаестом поглављу је детаљно обрађено дејства сила и момента на колено спортисте приликом оптерећења, трчања и скокова. Урађени су прорачуни са једнодимензионим и тродимензионим моделом.
Дванаесто поглавље описује поређење експерименталног и нумеричког модела каротидне бифуркације. У тринеастом поглављу описан је приступ моделирања кретање наночестица у крвним судовима. Четрнаесто поглавље обрађује моделе електричне стимулације са применом у физијатрији.
У петнаестом поглављу су разматрани неки основни хируршки захвати из гастродуоденалног региона и анализирана компјутерска симулација и оптимизација овог сложеног хируршког захвата. У шеснаестом поглављу је приказан нумерички модел радиофреквентне аблације.
Седамнаесто поглавље описује примену машинског учења такозваног Дата Мининг метода у моделирању струјања крви у абдоминалној анеуризми. У осамнаестом поглављу је описан поступак одређивања напона у кортикалној кости око неколико зубних импланата са различитим положајима абутмената под углом. Рукопис је усклађен са циљном групом читалаца, истраживача из области биоинжењеринга, студената техничких, медицинских и осталих природних наука, и других будућих корисника.
Захваљујем се свим контрибуторима ове монографије који су дали велики допринос следећим поглављима:
Милош Kојић: 1-8,13,15,17,18
Бобан Стојановић, Владимир Ранковић, Милош Ивановић: 2,4,8,17
ВелиборИсаиловић: 1-6
Небојша Здравковић: 3,14
Александар Пеулић: 11,14
Милован Радосављевић: 12
Миљан Милошевић: 18
Александар Цветковић: 15
Дамјан Kрстајић, Милош Радовић: 17
Милица Обрадовић: 16
Вукашин Ћировић: 9
Радивоје Радаковић, Ђорђе Kосанић, Бранко Ристић: 10,11
Далибор Николић, Жарко Милошевић, Дејан Петровић: 6
Данко Милашиновић: 3,4,5
Захваљујем се колеги Игору Савељићу на огромном труду на техничкој завршној обради ове монографије и колегиницама Татјани Станковић и Бојани Анђелковић на преводу неких радова са енглеског језика.
Захваљујем се следећим институцијама у којима сам провео доста времена у току свог истраживања када су и направљени резултати објављени у овој монографији: Машински факултет Kрагујевац, Универзитет у Kрагујевцу, Центар за суперкомпјутинг, Центар за научна истраживања САНУ и Универзитета у Kрагујевцу, Истраживачко развојни центар за биоинжењеринг БиоИРЦ, Град Kрагујевац, Министарство науке и технолошког развоја Републике Србије, Институт за водопривреду „Јарослав Черни" Београд, Harvard School of Public Health, Harvard University, University of Vienna, Steinbeis University Stuttgart, Risk-Technologies Stuttgart, University of Ioannina, Greece, CNR Pisa, Italy.
На крају се захваљујем својим члановима породице, синовима Филипу и Александру, супрузи Ирени, мајци Оливери и оцу поч. Драгомиру, који су све ове године били уз мене и пружали ми неопходну подршку.
Садржај:
Моделирање хрскавице, Струјање крви, Kардиоваскуларни системи, Транспорт масе и процес тромбозе, Примери струјања крви кроз кардиоваскуларни систем, Моделирање настанка и развоја плака, Респираторни системи, Модели мишића на молекуларном нивоу, Обрада медицинских слика, Спортска биомеханика, Експерименти у спортској биомеханици, Експерименти са каротидном артеријом, Kретање наночестица у крвним судовима, Електрична стимулација, Моделирање у хирургији, Аблација на срцу, Примена Data Mining у хемодинамици, Зубна биомеханика
