Programma del corso di STRUMENTAZIONE BIOMEDICA
Corso di Laurea in Medicina e Chirurgia - Università di Foggia
A.A. 2014/2015 – Prof. V. Capozzi
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1. Circuiti RC ed applicazioni biomediche: Carica e scarica di un condensatore elettrico e
relative funzioni q(t), V(t), i(t) e grafici relativi. Costante di tempo di un circuito RC.
Stimolatore cardiaco (pace – maker) e sue caratteristiche. Mutua induzione ed applicazione al
trasformatore di tensione elettrica. Defibrillatore cardiaco. Energia di scarica di un defibrillatore
cardiaco. Effetto Joule ed elettrobisturi.
2. Proprietà fisiche della radiazione elettromagnetica: Radiazione elettromagnetica ed
emissione termica. Emissione ed assorbimento della radiazione termica: legge di Wien. Legge
di Stefan – Boltzmann. Radiazione di un corpo nero e legge di Max Planck. Conetto di fotone.
Effetto fotoelettrico e sua spiegazione. Dualismo onda – fotone. Applicazione dell’effetto
fotoelettrico: il fotomoltiplicatore, suo funzionamento ed efficienza.
3. Onde sonore ed applicazioni mediche: Onde acustiche e propagazione della pressione
sonora. Velocità delle onde acustiche nei gas e dipendenza dalla temperatura. Relazione tra
intensità delle onde acustiche ed ampiezza dell’onda di pressione. Impedenza acustica e
coefficiente di trasmittanza e di riflettività. Infrasuoni e ultrasuoni. Coefficiente di assorbimento
di ultrasuoni e legge di Lambert – Beer. Impiego degli ultrasuoni nella terapia medica: effetto
termico ed effetto meccanico. Frantumazione meccanica di calcificazioni (litotrizione).
Litotritore: principi fisici ed aspetti tecnici. Generatori di onde d’urto: a) elettroidraulico, b)
piezoelettrico, c) elettromagnetico a bobina piatta e cilindrica. Ecografia e principio base di
funzionamento. Parametri fisici di una sonda ecografica: risoluzione assiale, risoluzione laterale
e divergenza. Focalizzazione acustica ed elettronica di un fascio di ultrasuoni. Parametri da cui
dipende l’intensità di un fascio di ultrasuoni. Esempio di applicazione dell’ecografia. Modi di
analisi ecografiche: Amplitude mode (modo A), Brightness mode (modo B), Time motion mode
(modo M). Compensazione del guadagno temporale di un fascio eco (TGC: Time Gain
Compensation). Flussimetro Doppler per la misura della portata del sangue. Stetoscopio e suo
principio di funzionamento.
Testi consigliati:
J. W. Kane, M. M. Sternheim: “Fisica Applicata” (Casa Editrice EMSI, Roma, Edizione
Italiana 2012).
D. Scannicchio: “Fisica Biomedica” Terza Edizione (Casa Editrice EdiSES).
Appunti delle lezioni.
