34807 - STRUMENTAZIONE BIOMEDICA LM

Conoscenze e abilità da conseguire

Lo studente, al termine del corso, possiede le conoscenze relative ai principi di funzionamento e di progettazione della strumentazione diagnostica e terapeutica di più comune impiego nella pratica clinica (sistemi per la registrazione di potenziali bio-elettrici, dispositivi piezoelettrici, sistemi di diagnostica per immagini, sistemi per la misura di flussi e volumi corporei, pacemaker, defibrillatori). In particolare, per ciascun dispositivo/apparecchiatura, lo studente conosce i fenomeni fisici di base, l’architettura, le tecnologie, i materiali, le modalità di impiego; è inoltre in grado di affrontare problematiche di analisi e progetto di dispositivi elettromedicali.

Contenuti

Circuiti elettronici, amplificatori e filtri per segnali biomedici

amplificatore operazionale

amplificatori a retroazione

preamplificatore per strumentazione

filtri attivi

altri circuiti analogici a retroazione (sommatore, rivelatore di ampiezza, rivelatore di picco)

Misura dei potenziali elettroencefalografici

origine dell'EEG di superficie

elettrodi per EEG; standard internazionale di posizionamento degli elettrodi

elettroencefalografo digitale

Sensori piezoelettrici

equazioni costitutive dei materiali piezoelettrici

circuiti di condizionamento per sensori piezolettrici (amplificatore di tensione, amplificatore di carica)

accelerometri

Sistemi ad ultrasuoni per la diagnostica clinica

fisica degli ultrasuoni

trasduttori ad ultrasuoni

ecografia (cenni)

flussimetri (a sfasamento, Doppler)

Pacemaker

asincroni

sincroni

rate-adaptive

Defibrillatori

RLC

trapezoidale monofasico

trapezoidale bifasico

Esperienze di laboratorio

Caratterizzazione di un amplificatore operazionale

Realizzazione rivelatore di picco/ampiezza con amplificatore operazionale

Progetto e realizzazione di un filtro del secondo ordine

Acquisizione ed analisi del segnale EEG

Generatore di onda quadra

Realizzazione di un amplificatore di carica per sensore di pressione piezoelettrico

Testi/Bibliografia

Testo adottato:

G. Avanzolini and E. Magosso, Strumentazione biomedica: progetto e impiego dei sistemi di misura, Pàtron Editore, Bologna, 2015, terza edizione

Ulteriori testi per approfondimenti:

J.G. Webster, Medical Instrumentation: application and design, Wiley and Sons, NY, 2009, 4th edition.

W. Welkowitz, S. Deutsch, Biomedical Instruments: Teory and design, Academic Press, NY, 1992, 2th edition.

J.J. Carr, J.M. Brown, Introduction to Biomedical Equipment Technology, Wiley &Sons, NY, 4th Edition, 2000.

R.S. Khandpur, Biomedical Instrumentation: Technology and Applications, McGraw-Hill Professional, 2004

Metodi didattici

Il corso è articolato in lezioni in aula. Le lezioni si propongono di fornire le conoscenze teoriche circa i principi di funzionamento e le linee di progetto della strumentazione biomedica presentata. I concetti esposti verranno accompagnati da esempi ed esercizi relativi all' analisi e progettazione di sistemi biomedici. Come ausilio alla didattica, si svolgeranno esercitazioni presso il Laboratorio di Ingegneria Biomedica e il Laboratorio di Elettronica e Telecomunicazioni.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene attraverso il solo esame finale, che accerta l'acquisizione delle conoscenze e delle abilità attese tramite lo svolgimento di una prova scritta della durata di 2 ore seguita (nello stesso giorno o nel giorno seguente) dalla prova orale. Durante la prova scritta non è ammesso l'uso di testi, appunti, supporti informatici. La prova scritta consiste di domande ed esercizi; attraverso la prova scritta gli studenti dimostrano di aver acquisito gli strumenti e le metodologie per affrontare problemi di progettazione e analisi di dispositivi elettromedicali. La prova orale attesta le conoscenze teoriche dello studente, la padronanza dei concetti, la proprietà di linguaggio e la chiarezza espositiva.

Le date delle prove, fissate in base al calendario della Scuola, saranno pubblicate su Almaesami (https://almaesami.unibo.it/almaesami/welcome.htm ). L'iscrizione alla prova d'esame avviene esclusivamente attraverso il servizio Almaesami (https://almaesami.unibo.it/almaesami/welcome.htm ).

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna, notebook, videoproiettore, Laboratorio di Ingegneria Biomedica, Laboratorio di Elettronica e Telecomunicazioni

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Elisa Magosso