DIPARTIMENTO di Scienze Mediche e Chirurgiche
CORSO DI LAUREA in
Medicina e Chirurgia
PROGRAMMA D’INSEGNAMENTO
Strumentazione Biomedica
SSD: ING-INF/07 CFU: 1
Anno di corso: II Semestre: II
Docente Prof. Vito Giacomo Capozzi
Obiettivi formativi:
L’obiettivo di questo insegnamento è quello di presentare agli studenti le principali apparecchiature
biomediche per la diagnostica e terapia, utilizzate in ambito clinico-ospedaliero.
Risultati d’apprendimento attesi:
Si richiede che nei successivi insegnamenti clinici professionalizzanti, lo studente conosca i principi
base di funzionamento e le caratteristiche tecniche principali delle apparecchiature mediche
utilizzate nei vari campi della diagnostica, quali:
Applicazioni della spettroscopia ottica e del laser in medicina. Misura dei biosegnali del corpo
umano (ECG e EEG); ultrasuoni e formazione delle immagini ecografiche di organi e tessuti,
nonché eco-Doppler per la misura del flusso sanguigno; radiografia tradizionale e digitale con raggi
X; tomografia compiuterizzata (CT); risonanza magnetica nucleare e relativa formazione delle
immagini (RMI); radioterapia e tecniche di analisi in medicina nucleare.
Organizzazione didattica:
Lezioni ex cathedra: 1 CFU,
Modalità d’erogazione: tradizionale
Modalità di verifica dell’apprendimento: esame orale
Frequenza al corso obbligatoria
Programma dettagliato
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. 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.
2. Proprietà fisiche della radiazione elettromagnetica: Radiazione elettromagnetica ed emissione
termica. Emissione ed assorbimento della radiazione termica: legge di Wien. Effetto serra. 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.
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.
Il Docente
Prof. Vito Giacomo Capozzi
