STRUMENTAZIONE BIOMEDICA LM
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Anno immatricolazione
2020/2021
Anno offerta
2021/2022
Normativa
DM270
SSD
ING-INF/06 (BIOINGEGNERIA ELETTRONICA E INFORMATICA)
Dipartimento
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA INDUSTRIALE E DELL'INFORMAZIONE
Corso di studio
ELECTRONIC ENGINEERING
Curriculum
PERCORSO COMUNE
Anno di corso
Periodo didattico
Primo Semestre (27/09/2021 - 21/01/2022)
Crediti
6
Ore
66 ore di attività frontale
Lingua insegnamento
Italiano
Tipo esame
SCRITTO E ORALE CONGIUNTI
Docente
BELTRAMI GIORGIO (titolare) - 2 CFU
MATRONE GIULIA - 4 CFU
Prerequisiti
Basi di anatomia e di fisiologia umana.
Nozioni generali delle problematiche dell’interazione tra strumento e organismo umano
Elettrotecnica
Elettronica
Fisica Generale
Basi di programmazione (Matlab, Arduino)
Obiettivi formativi
Il corso si sviluppa seguendo due percorsi paralleli.

Nel primo si illustrano alcune apparecchiature diagnostiche e terapeutiche. Vengono descritti i principi di funzionamento, le problematiche di progettazione, lo stato dell'arte e le prospettive future di ulteriori sviluppi, tenendo sempre in considerazione le problematiche di interazione col corpo umano e di sicurezza del paziente. (3 CFU)

Il secondo percorso è dedicato al design, simulazione, fabbricazione e testing di una scheda per acquisizione di segnali elettrocardiografici (ECG). Lo scopo è di fornire agli studenti tutti gli strumenti necessari per svolgere il flusso di progettazione completo di una scheda elettronica a partire da un’idea di progetto. (3 CFU)
Programma e contenuti
Primo percorso:
Sistema respiratorio: misure e ventilazione polmonare.
Sistema cardiovascolare: Pacemaker (PM sincroni e asincroni. PM ad adattamento di frequenza. Gli elettrodi e l'alimentazione del PM);
Defibrillatori (Defibrillatori esterni in corrente alternata e in corrente continua. I cardioversori. Defibrillatori impiantati).
Pompe di infusione.
Sistemi di imaging ad ultrasuoni.
Flussimetri.

Secondo percorso:
Design: scelta dei componenti passivi, degli amplificatori, dei regolatori, etc.; disegno e dimensionamento degli stadi necessari (amplificatori, filtri, loop di feedback, alimentazioni) in base alle specifiche richieste (dinamiche del segnale, rumore, linearità).
Simulazione: utilizzo di un software (LTspice) per la simulazione della scheda (DC, AC, transitorio).
Fabbricazione: realizzazione del layout della PCB (con KiCad); fotoincisione della scheda; saldatura dei componenti (SMD e foro passante).
Test: sviluppo di un programma per acquisizione dati utilizzando una scheda commerciale (Arduino) e un PC (con Matlab); esecuzioni di un set di acquisizioni per validazione finale.
Metodi didattici
Lezioni (ore/anno in aula): 66
Testi di riferimento
Dispense/slide fornite dal docente su piattaforma KIRO.
Avanzolini G., Magosso E. - Strumentazione Biomedica. Progetto e impiego dei sistemi di misura - Pàtron - Bologna.
Webster J.G. - Strumentazione Biomedica - EdiSES - Napoli.
Aston R. - Principles of Biomedical Instrumentation and Measurement - Macmilla Publishing Company – NY
Webster J.G. - Design of Cardiac Pacemaker – IEEE PRESS
Kutz M. – Standard Handbook of Biomedical Engineering & Design – McGraw-Hill
Modalità verifica apprendimento
Verifica in due prove: una per percorso, svolte anche in appelli diversi.
Valutazione finale ottenuta assegnando peso proporzionale ai crediti a ciascuna di esse.

Per il primo percorso:
- Prova scritta: domande aperte, domande a risposta multipla, piccoli esercizi (solo su alcuni argomenti)
- Approfondimento su argomento a scelta con presentazione PowerPoint o relazione scritta

Per il secondo percorso:
- Prova orale
- Relazione scritta sui risultati ottenuti durante le attività di laboratorio
Altre informazioni
Obiettivi Agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Obiettivi: 3; 4; 9
Gli obiettivi