65590 - STRUMENTAZIONE BIOMEDICA E ORGANI ARTIFICIALI LM

Conoscenze e abilità da conseguire

Lo studente, al termine del corso, conosce i 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, sistemi di diagnostica per immagini, sistemi per la misura di flussi e volumi corporei, pacemaker, defibrillatori) e degli organi artificiali impiegati per il trattamento di pazienti con importanti disfunzioni d'organo (dispositivi di assistenza ventricolare, macchina per emodialisi, protesi visive impiantabili, protesi acustiche impiantabili). In particolare, per ciascun dispositivo/apparecchiatura, lo studente conosce i fenomeni fisici di base, l'architettura, i criteri di progettazione, i materiali e le tecnologie impiegati, le modalità di funzionamento, le problematiche legate alle specificità di utilizzo e gli sviluppi futuri.

Contenuti

Circuiti elettrici, amplificatori e filtri per segnali biomedici
amplificatore operazionale
amplificatori in retroazione
preamplificatore per strumentazione
filtri attivi
convertitori A/D

Misura dei potenziali elettroencefalografici
origine dell'EEG di superficie
elettrodi per EEG e il sistema 10-20
l'elettroencefalografo digitale

Sensori piezoelettrici
equazioni costitutive dei materiali piezoelettrici
misure di spostamento)
accelerometri

Sistemi ad ultrasuoni per la diagnostica clinica
generazione degli ultrasuoni
ecografia (cenni)
flussimetri (a tempo di transito, a sfasamento, Doppler)

Strumentazione per bioimmagini
raggi X
tomografia assiale computerizzata
medicina nucleare

Pacemaker
asincroni
sincroni
rate-adaptive

Defibrillatori
RLC
trapezoidale monofasico
trapezoidale bifasico

Organi artificiali

funzioni fisiologiche sostituibili con organi artificiali
progetto e realizzazione di organi artificiali: ideazione, brevettazione, prototipazione, sperimentazione animale, marchiatura CE, sperimentazione clinica
biomateriali e ingegneria dei tessuti
sistemi per il trasferimento trancutaneo di energia a dispositivi impiantabili attivi
occhio artificiale
orecchio artificiale
polmone artificiale
cuore artificiale; dispositivi di assistenza ventricolare; elettrostimolatori impiantabili; defibrillatori impiantabili; valvole cardiache
rene artificiale
fegato artificiale
pancreas artificiale

Testi/Bibliografia

G. Avanzolini, Strumentazione biomedica: progetto e impiego dei sistemi di misura, Patron Editore, Bologna, 1998, 2th edition.
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.
Per alcuni argomenti verranno fornite anche dispense preparate dai docenti

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 e degli organi artificiali presentati. I concetti esposti verranno accompagnati da esempi ed esercizi relativi alla analisi e progettazione di sistemi biomedici. Come ausilio alla didattica, si potranno svolgere esercitazioni presso il Laboratorio di Ingegneria Biomedica

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame finale consiste in una prova orale. La prova si propone di valutare le conoscenze teoriche dello studente e le sue capacità di affrontare problemi di progettazione. Vengono anche valutate le capacità di analisi e di sintesi, la proprietà di linguaggio e la chiarezza dei concetti e della esposizione.

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna, notebook, videoproiettore, Laboratorio di Ingegneria Biomedica

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Elisa Magosso

Consulta il sito web di Emanuela Marcelli