Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione, delle Infrastrutture e dell'Energia Sostenibile - Università Mediterranea di Reggio Calabria - Didattica

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Fondamenti di bioingegneria elettronica

Corso

Ingegneria informatica, elettronica e delle telecomunicazioni

Curriculum

Curriculum unico

Orientamento

Orientamento unico

Anno Accademico

2021/2022

Crediti

Settore Scientifico Disciplinare

ING-INF/06

Anno

Terzo anno

Unità temporale

Secondo semestre

Ore aula

Attività formativa

Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)

Canale unico

Docente

Luigi Bibbò

Obiettivi

L´obiettivo formativo del corso si propone di trasferire agli studenti i principi fondamentali sui segnali biomedici(ECG,EMG),sui sensori ed i principi di trasduzione(sensori per analisi del movimento, trasduttori di spostamento, trasduttori capacitivi, trasduttori induttivi) e sulle modalita´ di funzionamento della strumentazione impiegata in campo biomedico, la cui conoscenza e´ essenziale per il corretto utilizzo in campo professionale. Vengono inoltre fornite nozioni sulla corretta interpretazione dei dati biomedici attraverso metodologie di acquisizione ed elaborazioni di segnali, analisi dei dati e metodi decisionali facendo ricorso anche all’Intelligenza Artificiale. In riferimento all´ evoluzione tecnologica si introducono gli studenti nel mondo della Realta’ Virtuale e della Realta´Aumentata come strumenti di studio ed approfondimento professionale. Vengono inoltre illustrate i principi fondamentali sulla sicurezza elettrica della strumentazione biomedica.
Al fine di adeguare la preparazione degli studenti all´utilizzo in campo biomedico di nuovi materiali e di tecnologie innovative alla nanoscala la seconda parte del corso è dedicata alle nanobiotecnologie, nano strutture ,relative tecniche di fabbricazione e i principali strumenti di caratterizzazione. Inoltre verranno analizzati i metamateriali e le loro proprietà.

Conoscenza e comprensione(Knowledge and understanding)
Al termine del corso lo studente conosce gli aspetti tecnico-funzionali di circuiti e sistemi elettronici. Conosce il funzionamento dei principali dispositivi biomedicali. Conosce le principali problematiche tecnologiche in ambito medico-biologico.Conosce le caratteristiche dei biomateriali ed e´ in grado di valutare l´opportunita´ del loro utilizzo.Conosce gli aspetti fondamentali dei sistemi biologici ed e´ in grado di definire il loro modello attraverso l´applicazione delle metodologie esistenti.

Capacita´ di applicare conoscenza e comprensione (Applying knowledge and understanding)
Al superamento dell´esame lo studente e´ in grado di approfondire lo studio di problemi connessi con il funzionamento dei principali dispositivi biomedici. Proseguendo gli studi nell´ambito della laurea magistrale acquisira´ competenze che gli consentiranno di poter interagire con il personale sanitario.
Le competenze acquisite nell´ambito delle discipline dell´area dell´informazione abbinate con le discipline caratteristiche dell´area biomedica lo renderanno uno specialista che potra´ facilmente inserisi in ambito bioingegneristico quali ad esempio:
- societa´ di fabbricazione di circuiti elettrici e /o software per strumentazione biomedica
- aziende ospedaliere per la gestione del parco tecnologico medicale
- societa´ di informatica per la progettazione di sistema sanitario o telemedicina
- responsabile di pianificazione ed organizzazione di Servizi Sanitari
- attivita´ di ricerca su modelli di sistemi fisiologici, simulazione e controllo.

Autonomia di giudizio (Making Judgements)
Lo studente sa reperire, consultare le principali riviste tecniche del settore. Sa aggiornarsi su strumenti e tecniche nel campo dell´ingegneria biomedica e dell´informazione.E' in grado di riconoscere situazioni in cui applicare le competenze acquisite e di distinguere la tipologia di problema e di prospettare soluzioni adeguate.
La verifica dell'acquisizione dell'autonomia di giudizio avviene durante gli esami orali

Abilita´ comunicative( Communication Skills)
Lo studente sa comunicare in forma scritta e orale in italiano ed in inglese. Sa redigere relazioni tecniche relative ad attivita´ svolte.E' in grado di interagire con interlocutori specialisti e non con adeguato linguaggio tecnico-scientifico.
L'abilita' comunicativa e' valutata durante l'esame

Capacita´ di apprendimento( Learning Skills)
Lo studente e´ in grado di apprendere le novita´ tecniche di interesse dell´Ingegneria biomedica .
Lo studente e´ in grado di approfondire le conoscenze acquisite e applicarle in maniera autonoma allo studio di nuove problematiche.E' in grado di intraprendere autonomamente studi di approfondimento su tematiche specifiche del suo corso di laurea.

Modalita´ di valutazione
L´esame consiste in una prova orale. La prova orale è volta ad accertare il livello di conoscenza e comprensione dei contenuti del corso, di valutare l'autonomia di giudizio, la capacità di apprendimento e le abilità comunicative.

30 e lode: conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti, eccellente proprietà di linguaggio, completa ed originale capacità interpretativa, piena capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
28 - 30: conoscenza completa e approfondita degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, completa ed efficace capacità interpretativa, in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
24 - 27: conoscenza degli argomenti con un buon grado di padronanza, buona proprietà di linguaggio, corretta e sicura capacità interpretativa, buona capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere i problemi proposti;
20 - 23: conoscenza adeguata degli argomenti ma limitata padronanza degli stessi, soddisfacente proprietà di linguaggio, corretta capacità interpretativa, più che sufficiente capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
18 - 19: conoscenza di base degli argomenti principali, conoscenza di base del linguaggio tecnico, sufficiente capacità interpretativa, sufficiente capacità di applicare le conoscenze di base acquisite;
<18 Insufficiente: lo studente non possiede una conoscenza accettabile degli argomenti trattati durante il corso.

Programma

Il corso prevede le seguenti unità didattiche:
1- Bioingegneria elettronica
• Definizione
• Area di attivita’

2- Segnali biologici
• Sorgenti
• Classificazione

3-Strumentazione biomedica
• Classificazione
• Definizione e principali caratteristiche
• Apparecchiature

4-Metodologie di acquisizione e elaborazione dei segnali biomedici
• ECG
• EMG
• Bioimmagini

5- Sensori e Trasduttori
• Classificazione
• Parametrici caratteristici
• Principi fisici utilizzati

6- Realtà Virtuale

7- Analisi dei dati e metodi decisionali
• Informatica medica (biodati,biosegnali,bioimmagini,biofilmati)
• Sistemi esperti e reti neurali

8- Sicurezza elettrica della strumentazione biomedica

9-Nanobiotecnologie
• Definizione
• Classificazione
• Strutture

10-Strumenti di caratterizzazione

11-Metamateriali
• Definizioni
• Funzionalità e proprietà

Testi docente

The Biomedical Engineering Handbook, Joseph D. Bronzino.
Medical Instrumentation, J.G. Webster.
Handbook of Nanotechnology, Bharat Bhushan Editor, Springer.
Handbook of Nanomaterials, Bharat Bhushan Editor, Springer.

Sono altresì fornite su Microsoft Teams le dispense sugli argomenti trattati durante il corso .

Erogazione tradizionale

Erogazione a distanza

Frequenza obbligatoria

Sì

Valutazione prova scritta

Valutazione prova orale

Sì

Valutazione test attitudinale

Valutazione progetto

Valutazione tirocinio

Valutazione in itinere

Prova pratica