B2565 - STRUMENTAZIONE PER L'INGEGNERIA BIOMEDICA

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso, lo studente conosce i principi di funzionamento, l'architettura funzionale e le caratteristiche tecniche dei principali sensori e dispositivi impiegati nella pratica biomedicale. In particolare, è in grado di: - determinare le prestazioni e l'affidabilità di un dispositivo; - valutare le prestazioni di un dispositivo in termini di costi/benefici; - effettuare una verifica sulla sicurezza di un dispositivo; - definire le specifiche funzionali e tecniche di un dispositivo; - eseguire un semplice progetto di un dispositivo biomedicale. Al termine del corso lo studente sa reperire, consultare e interpretare le principali riviste tecniche e le normative nazionali ed internazionali del settore; sa aggiornarsi su metodi, tecniche e strumenti nel campo dell'ingegneria biomedica e industriale in genere.

Contenuti

Parte I

Classificazione dei dispositivi biomedicali. Architettura di uno strumento di misura per applicazione biomediche. Metodologie per trattare errori e disturbi durante la misura di segnali biologici. Caratterizzazione delle prestazione statiche e dinamiche di un sistema per misure biomediche.

Parte II

Sensori resistivi e capacitivi e loro impiego nella strumentazione biomedica. Misure di temperatura. Circuiti di rilevazione. Potenziale elettrochimico e sensori elettrochimici. Elettrodi per misure di biopotenziali superficiali e cellulari. Impedenza d'elettrodo. Misura e monitoraggio della pressione arteriosa.

Parte III

Richiami sugli amplificatori operazionali. Amplificatore in configurazione invertente, non invertente, buffer e differenziale. Rapporto di reiezione in modo comune (CMRR). Valutazione dell'impedenza d'ingresso e di uscita dell'amplificatore in configurazione invertente e non-invertente. Schema e specifiche funzionali dei preamplificatore per segnali biomedici. Dimensionamento del CMRR e dell'impedenza d'ingresso. Risposta in frequenza. Schemi di filtri analogici. Misura di biopotenziali. Analisi dei circuiti di un elettrocardiografo.

Testi/Bibliografia

G. Avanzolini, E. Magosso, Strumentazione biomedica: progetto e impiego dei sistemi di misura, Patron Editore, Bologna, 2015.

J.G. Webster, Strumentazione biomedica. Progetto ed applicazioni, EdiSES, Napoli, 2010

Metodi didattici

Il corso si articolerà in lezioni frontali in aula durante le quali il docente presenterà i singoli argomenti integrandoli con esperienze pratiche in laboratorio che permettano a ciascun allievo di acquisire padronanza e familiarità con i contenuti applicativi del corso. Inoltre, verranno svolti esercizi in aula per aiutare gli allievi a familiarizzare con l'analisi e la sintesi progettuale e per prepararli alla prova finale.

In considerazione della tipologia di attività e dei metodi didattici adottati, la frequenza di questa attività formativa richiede la preventiva partecipazione di tutti gli studenti ai Moduli 1 e 2 di formazione sulla sicurezza nei luoghi di studio, [https://elearning-sicurezza.unibo.it/] in modalità e-learning e Modulo 3 - Formazione specifica su sicurezza e salute.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Gli studenti saranno valutati sulla base dello svolgimento di una prova scritta, per accertarne la capacità di analizzare e progettare semplici schemi circuitali di un sistema di misura, ed una orale durante la quale verrà verificata la capacità dell'allievo di presentare con proprietà di linguaggio, in modo organico e conciso gli argomenti del programma.

Alle Studentesse e agli Studenti con DSA o disabilità temporanee o permanenti si raccomanda di contattare per tempo l’ufficio di Ateneo responsabile, all'indirizzo (https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it [https://site.unibo.it/studenti-con-disabilita-e-dsa/it):] ). Sarà cura dell'ufficio proporre eventuali adattamenti, che dovranno comunque essere sottoposti, con un anticipo di 15 giorni, all’approvazione del/la docente, che ne valuterà l'opportunità anche in relazione agli obiettivi formativi dell'insegnamento.

Strumenti a supporto della didattica

Lavagna, notebook, videoproiettore, Laboratorio di Ingegneria Biomedica

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Cristiano Cuppini