B8292 - BIOMEDICAL MEASUREMENTS AND INSTRUMENTATION

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del corso lo studente conosce i principi operativi e progettuali dei sistemi di strumentazione più comunemente utilizzati nella pratica diagnostica, e anche alcune applicazioni terapeutiche. Al termine del corso, lo studente conosce – per ciascuna strumentazione descritta – i fenomeni fisici sottostanti, l'architettura, le problematiche progettuali, le modalità operative, gli aspetti di interazione con il corpo umano e la sicurezza del paziente. Inoltre, lo studente è in grado di affrontare problematiche relative all'analisi e alla progettazione di sistemi per la diagnosi e la terapia.

Contenuti

Segnali biomedici tipologie e caratteristiche

• sorgenti e tipologie di segnali biomedici (elettrici, meccanici, di concentrazione)
• Caratteristiche e criticità dei segnali biomedici ( es. intensità, fonti di rumore e artefatti, accessibilità alla misura)

 

Sensori e strumenti

• Schema generale di un sistema di misura per applicazioni biomediche e sue componenti
• Caratteristiche e tipologie di sensori per applicazioni biomediche (anche wearables e impiantabili)
• Circuiti elettronici per segnali biomedici
• Elementi di design e progettazione di nuovi strumenti di misura
• Interazioni con il corpo umano e sicurezza.

 

Acquisizione e processing di segnali biomedici

• Campionamento, rumore e conversione analogico digitale
• Tecniche di processing post acquisizione

 

Esempi di strumentazione biomedica. Per ognuna verranno presentati i fenomeni fisici sottostanti, l'architettura, problematiche progettuali specifiche e le modalità operative

• Metodi di acquisizione e analisi di biopotenziali (EEG, ECG, EMG)
• Metodi di acquisizione e analisi di immagini mediche (ecografia, RX, TC e RM)
• Metodi di acquisizione e analisi di misure di flusso e volume (Flussimetri, misure di capacitá polmonare)
• Metodi di acquisizione e analisi di segnali chimici e strumentazione da laboratorio clinico

Testi/Bibliografia

Il materiale fornito agli studenti (slides e dispense) contengono tutti gli argomenti del corso. I testi riportati di seguito possono servire come approfondimento.

- Principles of Biomedical Instrumentation, Andrew G. Webb.Cambridge Texts in Biomedical Engineering

- Medical Instrumentation Application and Design, John G. Webster and Amit J. Nimunkar. Wiley

- Strumentazione Biomedica. Progetto e impiego dei sistemi di misura (III Edizione) Avanzolini Guido,  Magosso Elisa. Pàtron Editore.

Metodi didattici

Lezioni frontali mirate a fornire conoscenze teoriche e applicative circa gli argomenti del corso. Presentazione di esempi, esercizi e applicazioni pratiche mirate a contestualizzare gli argomenti di teoria. Alcune esperienze di laboratorio completano il corso, offrendo alcune competenze pratiche nell’ambito dell’acquisizione e analisi di segnali biomedici.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento prevede lo sviluppo di un progetto di gruppo (2-3 persone) con tematiche coerenti agli argomenti del corso (design di un sistema di misura per segnali biomedici o parte di esso). Il tema del progetto dovrà essere concordato con il docente. Il gruppo dovrà produrre una relazione finale dettagliante il lavoro svolto. Questa verrà presentata nell’ambito di una prova orale dove verrà anche verificata la conoscenza degli altri argomenti del corso.

Strumenti a supporto della didattica

slides, dispense (informazioni di background e approfondimenti), lavagna, strumentazione di laboratorio.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Marilisa Cortesi