Laurea Magistrale in Biomedical Engineering

La figura professionale che si vuole formare è quella dell'ingegnere biomedico, in grado di lavorare nella progettazione di strumentazione biomedica, nell'ingegneria clinica, e/o nella ricerca scientifica, relativamente alle applicazioni dei metodi di ingegneria alle scienze della vita. A tal fine, il laureato magistrale deve acquisire un livello di preparazione e di specializzazione che gli consenta di ricoprire ruoli tecnici e tecnico-organizzativi in contesti lavorativi che richiedono la conoscenza degli aspetti metodologici delle scienze di base, e degli aspetti sia metodologici che applicativi dell'Ingegneria, con particolare riferimento alle caratteristiche peculiari della classe di ingegneria biomedica. Il laureato deve essere in grado di applicare strumenti analitici, tecniche numeriche di simulazione, tecniche di elaborazione di segnali e immagini, metodiche sperimentali di laboratorio, tecniche di progettazione di dispositivi biomedicali e di apparati per la riabilitazione, sia in generale sia più in dettaglio con riferimento al particolare campo applicativo caratteristico del curriculum prescelto. Egli potrà partecipare alla progettazione di dispositivi biomedici per diagnosi, terapia e riabilitazione, all'analisi di sistemi biologici complessi e alla gestione di servizi di ingegneria clinica. Potrà inoltre studiare metodi avanzati per la diagnosi, includendo terapie quantitative basate su modelli, bio-immagini, protesi, sistemi per la riabilitazione, analisi del movimento, tecniche di intelligenza artificiale.
Il raggiungimento di tali obiettivi è ottenuto attraverso un percorso didattico che prevede, a valle di una solida preparazione di base fisico-matematica, completata nella Laurea Magistrale con alcuni corsi specifici, l'acquisizione di competenze di tipo professionale ed operativo in alcune discipline caratterizzanti l'Ingegneria Biomedica, in particolare: la modellistica dei sistemi biologici, la biomeccanica, l'elaborazione di segnali e immagini, la strumentazione biomedica e gli organi artificiali. Le competenze tipiche dell'ingegnere biomedico saranno ulteriormente affinate e rese più specifiche, pur senza perdere di generalità, attraverso percorsi a scelta dello studente.
L'obiettivo di tali percorsi è di introdurre lo studente a tematiche di progettazione/ricerca più avanzate, che verosimilmente costituiranno elementi essenziali per l'attività della bioingegneria negli anni a venire, avviandolo verso uno studio che bilanci innovatività, creatività e solida cultura di base. Nel percorso didattico, attraverso lo sviluppo di tesine, e di esercitazioni didattiche in laboratorio, e mediante la tesi di laurea, si dà un ampio spazio ad attività autonome dello studente, rivolte alla progettazione, alla misura in laboratorio e all'elaborazione al computer, con particolare riferimento alle tematiche dei rispettivi percorsi. Le capacità così acquisite, unite a una solida base metodologica, gli permettono di operare a livello di pianificazione, esecuzione e analisi di progetti anche di elevata complessità e di interagire in un ambiente multidisciplinare, tipico dell'Ingegneria biomedica.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE (KNOWLEDGE AND UNDERSTANDING)

Il laureato magistrale in Ingegneria Biomedica:
- conosce approfonditamente gli aspetti metodologico-operativi delle discipline matematiche, delle scienze di base e dell'ingegneria dell'informazione;
Tali competenze sono in parte garantite dai criteri di accesso e in parte acquisite attraverso le discipline scientifiche appartenenti agli ambiti affini e integrativi riportati nella tabella delle attività formative (ad esempio ING-INF/01, ING-INF/02, ING-INF/03, ING-INF/04, ING-INF/05 e MAT/08).

- possiede buone conoscenze di fisiologia, di biochimica, e di ingegneria meccanica;
Tali competenze sono acquisite attraverso le discipline scientifiche caratterizzanti (ING-INF/06 e ING-IND/34) e le discipline appartenenti agli ambiti affini e integrativi (ad esempio BIO/10) riportate nella tabella delle attività formative.

- conosce approfonditamente aspetti avanzati della modellazione di sistemi complessi, della progettazione di apparecchiature sanitarie, della biomeccanica e dei biomateriali;
Tali competenze sono acquisite attraverso le discipline scientifiche caratterizzanti (ING-INF/06 e ING-IND/34) riportate nella tabella delle attività formative.

- conosce approfonditamente le tecniche per l'analisi dei sistemi biologici complessi, valutando gli strumenti matematici e di simulazione più adeguati e le tecniche idonee di elaborazione dei dati e dei segnali.
Tali competenze sono acquisite attraverso le discipline scientifiche caratterizzanti (ING-INF/06 e ING-IND/34) riportate nella tabella delle attività formative.

- Possiede competenze specifiche, alla frontiera delle attuali conoscenze tecnologiche e scientifiche, relativamente al particolare curriculum prescelto.
Tali competenze sono acquisite attraverso le discipline scientifiche caratterizzanti (ING-INF/06 e ING-IND/34) o discipline scientifiche degli ambiti affini e integrativi (quali BIO/10, M-PSI/02) riportate nella tabella delle attività formative e inserite nei rispettivi curricula.

Le metodologie di insegnamento utilizzate comprendono la partecipazione a seminari ed esercitazioni, in aula o in laboratorio, lo svolgimento di progetti individuali o di gruppo, lo studio personale guidato e lo studio indipendente.
La verifica delle conoscenze avviene principalmente attraverso lo svolgimento di test, prove d'esame scritte o orali, esecuzione di progetti.

Il laureato magistrale:
- è in grado di interpretare e descrivere i problemi di elevata difficoltà dell'Ingegneria Biomedica, identificando soluzioni innovative e non convenzionali, anche nel caso in cui debba affrontare problematiche completamente nuove;
- sa applicare le tecniche e gli strumenti per la progettazione di apparecchiature bio-mediche, anche innovative, le tecniche per l'elaborazione di immagini, le metodologie per la progettazione e l'impiego di protesi avanzate;
- è in grado di interagire con medici-biologi, anche nell'analisi di problematiche complesse, di consigliare la corretta gestione di apparecchiature, di fornire consulenze sull'uso innovativo delle apparecchiature e dei sistemi diagnostici;
- è in grado di partecipare autonomamente ad attività di sperimentazione, ricerca e sviluppo in ambito biomedico;
- a seconda del curriculum prescelto, conosce le problematiche avanzate di progettazione e analisi di dati, è consapevole delle principali tematiche di ricerca, ed è in grado di lavorare in un ambiente multidisciplinare, dove tali aspetti sono oggetto di studio e innovazione.

La prima di tali competenze è acquisita attraverso l'intero corso di studio, in particolare durante il primo anno del corso, attraverso discipline affini e integrative e discipline caratterizzanti il corso di laurea.
La seconda, terza e quarta di tali competenze sono acquisite attraverso le discipline caratterizzanti l'ingegneria biomedica.
La quinta di tali competenze è acquisita attraverso le materie caratterizzanti e affini-integrative inserite nei rispettivi curricula.

Le metodologie di insegnamento utilizzate comprendono la partecipazione a seminari ed esercitazioni, in aula o in laboratorio, lo svolgimento di progetti individuali o di gruppo, lo studio personale guidato e lo studio indipendente.
La verifica delle conoscenze avviene principalmente attraverso lo svolgimento di test, prove d'esame scritte o orali, esecuzione di progetti.

Il laureato magistrale:
- sa identificare, formulare e risolvere i problemi legati alla progettazione o alla produzione di apparecchiature biomediche, anche qualora queste ultime costituiscano articoli innovativi per gli standard aziendali;
- sa aggiornarsi su metodi, tecniche e strumenti del campo dell'Ingegneria biomedica, informandosi autonomamente o seguendo corsi di istruzione mirati per l'acquisizione di competenze aggiuntive;
- sa analizzare sistemi biologici complessi, anche proponendo metodologie alternative e innovative rispetto a quelle comunemente utilizzate in ambito biomedico, o discutendo criticamente le tecniche usuali.
Tali risultati vengono conseguiti attraverso la frequentazione di lezioni in aula, in cui viene dato risalto all'interazione con gli studenti e al loro coinvolgimento attivo, la partecipazione a esercitazioni di laboratorio, la stesura di tesine su vari aspetti dell'ingegneria biomedica, la lettura di bibliografia recente e aggiornata, su consigli dei docenti, e la stesura della tesi finale, durante la quale un aspetto importante dovrà riguardare la capacità di scelta e di decisione.
La verifica dell'autonomia di giudizio avviene tramite discussione degli aspetti avanzati della disciplina durante gli esami orali, attraverso gli esercizi scritti e le prove di laboratorio, e durante l'attività di preparazione della prova finale.

Il laureato magistrale in Ingegneria Biomedica:
- è capace di comunicare efficacemente in forma scritta e orale, ad un livello di conoscenza elevato;
- sa lavorare o integrarsi nel lavoro di gruppo, anche con il ruolo di dirigente o coordinatore;
- è in grado quindi di interagire con soggetti e professionalità diverse dalla sua.
Tali abilità vengono conseguite attraverso la preparazione agli esami scritti e orali, dove sarà richiesta una buona capacità espositiva come parte integrante della prova; attraverso la stesura di tesine; durante lavori di gruppo in laboratorio, dove sarà essenziale la capacità di interagire con gli altri; attraverso letture mirate a migliorare la comunicazione. Infine, durante la tesi o il tirocinio preparativo, il candidato potrà interagire con ambiti lavorativi diversi, e con professionalità diverse, ad esempio in ambito medico-biologico.
L'acquisizione delle abilità comunicative sopraelencate è verificata, oltre che durante le prove scritte e orali, che possono richiedere la capacità di esporre in modo coerente ed organico argomenti di punta, anche tramite la redazione della prova finale e la discussione della medesima, e in occasione dello svolgimento di tesine e/o relazioni scientifiche previste nei corsi avanzati. La conoscenza della lingua inglese è un requisito di accesso, e viene continuamente affinata durante il corso di studio: gli insegnamenti vengono svolti in inglese e in inglese si svolgono i dialoghi fra studenti e docenti durante le lezioni.

Il laureato magistrale è in grado di aggiornarsi autonomamente su metodi, tecniche e strumenti nel campo dell'Ingegneria Biomedica, nel campo della progettazione anche innovativa di apparecchiature biomediche, della modellazione e simulazione di sistemi biologici complessi, della progettazione e del corretto impiego di protesi e di tecniche riabilitative, dell'impiego di tecniche avanzate di elaborazione dei dati, nonché per intraprendere, con elevato grado di autonomia, ulteriori studi di approfondimento
(ad es. Master universitari di II livello o corsi di Dottorato di Ricerca) e/o attività di ricerca.
Le capacità di apprendimento sono conseguite nel percorso di studio nel suo complesso, e ad essa concorrono tutte le attività formative, con diverse strategie con riguardo in particolare allo studio individuale, alla preparazione di progetti individuali, all'attività svolta durante le esercitazioni e i laboratori, all'attività svolta per la preparazione della prova finale.
La capacità di apprendimento viene valutata attraverso forme di verifica continua durante le attività formative eventualmente richiedendo allo studente la presentazione di dati reperiti autonomamente durante le esercitazioni e le attività di laboratorio, mediante la stesura di tesine e/o progetti e mediante la valutazione dell'attività relativa alla prova finale.

Funzione in un contesto di lavoro

L'ingegnere clinico è esperto e/o responsabile di alta qualificazione nella gestione dei servizi di ingegneria clinica; svolge la sua attività all'interno delle strutture sanitarie e si occupa della acquisizione e della gestione delle tecnologie biomediche. L'ingegnere clinico: - gestisce l'acquisizione di nuovi dispositivi; - garantisce la continuità e la sicurezza di esercizi, gestendo il collaudo e la manutenzione di apparecchiature sanitarie, svolgendo ruoli di responsabilità negli uffici tecnici dei servizi di ingegneria clinica, e valutando i costi/benefici delle tecnologie innovative; - gestisce e progetta software, anche innovativi, per la gestione delle apparecchiature, l'inventario dei beni, la gestione delle cartelle cliniche; - gestisce la sicurezza delle apparecchiature sanitarie, valutandone anche le ricadute ambientali, le ricadute sul personale sanitario e sui pazienti; - progetta la formazione rivolta al personale sanitario per l'uso sicuro e corretto dei dispositivi anche complessi; - sovraintende all'organizzazione del servizio stesso.

Competenze associate alla funzione

L'ingegnere clinico: - conosce le principali tipologie di strumenti necessari in un servizio di ingegneria clinica; - conosce la normativa relativa ai dispositivi medici; - conosce e applica le procedure per l'assicurazione della qualità e per l'accreditamento delle strutture sanitarie; - sa gestire il rischio connesso all'uso dei dispositivi medici; - sa comunicare, relazionarsi e confrontarsi con le figure professionali sanitarie; - collabora con i professionisti sanitari nell'ambito delle rispettive competenze.

Sbocchi occupazionali

Gli ingegneri clinici trovano occupazione presso: - Aziende ospedaliere pubbliche e private nell'ambito degli uffici tecnici e dei servizi di ingegneria clinica; - società di servizi per la gestione di apparecchiature ed impianti medicali di telemedicina; - laboratori clinici specializzati.

Funzione in un contesto di lavoro

Il ricercatore in Ingegneria Biomedica svolge la sua attività caratterizzata fondamentalmente da innovatività a supporto della ricerca di base e applicata alla progettazione di dispositivi innovativi nei settori dell'ingegneria dei tessuti, delle bio-nanotecnologie, delle immagini mediche, del supporto alla decisione clinica e dei dispositivi medici, delle interfaccia computer-cervello, delle neuroprotesi, della neuroriabilitazione, dell’intelligenza artificiale applicata alla medicina. Il ricercatore in ingegneria biomedica: - applica metodologie innovative, anche metodi avanzati di simulazione al computer e tecniche di grafica per la simulazione virtuale, allo scopo di simulare, analizzare e comprendere il funzionamento di sistemi biologici; - modella e progetta sistemi diagnostici avanzati; - si occupa delle attività sperimentali, definendo le tecniche di misura, anche non convenzionali, definisce i protocolli di misura, analizza i dati, anche proponendo interpretazioni teoriche e supporta la validazione clinica di ciò che ha sviluppato; - implementa e realizza metodi avanzati per l'analisi dei dati in ambito clinico e industriale, utilizzando tecniche innovative di elaborazione dei segnali, metodologie statistiche, e strumenti grafici; - si occupa dell'elaborazione di immagini, suggerendo le tecnologie innovative, evidenziandone le potenzialità e i limiti, proponendo e implementando metodi di elaborazione delle immagini, anche migliorativi dello stato dell'arte; - approfondisce le proprie competenze analizzando la letteratura del settore; - partecipa a progetti di ricerca scientifica, sia in ambito industriale (soprattutto nei centri di ricerca e sviluppo) sia nei laboratori avanzati, integrando conoscenze ingegneristiche di base, conoscenze provenienti dalla fisiologia e medicina con competenze tipiche della bioingegneria.

Competenze associate alla funzione

Il ricercatore di Ingegneria biomedica: - sa approfondire tematiche di frontiera non ancora consolidate nel mercato; - sa aggiornarsi costantemente; - sa comunicare e relazionarsi con il mondo dell'ingegneria industriale, dell'informazione e dell'ingegneria biomedica; - sa comunicare e relazionarsi con il mondo universitario, enti di ricerca pubblici e privati.

Sbocchi occupazionali

Gli ambiti professionali tipici per il ricercatore in ingegneria biomedica sono quelli dell'innovazione e dello sviluppo di nuova conoscenza, nuove tecnologie e dispositivi. Il ricercatore in ingegneria biomedica può trovare uno sbocco professionale in: - università pubbliche e private; - enti di ricerca e sviluppo pubblici e privati; - istituti di ricovero e cura di carattere scientifico (IRCCS); - multinazionali del settore biomedico e farmaceutico che dispongono di una R&D, tipicamente all'estero.

Funzione in un contesto di lavoro

Il progettista di apparecchiature biomediche: - modella e progetta impegnativi di componenti, macchine e impianti di produzione relativi ad apparecchiature nell'industria biomedica; - identifica, formula e risolve i problemi connessi alla progettazione utilizzando metodi, tecniche e strumenti appropriati e aggiornati; - svolge attività di supporto nella progettazione di dispositivi elettronici (anche impiantabili, finalizzati al monitoraggio, alla diagnosi, all'intervento terapeutico) e dispositivi biomeccanici (atti alla sostituzione strutturale o funzionale di organi o funzioni biologiche di tipo sensoriale, motorio o metabolico); - progetta e produce dispositivi biomedici, protesi avanzate, sistemi biomeccanici e tecniche di riabilitazione; - studia il comportamento meccanico di protesi e biomateriali, e di tecniche innovative per la modellazione e la progettazione di neuro-protesi avanzate; - analizza i dati relativi al movimento, e suggerisce/testa tecniche innovative di riabilitazione e di miglioramento motorio, in ambito sia clinico, sia industriale sia della medicina sportiva; - analizza sistemi biomeccanici complessi, anche utilizzando tecniche avanzate di simulazione al computer; - segue il prodotto, anche innovativo e complesso, durante diverse fasi del processo produttivo; - pianifica e controlla l'affidabilità e la qualità della produzione di apparecchiature biomediche, e, nel contempo, si preoccupa di garantire l'innovazione e la collocazione nel mercato dei prodotti più avanzati.

Competenze associate alla funzione

Il progettista di apparecchiature biomediche: - è in grado di interagire e confrontarsi con i colleghi, altri professionisti e clienti pubblici e/o privati; - conosce il comportamento meccanico di protesi e biomateriali; - conosce tecniche innovative per la modellazione e la progettazione di neuro-protesi avanzate; - conosce gli aspetti metodologico-operativi relativi agli ambiti disciplinari dell'ingegneria elettronica, dei controlli automatici, dell'analisi dei segnali e dell'informatica, dell'ingegneria meccanica e dei materiali; - conosce gli aspetti base dell'ingegneria industriale e dell'informazione; - conosce la normativa relativa ai dispositivi medici; - conosce le caratteristiche delle principali tipologie di strumenti; - progetta e certifica dispositivi medici.

Sbocchi occupazionali

Il progettista di apparecchiature biomediche svolge la sua attività presso: - industrie del settore biomedico e farmaceutico produttrici e fornitrici di sistemi, apparecchiature e materiali di prevenzione, diagnosi, cura e riabilitazione; - industrie biomediche per la progettazione e produzione di dispositivi medici di diagnosi, terapia e riabilitazione; - industrie biomediche per la progettazione e produzione di protesi e organi artificiali.