Manifesto del Corso di Laurea magistrale in Ingegneria Biomedica
Classe delle Lauree magistrali in Ingegneria Biomedica, Classe n. LM-21 - A.A. 2016/2017
Insegnamento
Modulo
CFU
SSD
Af
Ambito
disciplinare
Prop.
1 anno -1 semestre
Strumentazione ed
Elaborazione per i
Segnali e le
Immagini
Biomediche
Elaborazione dei
Segnali
Analisi dei
Segnali
Biomedici per
Applicazioni
Cliniche
Strumentazione
Biomedica
Elaborazione di
Immagini
Biomediche
Fisiopatologia
Generale
Fisiopatologia
Generale
Analisi avanzata dei
segnali biomedici
per applicazioni
cliniche
6
ING-INF/03
4
Attività formative
affini/integrative
6
ING-INF/06
2
Caratterizzanti
l’ingegneria biomedica
6
ING-INF/06
2
Caratterizzanti
l’ingegneria biomedica
6
ING-INF/06
2
Caratterizzanti
l’ingegneria biomedica
6
MED/04
4
Attività formative
affini/integrative
1 anno -2 semestre
Attività formative
curriculari a scelta
dello studente
Management dei
Sistemi Sanitari ed
Ingegneria Clinica
Campi
Elettromagnetici in
Diagnosi e Terapia
1 insegnamento
dalla tabella A
Management ed
Automazione dei
Sistemi Sanitari
Ingegneria
Clinica
Campi
Elettromagnetici
in Diagnosi e
Terapia
6
ING-INF/06
2
Caratterizzanti
l’ingegneria biomedica
6
ING-INF/06
2
Caratterizzanti
l’ingegneria biomedica
6
ING-INF/06
2
Caratterizzanti
l’ingegneria biomedica
9
ING-INF/02
4
Attività formative
affini/integrative
Attività formative
affini/integrative
2 anno -1 semestre
Attività formative
curriculari a scelta
dello studente
Attività formative a
scelta autonoma
dello studente
4 insegnamenti
dalla tabella B
24
4
Vedi nota 1)
12
3
2 anno -2 semestre
Sistemi Informativi
Sanitari
Sistemi
Informativi
Sanitari
Tirocini formativi e di
orientamento
Prova finale
9
ING-INF/06
2
6
6
12
5
Caratterizzanti
l’ingegneria biomedica
Note:
1) Lo studente potrà attingere, tra l’altro, alle attività formative indicate in tabella A, B e C.
Campi
Elettrom
agnetici
Tabella A) Ambito Caratterizzanti l’ingegneria biomedica
Af
Insegnamento Modulo
CFU
SSD
(#)
Strumentazione
Avanzata per la
Diagnosi,
Terapia
Organizzazione
ed Automazione
delle Aziende
Sanitarie e
Telemedicina
Tecnologie per la
valutazione,
l’assistenza e il
recupero
funzionale
Strument.
Avanzata per la
Diagnosi e
Terapia
Organizzazione
ed Automazione
delle Aziende
Sanitarie e
Telemedicina
Tecnologie per
la valutazione,
l’assistenza e il
recupero
funzionale
Ambito
disciplinare
Prop.
Sem.
6
ING-INF/06
2
Caratterizzanti
l’ingegneria
biomedica
2
6
ING-INF/06
2
Caratterizzanti
l’ingegneria
biomedica
2
6
ING-INF/06
2
Caratterizzanti
l’ingegneria
biomedica
2
Tabella B) Ambito Attività formative affini ed integrative
Af
Insegnamento Modulo
CFU
SSD
(#)
Ambito
disciplinare
Biochimica
Applicata
Biochimica
Applicata,
Diagnostica per
Immagini e
Radioterapia
Ingegneria dei
Tessuti
Reattori
biochimici per
applicazioni
analitiche e
terapeutiche
Meccanica dei
Tessuti Biologici
Impianti
ospedalieri
Diagnostica per
Immagini e
Radioterapia
Ingegneria dei
Tessuti
Reattori
biochimici per
applicazioni
analitiche e
terapeutiche
Meccanica dei
Tessuti Biologici
Impianti
ospedalieri
Fisica Sanitaria
Fisica Sanitaria
Modelli per la
previsione e
l'ottimizzazione
Applicazioni
biomediche
dell’Ingegneria
chimica
Organi artificiali e
protesi
Modelli per la
previsione e
l'ottimizzazione
Applicazioni
biomediche
dell’Ingegneria
chimica
Organi artificiali
e protesi
Prop.
Sem.
6
BIO/12
4
Attività formative
affini/integrative
1
6
MED/36
4
Attività formative
affini/integrative
1
6
ING-IND/22
4
Attività formative
affini/integrative
1
6
ING-IND/24
4
Attività formative
affini/integrative
1
6
ICAR/08-09
4
Attività formative
affini/integrative
2
6
ING-IND/11
4
6
FIS/07
4
Attività formative
affini/integrative
Attività formative
affini/integrative
2
6
ING-INF/04
4
Attività formative
affini/integrative
1
6
ING-IND/24
4
Attività formative
affini/integrative
1
6
ING-IND/22
4
Attività formative
affini/integrative
2
Tabella C) Attività formative disponibili per la scelta autonoma dello studente
Af Ambito
Insegnamento Modulo
CFU
SSD
Prop.
(#) disciplinare
autonomamente scelte
Sistemi Informativi Sistemi Informativi
6
ING-INF/05
3 dallo studente
Calcolatori
Elettronici II
Calcolatori
Elettronici II
6
ING-INF/05
3
Fisica Medica
Fisica Medica
8
FIS/07
3
autonomamente scelte
dallo studente
autonomamente scelte
dallo studente
Strumenti e
tecniche di
programmazione
Ingegneria
Sanitaria
Misure per la
compatibilità
elettromagnetica
in bioingegneria
Strumenti e
tecniche di
programmazione
Ingegneria
Sanitaria
Misure per la
compatibilità
elettromagnetica
in bioingegneria
6
ING-INF/05
3
autonomamente scelte
dallo studente
6
ICAR/03
3
autonomamente scelte
dallo studente
6
ING-INF/07
3
autonomamente scelte
dallo studente
Circuiti per DSP
Circuiti per DSP
9
ING-INF/01
3
Affidabilità dei
sistemi elettrici
Convertitori e
azionamenti
elettrici
Affidabilità dei
sistemi elettrici
Convertitori e
azionamenti
elettrici
9
ING-IND/33
3
autonomamente scelte
dallo studente
autonomamente scelte
dallo studente
9
ING-IND/32
3
autonomamente scelte
dallo studente
(#) Legenda
Attività
formativa
Riferimento
DM270/04
Sem.
1
2
3
4
5
6
7
Art. 10
comma 1, a)
Di base
Art. 10
comma 1, b)
Caratterizzante
Art. 10 comma
5, a)
autonomamente scelte dallo
studente
Art. 10
comma 5, b)
affini o
integrativi
Art. 10
comma 5, c)
Prova finale
Art. 10
comma 5, d)
Ulteriori
conoscenze
Art. 10
comma 5, e)
Stage e
tirocini
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Schede degli insegnamenti del
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica
Classe delle lauree Magistrali in Ingegneria dell’Informazione Classe LM-21
A.A. 2016/2017
Insegnamento: Analisi Avanzata dei Segnali Biomedici per Applicazioni Cliniche
Modulo: Elaborazione di Segnali
CFU: 6
SSD: ING-INF/03
Ore di lezione: 30
Ore di esercitazione: 18
Anno di corso: I
Obiettivi formativi:
L’obiettivo dell'insegnamento e fornire le principali metodologie per il trattamento di
segnali biomedici. Obiettivo dello specifico modulo e fornire le principali metodologie e
tecniche per il trattamento numerico dei segnali, anche mediante esercitazione di
laboratorio basate sull'uso di software per l'elaborazione numerica.
Contenuti:
Strutture per la realizzazione di filtri lineari (necessari richiami sulla zeta trasformata,
prima e seconda forma diretta, struttura a cascata, struttura con campionamento in
frequenza, struttura a traliccio, struttura con DFT, effetti della quantizzazione dei
coefficienti, la realizzazione di una struttura con due poli). Progetto di filtri FIR ed IIR nel
dominio della frequenza. Il filtro di Wiener. Predizione lineare ottima a minimo MSE
(equazione di Wiener-Hopf estesa, ricorsione di Levinson e Durbin e formula di Burg).
Esempi di applicazione degli strumenti teorici a scenari concreti di interesse per
l'ingegneria biomedica.
Docente:
Codice:
Semestre: I
Prerequisiti / Propedeuticità: Elaborazione di Segnali Biomedici
Metodo didattico: Lezioni ed esercitazioni
Materiale didattico: Appunti del corso, libri di testo
Modalità di esame: prova orale
1
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Insegnamento: Analisi Avanzata dei Segnali Biomedici per Applicazioni Cliniche
Modulo: Analisi dei Segnali Biomedici per Applicazioni Cliniche
CFU: 6
SSD: ING-INF/06
Ore di lezione: 30
Ore di esercitazione: 18
Anno di corso: I
Obiettivi formativi:
Obiettivo dell’insegnamento e acquisire le principali metodologie per il trattamento di
segnali biomedici. Obiettivo dello specifico modulo e apprendere l’utilizzo in ambito clinico
delle principali metodologie tipicamente impiegate nell’analisi di segnali biomedici
Contenuti:
Test per esaminare la non-stazionarieta dei segnali biomedici. Alcuni modelli
deterministici e/o stocastici per la descrizione di segnali biomedici quali EMG, ECG, EEG,
ed altri segnali biologici. Filtraggio adattativo per applicazioni biomediche Metodi per la
riduzione della dimensionalita tipica dei segnali biomedici con applicazioni all’EEG e
all’ECG. Principal Component Analysis, Independent Component Analysis, k-means,
Expectation-Maximisation. Metodi per la descrizione tempo-frequenza e tempo-scala dei
segnali biomedici: short-time Fourier transform, wavelet.
Ogni argomento e illustrato con esempi concreti svolti in Matlab.
Docente:
Codice:
Semestre:
Prerequisiti / Propedeuticità: Elaborazione di Segnali Biomedici
Metodo didattico: Lezioni ed esercitazioni in Matlab
Materiale didattico: Appunti del corso, libri di testo
Modalità di esame: prova orale
2
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Insegnamento: Strumentazione ed elaborazione per i segnali e le Immagini Biomediche
Modulo: Strumentazione Biomedica
CFU: 6
SSD: ING-INF/06
Ore di lezione: 42
Ore di esercitazione: 6
Anno di corso: I
Obiettivi formativi:
Acquisizione di conoscenze sul funzionamento ed il progetto di strumentazione
biomedica per diagnostica e terapia.
Contenuti:
Caratteristiche e principi fisici di trasduzione, trasduttori per applicazioni biomediche.
Amplificatori e circuiti per il prelievo ed il condizionamento di segnali biomedici. Schemi a
blocchi e circuiti di apparecchiature biomedici, quali ad esempio: elettrocardiografo,
elettromiografo, elettroencefalografo, elettrobisturi, defibrillatore. Velocimetri e flussimetri.
Apparecchiature a ultrasuoni, ecotomografi, velocimetri Doppler. Apparecchiature
terapeutiche
Docente:
Codice:
Semestre: I
Prerequisiti / Propedeuticità:
Metodo didattico: Lezioni ed esercitazioni
Materiale didattico: J. G. Webster. Medical instrumentation application and design. John
Wiley and sons G. Avanzolini. Strumentazione biomedica progetto ed impiego dei sistemi
di misura. Patron editore. F. P. Branca. Fondamenti di Ingegneria Clinica. Vol. 1 e
2.Springer editore D. De Rossi et al. Sensori per misure biomediche. Patron editore.
Modalità di esame: prova scritta e orale
3
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Insegnamento: Strumentazione ed elaborazione per i segnali e le Immagini Biomediche
Modulo: Elaborazione dI immagini biomediche
CFU: 6
SSD: ING-INF/06
Ore di lezione: 42
Ore di esercitazione: 6
Anno di corso: I
Obiettivi formativi:
Acquisire conoscenze delle principali tecniche per la misura, il trattamento e
l’elaborazione di dati e segnali biomedici e delle bioimmagini, capacita di realizzare
semplice software per l'analisi di segnali biomedici.
Contenuti:
Caratteristiche delle immagini biomediche. Richiami di elaborazione delle immagini
numeriche: Trasformata di Fourier in 2 e 3 dimensioni e sue proprieta, Metodi e Tecniche
di trasformazioni delle immagine; campionamento, interpolazione e ricostruzione; filtri per
l’eliminazione del rumore, estrazione di contorni. Tecniche avanzate di elaborazione delle
immagini. Metodi di ricostruzione bidimensionale da proiezioni; trasformata di Radon,
algoritmo di retroproiezione filtrata. Metodi di ricostruzione tridimensionale da proiezioni.
Metodi di registrazione di immagini multimodali. Metodi di memorizzazione e trasmissione
delle immagini standard DICOM. Generazione di immagini radiografiche. Tomografia
computerizzata: concetti base, configurazioni ed evoluzione. Risonanza Magnetica
Nucleare NMR: principi fisici e strumentazione, immagini a risonanza magnetica
(algoritmi, metodi e tecniche), immagini angiografiche, immagini spettroscopiche,
immagini funzionali. Immagini Topografiche Nucleari (“Medicina Nucleare”): PET, SPECT.
Docente:
Codice:
Semestre: I
Prerequisiti / Propedeuticità:
Metodo didattico: Lezioni ed esercitazioni
Materiale didattico:
Modalità di esame: Prove applicative in itinere e/o prova scritta finale; colloquio
4
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Insegnamento: Fisiopatologia Generale
Modulo: Fisiopatologia Generale
CFU: 6
SSD: MED/04
Ore di lezione: 48
Ore di esercitazione:
Anno di corso: I
Obiettivi formativi:
Fornire concetti fondamentali di biologia e genetica molecolare e di fisiopatologia.
Contenuti:
L’infiammazione acuta e cronica. La morte cellulare. Organizzazione degli acidi nucleici.
La trascrizione e la traduzione. Il DNA ricombinate. Le proteine. Meccanismi di
regolazione dell’espressione genica. L’RNA interferenza. I microRNA. Le cellule staminali.
Le malattie genetiche: meccanismi di trasmissione dei tratti genetici. Malattie
monogeniche o poligeniche.
Malattie cromosomiche. Fisiopatologia del sistema
endocrino, i principali meccanismi di trasduzione del segnale cellulare. Fisiopatologia
dell’obesita e del diabete. Meccanismi fisiopatologici del cancro. Fisiopatologia
dell'appartato cardiovascolare. Fisiopatologia del sistema nervoso. Fisiopatologia renale.
Fisiopatologia dell’apparato digerente
Docente:
Codice:
Semestre: I
Prerequisiti / Propedeuticità:
Metodo didattico: lezioni frontali
Materiale didattico: slides e capitoli di libri, reviews.
Libri di testo consigliati: Bruce Alberts, Molecular Biology of the Cell, Garland Science.
New York.; Robbins: Le basi patologiche delle malattie- 7ø EDIZIONE, Elsevier Italia;
Patologia generale, ed Piccin; Patologia Generale ed. Idelson-Gnocchi
Modalità di esame: Prova scritta. Colloquio orale finale
5
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Insegnamento: Management dei Sistemi Sanitari ed Ingegneria Clinica
Modulo: Ingegneria Clinica
CFU: 6
SSD: ING-INF/06
Ore di lezione: 28
Ore di esercitazione/seminari: 20
Anno di corso: I
Obiettivi formativi:
L’insegnamento si propone di dare agli allievi competenze multidisciplinari in grado di
integrare normativa, metodologie e tecnologie ingegneristiche per ottimizzare e gestire, in
modo appropriato e sicuro, l’ingente patrimonio tecnologico delle strutture sanitarie,
pubbliche e private, consistente in: strumentazione e sistemi medicali, attrezzature
informatiche e telematiche.
Il corso fornisce conoscenze metodologiche ed operative di base, tali da agevolare
l’inserimento di ingegneri biomedici nelle realta lavorative, che si occupano della gestione
della tecnologia in sanita: servizi di ingegneria clinica interni alle strutture sanitarie, servizi
di ingegneria clinica esterni alle strutture sanitarie o servizi di ingegneria clinica misti;
inoltre da informazioni su ulteriori figure di obbligatoria istituzione in Sanita che si
occupano di sicurezza e di apparecchiature: Responsabile del Servizio Prevenzione e
Protezione ed Esperto Qualificato.
Pertanto, gli studenti acquisiscono, nell’ambito dell’insegnamento di ingegneria clinica,
riferimenti normativi, principi e strumenti per una sicura ed efficiente gestione della
strumentazione e delle attrezzature biomedicali con riferimento alle diverse fasi del ciclo
di vita delle attrezzature ed approfondiscono i possibili ambiti professionali di impiego
degli ingegneri clinici in sanita.
Contenuti:
Contenuti:
1. Elementi di Organizzazione e Legislazione Sanitaria.
2. Gli elettromedicali: dispositivi medici ed attrezzature di lavoro: D.Lgs.n.46/97 emendato
col D. lgs. 37/2010 - D.Lgs.n.81/08 e s.m.i. –D.Lgs. n.230/1995 e s.m.i. .
3. La gestione delle Tecnologie biomedicali all’interno delle Strutture Sanitarie - Modelli di
Organizzazione ed Ambiti di Attivita dei Servizi di Ingegneria Clinica (SIC).
4. La gestione degli elettromedicali come attrezzature di lavoro all’interno delle Strutture
Sanitarie – I soggetti obbligati ed i soggetti tutelati ex D.Lgs.81/08 - Modelli di
Organizzazione ed Ambiti di Attivita dei Servizi dei Servizi di Prevenzione e Protezione
(SPP) – L’Esperto Qualificato.
5. Il servizio di ingegneria esterno, gli appalti in materia di attrezzature elettromedicali e
gli obblighi in materia di sicurezza sul lavoro (ex art.26 D.lgs.81/08).
6. Gli strumenti per l’innovazione e la gestione delle apparecchiature elettromedicali:
Health Technology Assessment (HTA) – Utilizzo della metodologia HTA: la valutazione
clinica ed il controllo di gestione.
7. Il ciclo di vita delle apparecchiature biomediche: la sicurezza, i piani di verifica e di
manutenzione.
8. La tecnologia e la sicurezza delle apparecchiature elettromedicali, i diversi fattori di
rischio: elettrico, meccanico, le radiazioni ionizzanti e non ionizzanti, e la relativa
minimizzazione. Effetti sul corpo umano.
9. Le apparecchiature biomediche: Principi di funzionamento - Alcuni esempi.
10. Impiego degli elettromedicali nella Valutazione dei rischi – esempio della
movimentazione manuale dei carichi.
11. La legislazione nazionale e regionale in materia di requisiti minimi tecnologici e di
6
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
accreditamento delle strutture sanitarie.
12. ICT ed Ingegneria Clinica
13. Le apparecchiature di Diagnostica per immagini.
14. Allestimento di: a) un blocco operatorio; b) un laboratorio; c) un ambulatorio.
Docente:
Codice:
Semestre: II
Prerequisiti / Propedeuticità:
Metodo didattico: lezioni esercitazioni e seminari
Materiale didattico: Appunti delle lezioni
TESTI CONSIGLIATI
1. Fondamenti di ingegneria clinica vol.1 di Francesco P. Branca - Springer Verlag
2. Fondamenti di ingegneria clinica vol.2 di Francesco P. Branca - Springer Verlag
3.Tecnologie biotecniche. Esempi di applicazione ed esercizi - Maggioli Editore
4.Le apparecchiature biomediche e la loro gestione di Claudio Lamberti, Werner Rainer Patron
Modalità di esame: prova scitta finale e prova orale
7
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Insegnamento: Management dei Sistemi Sanitari ed Ingegneria Clinica
Modulo: Management ed Automazione dei Sistemi Sanitari
CFU: 6
SSD: ING-INF/06
Ore di lezione: 48
Ore di esercitazione: 0
Anno di corso: I
Obiettivi formativi:
Fornire adeguate conoscenze riguardo l’organizzazione, il controllo ed il management dei
Sistemi Sanitari e alle tecniche di valutazione dei servizi sanitari.
Contenuti:
Parte I.
Sistemi Sanitari. Introduzione al Servizio Sanitario Nazionale (SSN). Riferimenti normativi
e loro evoluzione. Organizzazione delle Aziende Sanitarie Locali e delle Aziende
Ospedaliere. Finanziamento del SSN. Requisiti minimi e accreditamento. Confronto con
SSN di altri paesi.
Parte II.
Management dei Sistemi Sanitari. Evoluzione, misura e rappresentazione della salute.
Principi di Economia Sanitaria. Controllo di Gestione. Activity Based Costing. Il ruolo dei
Sistemi Informativi Sanitari per il management. Tecniche per la progettazione e la
pianificazione di servizi sanitari. Valutazioni Economiche. Analisi dei bisogni. Esempi di
applicazioni.
Parte III.
Il management delle tecnologie biomediche e l’automazione dei sistemi sanitari.
Innovazione tecnologica e diffusione delle tecnologie nella sanita. Il governo della
variabile tecnologica: processi di acquisizione e fattori di criticita. Technology
Assessment. Tecniche per il controllo della qualita. Sicurezza negli ambinti di lavoro ad
uso medico.
Parte IV.
Analisi statistica dei dati Richiami sulla teoria della probabilita. Campionamento statistico
ed errore campionario, inferenza statistica, inferenza su medie, proporzioni, varianze.
Test statistico e sua potenza (t-test, test del c2,, etc...). Regressione e correlazione.
Programmazione di ricerche statistiche, confronto di diversi gruppi, analisi della varianza,
regressione multipla e analisi multivariata, controllo dei dati, metodi non parametrici,
tavole di sopravvivenza, metodi sequenziali.
Docente:
Codice:
Semestre: II
Prerequisiti / Propedeuticità:
Metodo didattico: Lezioni
Materiale didattico: Appunti dalle lezioni. Tarricone R. Valutazione e management in
sanita – Applicazioni ai programmi e tecnologie sanitarie. McGraw-Hill Cuccurullo C. Il
Management Strategico nelle aziende sanitarie pubbliche – Metodi e strumenti di
gestione strategica. Corrado Cuccurullo. McGraw-Hill Bucchiero L., Caccia C., Nasi G. eHealth – Percorsi di implementazione dei sistemi informativi in sanita. McGraw-Hill
Modalità di esame: Prova in itinere / Prova scritta finale seguita da eventuale
accertamento orale.
8
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Insegnamento: Campi Elettromagnetici in Diagnosi e Terapia
Modulo: Campi Elettromagnetici in Diagnosi e Terapia
CFU: 9
SSD: ING-INF/02
Ore di lezione: 60
Ore di esercitazione: 12
Anno di corso: I
Obiettivi formativi:
Con riferimento alle tecniche diagnostiche e terapeutiche fondate sull’impiego di campi
elettromagnetici (Risonanza Magnetica, Magnetoterapia, Marconiterapia, Radar terapia),
fornire conoscenza sia dei fenomeni fisici di base sia della struttura e del funzionamento
delle relative apparecchiature.
Contenuti:
Principi di bioelettromagnetismo: proprieta elettriche dei tessuti alle diverse frequenze;
tecniche di misura e modelli teorici; determinazione della potenza specifica (W/kg)
dissipata nei tessuti; caratteristiche termiche dei tessuti biologici e distribuzioni di
temperatura conseguenti all’applicazione di radiofrequenze e microonde; campi modulati
e meccanismi di interazione non termici di radiofrequenze e microonde. La Risonanza
Magnetica Nucleare: principi fisici e apparati per usi scientifici e diagnostici. Generatori e
applicatori di campo magnetico e di campo elettrico (spire, gradient coil,..). Fenomeni
indotti in distretti tissutali non omogenei. Generatori e applicatori di campo
elettromagnetico a radiofrequenza e a microonde (birdcage coil, phased array coil,..).
Tecniche di adattamento: grafico di Smith. Sicurezza elettromagnetica: valutazione dei
livelli di campo elettrico, magnetico ed elettromagnetico per la protezione dei lavoratori e
della popolazione dall’esposizione a campi elettromagnetici (misure a banda larga e a
banda stretta, riduzione a conformita).
Esercitazioni: determinazione del fattore di merito di applicatori elicoidali mediante
analizzatore vettoriale di reti a microonde, tuning per l’adattamento di un carico, misure a
banda larga del campo elettrico nell’ambiente, impiego di simulatori numerici per la
progettazione di applicatori.
Docente:
Codice:
Semestre: I
Prerequisiti / Propedeuticità:
Metodo didattico: Lezioni ed esercitazioni
Materiale didattico: Appunti del corso, libri di testo, J. Jianmingji: Electromagnetic
analysis and design in magnetic resonance imaging, CRC Press
Modalità di esame: prova orale
9
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Insegnamento: Sistemi Informativi Sanitari
Modulo: Sistemi Informativi Sanitari
CFU: 9
SSD: ING-INF/06
Ore di lezione: 54
Ore di esercitazione: 18
Anno di corso: II
Obiettivi formativi:
Lo studente acquisisce le competenze di base per fornire con consapevolezza servizi
operativi di supporto alla gestione di sistemi informativi sanitari, egli e quindi in grado di
fare un accurata analisi delle esigenze e fare il relativo dimensionamento sia per quanto
concerne i sistemi/servizi infrastrutturali che per la parte relativa ai sistemi applicativi e i
sistemi data base collegati.
Contenuti:
Generalita su reti locali e geografiche con riferimento ad applicazioni in ambito sanitario:
Principali architetture di rete.Modello OSI. Reti TCP-IP.Servizi applicativi infrastrutturali,
Active directory, DNS, http, SMTP. Elementi di Sicurezza informatica nei sistemi
informativi sanitari: Tecnologie a chiave pubbliche e Sicurezza delle reti locali.
Metodologie di Analisi di un sistema informativo. Modellazione dei sistemi tramite UML,
Modellazione E-R Sviluppo di basi di dati, Linguaggio SQL, Elementi di base di
Datawarehousing. Analisi di specifici sistemi applicativi : Gestione liste di attesa ricoveri,
ADT, Gestione SDO, Servizi di Laboratorio, LIS, RIS/PACS, architettura DICOM, Cartella
Clinica Infermieristica’ Gestione flusso sale operatorie. Fondamenti di workflow
management, reti di petri, Analisi quantitativa delle reti. Integrazione dei sistemi
Informativi, Modelli di integrazione, Web Services , protocollo HL7, Sistemi per il controllo
di gestione. Attivita pratica di laboratorio: Lo studente acquisira abilita pratiche sui
seguenti applicativi : Cisco Packet Tracer, Open DB, SQL Oracle ex univ, Microsoft
Access, Woped. tramite i quali svolgera le attivita pratiche consistenti nella simulazione di
architetture di rete, sviluppo di data base e simulazione di sistemi informativi sanitari.
Docente:
Codice:
Semestre: II
Prerequisiti / Propedeuticità:
Metodo didattico: Lezioni e Attivita Pratiche sia in laboratorio che a casa.
Materiale didattico: dispense del corso
Modalità di esame: prova pratica e colloquio
10
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Schede insegnamenti dalla
TABELLA A
Insegnamento: Strumentazione Avanzata per Diagnosi e Terapia
Modulo: Strumentazione Avanzata per Diagnosi e Terapia
CFU: 6
SSD: ING-INF/06
Ore di lezione: 40
Ore di esercitazione: 8
Anno di corso: I
Obiettivi formativi:
Il corso approfondisce gli aspetti tecnologici di alcune apparecchiature avanzate per
imaging diagnostico e terapeutico.
Contenuti:
Struttura di uno scanner PET. Principi fisici e tecnologie per la detezione di fotoni.
Algoritmi per la ricostruzione iterativa di immagini PET. Time of flight. Parametri tecnici di
uno scanner PET. Standard Uptake Value. Qualita delle immagini PET. Artefatti da
movimento in PET. Scanner PET-CT. Attenuation Correction. Struttura di uno scanner
MRI. Caratterizzazione del rumore. Disomogeneita di campo. Artefatti in MRI. Imaging
con contrasto paramagnetico. Angiografia MR. Misura delle proprieta magnetiche dei
tessuti. Analisi di alcune sequenze Gradient Echo. Parametri tecnici di uno scanner MRI.
Qualita delle immagini in MRI. Introduzione alla PET-MRI.
Docente:
Codice:
Semestre: II
Prerequisiti / Propedeuticità:
Metodo didattico: lezioni frontali ed esercitazioni in Matlab/LTspice
Materiale didattico:
appunti dalle lezioni.
Haacke, Magnetic Resonance Imaging: principles and sequence design.
Saha, Basics of PET imaging.
Knoll, Radiation detection.
Modalità di esame: prova orale
11
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Insegnamento: Organizzazione e Automazione delle Aziende Sanitarie e Telemedicina
Modulo: Organizzazione e Automazione delle Aziende Sanitarie e Telemedicina
CFU: 6
SSD: ING-INF/06
Ore di lezione: 40
Ore di esercitazione: 8
Anno di corso: I
Obiettivi formativi:
Fornire le conoscenze di base sull'organizzazione del Sistema Sanitario nazionale e delle
Aziende Sanitarie, sul ruolo e competenze dell’ingegnere in dette strutture e sulla
progettazione e organizzazione e requisiti di sistemi e servizi di telemedicina
Contenuti:
Contenuti: Principi fondamentali del SSN. Gli enti del SSN. Elementi di organizzazione
delle aziende sanitarie. Autorizzazione ed accreditamento delle strutture sanitarie.
Elementi di organizzazione dei processi sanitari. I sistemi di tariffazione nel SSN. I sistemi
di certificazione in sanita. La valutazione dei rischi in ambito sanitario. Responsabilita e
compiti dell’ufficio tecnico in sanita. Gestione del rischio clinico nelle strutture
ospedaliere. Acquisizione di beni e servizi in ambito sanitario. Telemedicina. Standard e
linee guida internazionali. Linee guida nazionali. Case studies osservatorio ecare. Il
mercato dei sistemi di telemedicina.
Docente:
Codice:
Semestre: II
Prerequisiti / Propedeuticità:
Metodo didattico:
Materiale didattico:
Appunti delle Lezioni
Castaldi G. L'organizzazione delle aziende Sanitarie. McGraw-Hill Longo F. Vendramini
E. Programmazione e controllo di gestione. McGraw-Hill
Modalità di esame: Prova orale e/o prova scritta
12
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Insegnamento: Tecnologie per la valutazione, l’assistenza e il recupero funzionale
Modulo: Tecnologie per la valutazione, l’assistenza e il recupero funzionale
CFU: 6
SSD: ING-INF/06
Ore di lezione: 40
Ore di esercitazione: 8
Anno di corso: I
Obiettivi formativi:
Il corso di Tecnologie per la valutazione, l’assistenza e il recupero funzionale ha l’obiettivo
di fornire le conoscenze tecniche e metodologiche indispensabili per contribuire, per la
propria area di competenza, nell’ambito di gruppi di lavoro multidisciplinari, alle attivita di
valutazione, progettazione e svolgimento dell’intervento riabilitativo. Le medesime
conoscenze potranno essere spese, con modalita diverse, anche nell’ambito di gruppi di
sviluppo in ambito industriale.. Lo studente inoltre apprendera le metodologie alla base di
un corretto assessment tecnologico e sara munito delle competenze di base necessarie
anche allo svolgimento di attivita di ricerca di settore all’interno di gruppi multidisciplinari
Contenuti:
Problematiche generali: definizione e concetti di base della Riabilitazione Medica e
Sociale; riferimenti legislativi e normativi nazionali e internazionali. Il processo riabilitativo:
metodologie e strumenti per la diagnosi funzionale; la valutazione biomeccanica per la
riabilitazione motoria EMG e gait analysis; la valutazione Neuropsicologica EEG, PEV,
PEA, fMRI, fNIRs, Test Neuropsicologici computerizzati. Il processo riabilitativo:
metodologie e strumenti per la terapia e il recupero funzionale. L’inclusione sociale
attraverso l’uso delle assistive technology:: riferimenti normativi e legislativi; gli ausili per
la comunicazione e per accesso all’informazione. Specifiche tecniche di progettazione di
ausili, le tecniche e i protocolli della valutazione funzionale. Il processo di assessment in
riabilitazione: dalla prescrizione alle strategie di valutazione tecnico-funzionale, la
certificazione, il monitoraggio e gli strumenti per l'analisi dell'outcome. L’accessibilita
ambientale e informatica: normativa vigente e sue applicazioni; sistemi domotici ed
ambienti intelligenti. Il laboratorio sperimentale di studio e ricerca: l’ausilioteca.
Docente:
Codice:
Semestre:
Prerequisiti / Propedeuticità:
Metodo didattico: lezioni ed esercitazioni
Materiale didattico: dispense dal corso
Modalità di esame: colloquio orale
13
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Schede insegnamenti dalla
TABELLA B
Insegnamento: Biochimica Applicata
Modulo: Biochimica Applicata
CFU: 6
SSD: BIO/12
Ore di lezione: 48
Ore di esercitazione: 0
Anno di corso: II
Obiettivi formativi:
Fornire al laureando in Ingegneria Biomedica i fondamenti teorici propedeutici alla
processazione dei campioni biologici umani ed alla loro successiva analisi mediante
opportune moderne tecniche. Fornire concetti fondamentali su moderne metodiche
preparative e analitiche per lo studio degli aspetti biochimici di campioni biologici umani.
Contenuti:
Metodiche di indagine della cellula eucariotica
Metodiche analitiche (microscopia e citometria); Metodiche preparative (cell sorting);
Esempi di studio di immunolocalizzazione di proteine nucleari e/o citoplasmatiche
mediante utilizzo di metodiche microscopiche e citometriche.
Le colture cellulari di cellule eucariotiche Definizione e classificazione: metodiche di
sterilizzazione, reagenti colturali, metodica di tripsinizzazione, conta in camera di burker,
metodiche di immortalizzazione mediante utilizzo di virus, saggi colorimetrici di
proliferazione cellulare.
Definizione, classificazione e metodologie biochimico-molecolari atte a rilevare eventuali
cross-contaminazioni e contaminazioni da agenti Mollicutes.
Impiego delle colture cellulari di modelli tumorali umani nella diagnostica oncologica delle
emopatie maligne caratterizzate da specifiche alterazioni genetiche. Gli anticorpi
monoclonali: definizione, ottenimento mediante ibridomi ed esempi di applicazione
clinica.
La criobiologia: Definizione e sue applicazioni. Approfondimento di tecniche inerenti
l’isolamento, l’espansione, la caratterizzazione biochimica e funzionale di cellule staminali
umane adulte derivate da sangue midollare, sangue cordonale e da placenta a termine.
Approfondimento di metodiche inerenti le tecniche colturali finalizzate all’ottenimento di
cellule staminali tumorali umane derivate da neoplasie umane di tessuti solidi.
Approfondimento del profilo biochimico caratterizzante le cellule staminali tumorali
umane. Influenza del microambiente colturale e della contaminazione da parte di agenti
Mollicutes sul profilo biochimico delle cellule staminali umane tumorali.
Docente:
Codice:
Semestre: I
Prerequisiti / Propedeuticità:
Metodo didattico: lezioni
Materiale didattico: Testo Consigliato: Biochimica e Biologia Molecolare. Principi e
Tecniche. A cura di Keith Wilson e John Walzer. Nuova Edizione Italiana a cura di Mirella
S. Pilone e Loredano Pollegioni. Raffaello Cortina Editore. Il materiale didattico utilizzato
durante le lezioni e a disposizione degli studenti.
Modalità di esame: Colloquio orale finale.
14
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Insegnamento: Diagnostica per immagini e Radioterapia
Modulo: Diagnostica per immagini e Radioterapia
CFU: 6
SSD: MED/36
Ore di lezione: 48
Ore di esercitazione: 0
Anno di corso: II
Obiettivi formativi:
- Fornire i concetti di base relativi all’utilizzazione delle tecniche e metodiche di
diagnostica per immagini in ambito medico, con particolare attenzione alle tecniche
avanzate di imaging tomografico, all’imaging funzionale e molecolare per lo studio in vivo
di attivita funzionali e metaboliche integrate con i dati strutturali, per la caratterizzazione
delle malattie - Fornire gli elementi di base relativi alle applicazioni di radioterapia e alla
integrazione tra diagnostica per immagini e applicazioni di radioterapia. Il corso ha inoltre
l’obbiettivo di illustrare come le informazioni ottenute dalle immagini diagnostiche
possono essere utilizzate per guidare la scelta della terapia e monitorarne la risposta.
Infine il corso descrive le modalita organizzative di un servizio assistenziale di diagnostica
per immagini e radioterapia.
Contenuti:
Introduzione con riferimenti storici (contributi multidisciplinari) all’imaging diagnostico
morfologico e funzionale e alla evoluzione delle applicazioni in funzione dell’evoluzione
delle tecniche e delle metodologie di uso. Effetti biologici delle radiazioni e
radioprotezione. Applicazioni biomediche delle tecniche di formazione delle immagini:
Radiografia, Ecografia, TC, Medicina nucleare e imaging molecolare. Imaging e
spettroscopia a Risonanza Magnetica. Studio di processi molecolari e attivita funzionali in
vivo, con esempi di applicazioni in ambito neurologico, cardiologico e oncologico. Imaging
sperimentale e studio di modelli di malattia. Radioterapia (concetti di base e
apparecchiature). Organizzazione del servizio di diagnostica per immagini e radioterapia
Docente:
Codice:
Semestre: I
Prerequisiti / Propedeuticità:
Metodo didattico: Lezioni ed esercitazioni
Materiale didattico: Materiale fornito dal docente (diapositive delle lezioni su sito web
docenti -unina e review di carattere generale sull’argomento); Testo di consultazione :
R.Passariello - G. Simonetti -Elementi di Tecnologia Radiologica, Idelson 2012
Modalità di esame: Prova in itinere, Test a risposte multiple . Colloquio orale finale.
15
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Insegnamento: Ingegneria dei tessuti
Modulo: Ingegneria dei tessuti
CFU: 6
SSD: ING-IND/22
Ore di lezione: 34
Ore di esercitazione: 14
Anno di corso: II
Obiettivi formativi:
Fornire le conoscenze delle metodologie e delle tecnologie alla base della rigenerazione
e ingegnerizzazione di tessuti biologici in vitro ed in vivo. Il corso integra le conoscenze di
base di biomateriali, fenomeni di trasporto, bioreattoristica ed ingegneria dei tessuti con
conoscenze fondamentali di meccanismi cellulari e molecolari per la realizzazione di
tessuti attraverso bioibridi tessutali in vitro.
Contenuti:
Cenni sulla cellula e le sue funzioni. Organizzazione delle cellule in strutture di ordine
superiore: tessuti ed organi. La risposta della cellula all’ambiente esterno.
Differenziamento e sviluppo di tessuti. Riparo e rigenerazione. Struttura e funzioni della
matrice extracellulare: applicazioni in ingegneria dei tessuti. Approcci di terapia cellulare
in ingegneria dei tessuti. Approcci “scaffold- based”. Scaffold per ingegneria dei tessuti.
Approcci “morphogen-based”. Interazione cellula-materiale. Migrazione cellulare e
crescita tissutale. Trasporto interstiziale. Controllo del microambiente. Progettazione di
bioreattori per ingegneria tessutale. Esempi di ingegnerizzazione di pelle, tessuto
cartilagineo e osseo, vasi sanguinei e tessuto nervoso.
Docente:
Codice:
Semestre:
Prerequisiti / Propedeuticità:
Metodo didattico: Lezioni ed esercitazioni
Materiale didattico:
Modalità di esame: prove in itinere e/o prova finale; colloquio.
16
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Insegnamento: Reattori biochimici per applicazioni analitiche e terapeutiche
Modulo: Reattori biochimici per applicazioni analitiche e terapeutiche
CFU: 6
SSD: ING-IND/24
Ore di lezione: 48
Ore di esercitazione: 0
Anno di corso: II
Obiettivi formativi:
Il corso utilizza i fondamenti di enzimologia e di scienza dei materiali forniti allo studente
nei corsi precedenti per descrivere l’impiego delle biotecnologie nello sviluppo di alcune
applicazioni di interesse biomedico.
Contenuti:
Applicazione industriale degli enzimi: purificazione, misura dell’attivita catalitica,
metodologie di immobilizzazione. Esempi di applicazioni analitiche. Analisi di metaboliti e
di enzimi di interesse clinico. Biosensori. Esempi di applicazioni terapeutiche. Rilascio
controllato di proteine. Biodepurazione di fluidi corporei.
Docente:
Codice:
Semestre: I
Prerequisiti / Propedeuticità:
Metodo didattico: Lezioni ed simulazioni al computer
Materiale didattico: Appunti e slides di lezione a disposizione degli studenti
Modalità di esame: simulazione al computer - Prova orale
17
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Insegnamento: Meccanica dei Tessuti Biologici
Modulo: Meccanica dei Tessuti Biologici
CFU: 6
SSD: ICAR/08 ICAR/09
Ore di lezione: 40
Ore di esercitazione: 8
Anno di corso: II
Obiettivi formativi:
Il corso, allo scopo di fornire strumenti teorici ed operativi per la modellazione del
comportamento meccanico dei materiali biologici, presenta preliminarmente i diversi
aspetti morfologici, fisici ed evolutivi che caratterizzano i tessuti viventi alle diverse scale,
da quella nanometrica a quella macroscopica. Le osservazioni di tipo fenomenologico
vengono poi tradotte in modelli matematici propri della Meccanica del Continuo,
prestando particolare attenzione alla elasticita non lineare, alla visco- elasticita ed alla
poro-elasticita. Successivamente, per determinare alcune importanti proprieta
meccaniche dei tessuti biologici derivanti dalla loro struttura eterogenea e dalla natura
gerarchica della loro organizzazione, si richiamano alcuni elementi di Teoria
dell’Omogeneizzazione. Vengono quindi studiati sia i principali modelli dinamici per la
predizione e l’analisi dei processi di crescita, rimodellamento e morfogenesi nelle
strutture biologiche attivati da stimoli meccanici, sia gli aspetti relativi al comportamento
tissutale a grandi deformazioni e l’analisi dei traumi. Infine, nell’ambito dei meccanismi di
meccano- trasduzione, si richiamano i principali approcci per la modellazione meccanica
della cellula.
Contenuti:
Elasticita non lineare; materiali viscoelastici; modello di Biot e modelli avanzati di poroelasticita. Teoria dell’Omogeneizzazione: definizione del RVE; teorema di Gauss
generalizzato e tecniche di media per le tensioni e le deformazioni; macro-potenziali.
Teoria della Elasticita “Adaptive” e teoria del Rimodellamento. Grandi deformazioni,
analisi dei traumi (criteri di rottura, carichi impulsivi e amplificazione dinamica),
meccanica cellulare (modelli continui e discreti).
Docente:
Codice:
Semestre: II
Prerequisiti / Propedeuticità: Un background standard in matematica, fisica, geometria
ed algebra lineare e naturalmente propedeutico al corso. Inoltre, e richiesta allo studente
la conoscenza degli elementi fondamentali di meccanica e di analisi delle strutture come
previsto nel corso di Meccanica dei Materiali e delle Strutture.
Metodo didattico: lezioni ed esercitazioni
Materiale didattico: Cowin SC and Doty SB, Tissue Mechanics, Springer-Verlag, 2006
Modalità di esame: prova scritta e prova orale
18
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Insegnamento: Impianti Ospedalieri
Modulo: Impianti Ospedalieri
CFU: 6
SSD: ING-IND/11
Ore di lezione: 32
Ore di esercitazione: 16
Anno di corso: I
Obiettivi formativi:
Fornire i concetti di base riguardanti le finalita, le tipologie ed il funzionamento degli
impianti tecnologici impiegati nelle strutture sanitarie, evidenziando le prescrizioni
normative ed i criteri per la gestione in condizioni di sicurezza
Contenuti:
Comfort termoigrometrico e qualita dell’aria. Impianti di riscaldamento e di produzione di
ACS. Impianti di condizionamento dell’aria. Impianti di adduzione dei gas medicinali.
Impianto di estrazione dei gas anestetici.
Docente:
Codice:
Semestre: II
Prerequisiti / Propedeuticità:
Metodo didattico: Lezioni ed esercitazioni
Materiale didattico: Dispense distribuite dal docente.
Modalità di esame: colloquio orale
19
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Insegnamento: Fisica Sanitaria
Modulo: Fisica Sanitaria
CFU: 6
SSD: FIS/07
Ore di lezione: 40
Ore di esercitazione: 8
Anno di corso: II
Obiettivi formativi:
Introdurre gli elementi fondamentali della fisica delle radiazioni ionizzanti e non ionizzanti,
con particolare riferimento al funzionamento della strumentazione utilizzata nella diagnosi
e terapia medica.
Contenuti:
Elementi di Fisica moderna e di Fisica delle radiazioni. Radioattivita naturale e artificiale.
Classificazione delle radiazioni e interazione della radiazione con la materia. Metodi di
rivelazione delle radiazioni: camera a ionizzazione, contatori a scintillazione e rivelatori a
semiconduttore. Effetti biologici delle radiazioni ionizzanti e non ionizzanti.
Contaminazione radioattiva. Cenni di dosimetria e radioprotezione e legislazione vigente.
Tecniche radiologiche di diagnostica medica. La tomografia assiale computerizzata;
sistemi di imaging con radioisotopi nella medicina nucleare. La tomografia
computerizzata a emissione di fotoni singoli (SPECT) e la tomografia a emissione di
positroni (PET). Tecniche radiologiche nella terapia medica, con particolare riguardo agli
acceleratori di particelle per radioterapia. Le radiazioni non ionizzanti in campo medico: la
diagnostica con gli ultrasuoni; la risonanza magnetica nucleare. Radioterapia. Modelli
radiobiologici. TPS e piani di trattamento conformazionali. Tecnica IMRT. Adroterapia.
Docente:
Codice:
Semestre: II
Prerequisiti / Propedeuticità:
Metodo didattico: lezioni ed esercitazioni
Materiale didattico:
U. Amaldi: "Fisica delle radiazioni", Casa Editrice Boringhieri. S. Sciuti: “Rivelatori delle
radiazioni nucleari”, C.N.E.N. G. Cittadini: •gDiagnostica per immagini e Radioterapia,
Casa Editrice Universitaria 3
Modalità di esame: prova orale
20
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Insegnamento: Modelli per la previsione e l'ottimizzazione
Modulo:
CFU: 6
SSD: ING-INF/04
Ore di lezione: 36
Ore di esercitazione: 12
Anno di corso: I
Obiettivi formativi:
Introdurre gli studenti ai fondamenti dell’analisi, sintesi ed identificazione di modelli
dinamici di processi biologici attraverso esempi rappresentativi nell’ambito della biologia
molecolare.
Contenuti:
Sintesi di modelli di reazioni biochimiche; sintesi di modelli di regolazione genica;
introduzione al problema della identificazione di modelli dinamici. Modelli ARMAX, AR,
MA, ARMA. Identificazione di modelli ARX tramite il concetto di predittore ad un passo.
Condizione per l’identificabilita’ sperimentale e strutturale. Metodo dei minimi quadrati.
Metodi ricorsivi. Introduzione al problema dell’ottimizzazione. L’algoritmo di Nelder-Mead,
algortimo di discesa rapida. Il principio di ottimalita’ di Bellman. Metodo della
programmazione dinamica. Introduzione all’analisi di sistemi non lineari con esempi tratti
dalla biologia molecolare. Definizione dei punti di equilibrio, di ciclo limite e del bacino di
attrazione. Stabilita’ secondo Lyapunov. Il teorema di Lyapunov. Stabilita’ strutturale ed
analisi delle biforcazioni. Analisi di regolazione genica a retroazione positiva e negativa.
Cenni di biologia sintetica.
Docente:
Codice:
Semestre:
Prerequisiti / Propedeuticità:
Metodo didattico: Lezioni ed Esercitazioni
Materiale didattico: Appunti del docente in formato elettronico. Libro: Mathematical
Modeling in Systems Biology, Brian P Ingalls; Libro: Optimal Control Theory, D. Kirk.
Modalità di esame: Prove applicative in itinere e/o prova scritta finale seguita da
eventuale accertamento orale.
21
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Insegnamento: Applicazioni Biomediche dell’Ingegneria Chimica
Modulo: Applicazioni Biomediche dell’Ingegneria Chimica
CFU: 6
SSD: ING-IND/24
Ore di lezione: 40
Ore di esercitazione: 8
Anno di corso: II
Obiettivi formativi:
Il corso si propone di studiare problematiche di interesse biomedico che trovano
soluzione attraverso l’utilizzo delle competenze e metodologie tipiche dell'ingegneria
chimica.
Particolare enfasi e data all’utilizzo applicativo dei fenomeni di trasporto di quantita di
moto e di materia. Questo approccio e utilizzato per analizzare e descrivere processi e
trasformazioni tipici dei processi biotecnologici e dell’industria farmaceutica, farmaci a
rilascio controllato e cosmetici, la progettazione ed esercizio di biodispositivi ed
apparecchiature biomedicali, lo studio, anche con fini diagnostici, della reologia dei fluidi
biologici, la dinamica di crescita dei tessuti e l’invasivita tumorale.
Contenuti:
Il ruolo dei fenomeni di trasporto in sistemi biologici. Statica e cinematica dei fluidi.
Conservazione di materia e trasporto di quantita di moto. Equazioni costitutive. Reologia
di fluidi non-newtoniani. Cenni di reometria. Flussi costanti e variabili, flussi pulsatili.
Analisi dimensionale. Metodi approssimati per l’analisi di flussi complessi.
Fluidi contenenti macromolecole biologiche. Fluidi multifase. Relazione flusso-morfologia.
Reologia dei fluidi biologici: il caso del sangue.
Fluidi miscrostrutturati per applicazioni farmacologiche e cosmetiche. Processi di
microincapsulamento per la realizzazione di farmaci a rilascio controllato. Microfluidica.
Biodispositivi ad uso diagnostico e terapeutico.
Trasporto di materia in sistemi biologici. Diffusione in condizioni stazionarie e transitorie.
Diffusione e convezione. Trasporto in membrane e mezzi porosi. Pressione osmotica.
Dialisi. Trasporto transvascolare. Trasporto in organi e tessuti. Trasporto di materia nei
trattamenti cosmetici e famacologici con applicazioni topiche. Diffusione fichiana e
motilita cellulare. Chemiotassi. Dinamica di crescita di tessuti. Ferite e riparazione
tissutale. Angiogenesi. Crescita ed invasivita tumorale.
Risoluzione di problemi ed esempi tramite simulazione numerica agli elementi finiti.
Docente:
Codice:
Semestre: I
Prerequisiti / Propedeuticità:
Metodo didattico: Lezioni ed esercitazioni
Materiale didattico:
G. A. Truskey, F. Yuan, and D. F. Katz - Transport phenomena in Biological Systems Pearson Prentice Hall
E.L. Cussler - Diffusion Mass Transfer in Fluid Systems - Cambridge University Press
R. B. Bird, W. E. Stewart, E. N. Lightfoot - Transport Phenomena – John Wiley & Sons
P.M. Doran - Bioprocess Engineering Principles - Academic Press
Modalità di esame: Colloquio e/o prova scritta finale.
22
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Insegnamento: Organi artificiali e protesi
Modulo: Organi artificiali e protesi
CFU: 6
SSD: ING-IND/22
Ore di lezione: 36
Ore di esercitazione: 12
Anno di corso: I
Obiettivi formativi:
Il corso integra le conoscenze inerenti le tecnologie, i materiali e i criteri di progettazione
di sistemi artificiali in relazione al recupero funzionale del tessuto o organo fisiopatologico
da sostituire, integrare o riabilitare. Il corso fornisce inoltre tecniche di progettazione
integrata di protesi sia nel caso di tessuti “duri” che nel caso di tessuti “molli”.
Contenuti:
Richiami delle relazioni struttura-proprieta-funzione di organi naturali. Anisotropie dei
tessuti. Criteri di progettazione di materiali sintetici in relazione alle tecnologie di processo
e alle funzioni in vivo. Interazione fra sistema artificiale impiantato e tessuti naturali.
Criteri di qualificazione e quantificazione del recupero. Protesi articolari. Materiali per la
cementazione di protesi. Sostituti ossei. Tendini e legamenti artificiali. Sistemi di supporto
in ortopedia e neurochirurgia. Impianti di fusione vertebrale. Ricostruzioni dentali. Impianti
dentali ad osteointegrazione. Sistemi di supporto alla riabilitazione odontostomatognatica.
Ricostruzioni maxillo-facciali. Protesi valvolari e vascolari, sistemi di supporto alla
circolazione, cuore artificiale.
Definizione dei requisiti chimico-fisici, meccanici e biologici per la sostituzione di tessuti o
parti di organi. Tecniche di progettazione integrata materiale-processo per la
realizzazione di protesi di tessuti duri. Tecnologie e metodologie di progettazione di
integrata per la realizzazione di biomateriali per la sostituzione di tessuti molli. Tecniche e
metodologie e normative vigenti per la validazione di biomateriali in vitro e in vivo.
Docente:
Codice:
Semestre:
Prerequisiti / Propedeuticità:
Metodo didattico: Lezioni ed esercitazioni
Materiale didattico: dispense fornite dal docente
Modalità di esame: prove in itinere e/o prova finale; colloquio
23
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti
Schede insegnamenti dalla
TABELLA C
non provenienti da altri Corsi di Laurea
Insegnamento: Misure per la Compatibilita Elettromagnetica in Bioingegneria
Modulo: Misure per la Compatibilita Elettromagnetica in Bioingegneria
CFU: 6
SSD: ING-INF/07
Ore di lezione: 40
Ore di esercitazione: 8
Anno di corso: I
Obiettivi formativi:
Il Corso si propone di fornire allo studente la conoscenza delle metodologie per lo studio
teorico e sperimentale dei fenomeni di compatibilita elettromagnetica. Costituiranno parte
integrante dell’insegnamento lo studio dei principi di funzionamento della strumentazione,
delle configurazioni di prova e delle norme tecniche impiegate nel settore. Le conoscenze
teoriche acquisite durante l’attivita d’aula saranno poi approfondite mediante lo sviluppo
di un progetto sperimentale finalizzato alla verifica della compatibilita di dispositivi elettrici
ed elettronici.
Contenuti:
Principi base della Compatibilita Elettromagnetica: sorgenti e vittime dei fenomeni di
compatibilita, fenomeni radiati e condotti, immunita ed emissione. Il decibel e il suo
impiego nella compatibilita elettromagnetica. Strumentazione di misura: ricevitore di
interferenza e rivelatore di picco, quasi-picco, media; rete per la stabilizzazione
dell’impedenza di linea (LISN); reti di accoppiamento e disaccoppiamento (CDN); sonde
di corrente e di tensione. Modello a due fili per l’emissione di disturbi radiati: disturbi di
modo differenziale e modo comune. Ambienti per la verifica della compatibilita
elettromagnetica: open area test site, camera schermata, camera semianecoica e norme
per la verifica delle prestazioni (EN 55016-1-4). Configurazione di prova e modalita
esecutive per la verifica dell’immunita e emissione, radiata e condotta: EN 55022, EN
61000-4-3, EN 61000-4-6. La normativa di esposizione ai campi elettromagnetici
ambientali: D.Lgs. 8/7/2003 e D.Lgs. 81/08; norme per la misura dell’esposizione della
popolazione e dei lavoratori. Sonde e antenne per la misurazione di campi
elettromagnetici ambientali. Esecuzione di prove di conformita presso il laboratorio di
Compatibilita elettromagnetica; esecuzione di misurazioni di campo elettromagnetico
ambientale.
Docente:
Codice:
Semestre:
Prerequisiti / Propedeuticità:
Metodo didattico: Lezioni in aula ed attivita sperimentale in laboratorio
Materiale didattico: Appunti dalle lezioni; libri di testo
Modalità di esame: Discussione del progetto di laboratorio e prova orale
24
