Obiettivi Formativi

Il corso si incentra sulle conoscenze relative al progetto ed all’impiego dei sistemi di misura in ambito biomedico. Nello specifico fornisce: - concetti e principi della strumentazione biomedica per diagnosi, terapia e riabilitazione con particolare interesse alla misura, all’elaborazione e alla registrazione dei parametri biometrici; Al termine del corso lo studente sarà in grado di: - operare efficacemente in attività di sviluppo, di progettazione, di produzione e di gestione tecnica di apparecchiature biomedicali; - applicare le conoscenze ingegneristiche acquisite allo svolgimento, individuale o nell'ambito di gruppi di lavoro, di attività di progettazione e di sviluppo pratico dei concetti teorici acquisiti, utilizzando tecniche e strumenti di misura adeguati; - far comprendere anche ad interlocutori non specialisti le problematiche e le soluzioni applicative nei campi dell'ingegneria meccanica utilizzando un linguaggio scientifico adeguato; Le attività formative svolte in laboratorio contribuiranno a far acquisire allo studente - la capacità di lavorare in team, stimolando il confronto (tra studente e docente, tra studenti, tra studenti ed esperti esterni).

Learning Goals

The course is focused on knowledge relating to project and use of measurement systems in biomedical field. Specifically, it provides: - concepts and principles of biomedical instrumentation for diagnosis, therapy and rehabilitation with particular interest in measurement, processing and acquisition of biometric parameters. At the end of the course the student will be able to: - operate effectively in development, design, production and technical management of a large part of biomedical equipment. At the end of the course, the student should have the ability to: - apply the acquired engineering knowledge to the development, individually or in the context of work teams, of design activities and practical development of the theoretical concepts acquired, using appropriate measurement techniques and tools. - make non-specialist interlocutors understand the problems and the applicative solutions in the fields of mechanical engineering by using an appropriate technical language. - The training activities carried out in the laboratory will help the student to acquire the ability to work in a team, stimulating confrontation (between student and teacher, between students, between students and external experts).

Metodi didattici

Il corso è costituito da lezioni frontali in aula o in laboratorio e da esercitazioni in aula o in laboratorio, guidate dal docente, singole o di gruppo, per il riscontro dei concetti trasferiti e per il raggiungimento degli obiettivi previsti. Tutte le attività sono svolte con supporto di slide, video e lavagna.

Teaching Methods

The course consists of lectures in classroom or in laboratory and exercises in classroom or in laboratory, guided with the teacher support, independent and in group, to check the transferred basics and to achieve the expected goals. All activities are carried out with the support o slides, videos and blackboard.

Prerequisiti

Principi di elettrotecnica, di fisica generale e di sistemi di misura.

Prerequisites

Electrotechnics, General Physics, Measurement systems and instrumentation.

Verifiche dell'apprendimento

L'esame prevede una prova in itinere scritta ed una prova orale. La prova in itinere scritta è costituita da domande a risposta aperta o da quesiti a risposte multiple sugli argomenti della prima metà dell’insegnamento. Il tempo assegnato per la prova scritta è di due ore. È valutata in trentesimi e si ritine superata se il voto non è inferiore a 18/30. È svolta a circa metà dell’insegnamento (in una precisa data che viene concordata durante le lezioni con gli studenti) e ha validità l’intero anno accademico. Invece, la prova orale è un colloquio orale incentrato sugli argomenti della seconda metà dell’insegnamento. È valutata in trentesimi e si ritine superata se il voto non è inferiore a 18/30. È svolta durante la sessione dell’esame. Entrambe le prove hanno il duplice scopo di verificare il livello di conoscenza e di comprensione dei contenuti del corso e di valutare la capacità di apprendimento, l'abilità comunicativa, le proprietà di linguaggio scientifico, le facoltà logico-deduttive e l'autonomia di giudizio acquisite dallo studente. Il voto finale è espresso in trentesimi ed è determinato come media aritmetica dei voti parziali conseguiti nelle due prove. Coloro i quali non hanno sostenuto o non hanno superato la prova in itinere scritta dovranno svolgere una prova scritta contestualmente alla prova orale con le stesse modalità della prova in itinere scritta. Anche in questo caso, il voto è espresso in trentesimi e sarà determinato come media aritmetica dei voti parziali conseguiti nelle due prove.

Assessment

The exam includes an ongoing written test and an oral test. The ongoing written test consists of some open answer questions or some multiple choice questions on the topics of the first part of the course. The time allotted for the written test is two hours. It is scored out of thirty and is considered passed if the overall evaluation is not less than 18/30. It is held about in the middle of the course (on a definite date that is agreed during the lessons with the students) and is valid for the entire academic year. Conversely, the oral test is an oral interview focuses on the topics covered during the second part of the course. It is scored out of thirty and is considered passed if the overall evaluation is not less than 18/30. It is held in the exam session. Both the tests have the dual purpose to verify the level of knowledge and understanding the course contents and to evaluate the learning ability, the communicative ability, the properties of scientific language, the logical-deductive faculties and the autonomy of judgment acquired by the student. The final grade is expressed out of thirty and is determined as the arithmetic mean of the partial marks obtained in the two tests. The students, who have not carried out or passed the ongoing test, must take a written test together with the oral test with the same procedures of the ongoing test. Also in this case, the final grade is expressed out of thirty and is determined as the arithmetic mean of the partial marks obtained in the two tests.

Programma del Corso

-BASI DELLA STRUMENTAZIONE BIOMEDICA: Principi di funzionamento e architetture. Caratteristiche e prestazioni. -SENSORI BIOMETRICI: Sensori resistivi, induttivi, capacitivi e piezoelettrici. Sensori ottici ed elettrochimici. Elettrodi per potenziali biologici. -CONDIZIONAMENTO ED ELABORAZIONE DEI SEGNALI BIOMEDICI: Amplificatori e filtri. Conversione A/D. Tecniche di Imaging. -SISTEMI DI VISUALIZZAZIONE E REGISTRAZIONE DEI SEGNALI BIOMEDICI: Oscilloscopi per uso biomedico. Sistemi di registrazione analogici e digitali. -MISURA E MONITORAGGIO DEI PARAMETRI BIOMEDICI: Misura della pressione arteriosa. Misura dei potenziali bioelettrici. -SISTEMI PER LA DIAGNOSI CLINICA: Sistemi ad ultrasuoni. Radiografia. -STRUMENTAZIONE PER IL LABORATORIO DI ANALISI: Sicurezza del laboratorio di analisi, Strumenti per analisi cliniche

Course Syllabus

-PRINCIPLES OF OPERATION, ARCHITECTURE AND CHARACTERISTICS OF BIOMEDICAL INSTRUMENTATION: Operating principles and architectures. Features and performance. -BIOMETRIC SENSORS: Resistive, inductive, capacitive and piezoelectric sensors. Optical and electrochemical sensors. Electrodes for biological potentials. -CONDITIONING AND PROCESSING OF BIOMEDICAL SIGNALS: Amplifiers and filters. A/D conversion. Imaging. -DISPLAY AND ACQUISITION SYSTEMS FOR BIOMEDICAL SIGNALS: Oscilloscopes for biomedical use. Analog and digital acquisition systems. -MEASUREMENT AND MONITORING OF BIOMEDICAL PARAMETERS: Measurement of blood pressure. Measurement of bioelectric potentials. -SYSTEMS FOR CLINICAL DIAGNOSIS: Ultrasound systems. Radiography systems. -INSTRUMENTATION FOR LABORATORY ANALYSIS: Safety for laboratory analysis. Instrumentation for clinical analysis