Corso di Laurea magistrale in Ingegneria...

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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 Analisi avanzata dei segnali biomedici per applicazioni cliniche Elaborazione dei Segnali 6 ING-INF/03 4 Attività formative affini/integrative Analisi dei Segnali Biomedici per Applicazioni Cliniche 6 ING-INF/06 2 Caratterizzanti l’ingegneria biomedica Strumentazione ed Elaborazione per i Segnali e le Immagini Biomediche Strumentazione Biomedica 6 ING-INF/06 2 Caratterizzanti l’ingegneria biomedica Elaborazione di Immagini Biomediche 6 ING-INF/06 2 Caratterizzanti l’ingegneria biomedica Fisiopatologia Generale Fisiopatologia Generale 6 MED/04 4 Attività formative affini/integrative 1 anno -2 semestre Attività formative curriculari a scelta dello studente 1 insegnamento dalla tabella A 6 ING-INF/06 2 Caratterizzanti l’ingegneria biomedica Management dei Sistemi Sanitari ed Ingegneria Clinica Management ed Automazione dei Sistemi Sanitari 6 ING-INF/06 2 Caratterizzanti l’ingegneria biomedica Ingegneria Clinica 6 ING-INF/06 2 Caratterizzanti l’ingegneria biomedica Campi Elettromagnetici in Diagnosi e Terapia Campi Elettromagnetici in Diagnosi e Terapia 9 ING-INF/02 4 Attività formative affini/integrative Campi Elettrom agnetici 2 anno -1 semestre Attività formative curriculari a scelta dello studente 4 insegnamenti dalla tabella B 24 4 Attività formative affini/integrative Attività formative a scelta autonoma dello studente Vedi nota 1) 12 3 2 anno -2 semestre Sistemi Informativi Sanitari Sistemi Informativi Sanitari 9 ING-INF/06 2 Caratterizzanti l’ingegneria biomedica Tirocini formativi e di orientamento 6 6 Prova finale 12 5 Note: 1) Lo studente potrà attingere, tra l’altro, alle attività formative indicate in tabella A, B e C.

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Manifesto del Corso di Laurea magistrale in Ingegneria BiomedicaClasse delle Lauree magistrali in Ingegneria Biomedica, Classe n. LM-21 - A.A. 2016/2017

Insegnamento Modulo CFU SSD AfAmbito disciplinare

Prop.

1 anno -1 semestre

Analisi avanzata dei segnali biomedici per applicazioni cliniche

Elaborazione dei Segnali 6 ING-INF/03 4 Attività formative

affini/integrative

Analisi dei Segnali Biomedici per Applicazioni Cliniche

6 ING-INF/06 2 Caratterizzanti l’ingegneria biomedica

Strumentazione ed Elaborazione per i Segnali e le Immagini Biomediche

Strumentazione Biomedica 6 ING-INF/06 2 Caratterizzanti

l’ingegneria biomedica

Elaborazione di Immagini Biomediche

6 ING-INF/06 2 Caratterizzanti l’ingegneria biomedica

Fisiopatologia Generale

Fisiopatologia Generale 6 MED/04 4 Attività formative

affini/integrative

1 anno -2 semestreAttività formative curriculari a scelta dello studente

1 insegnamento dalla tabella A 6 ING-INF/06 2 Caratterizzanti

l’ingegneria biomedica

Management dei Sistemi Sanitari ed Ingegneria Clinica

Management ed Automazione dei Sistemi Sanitari

6 ING-INF/06 2 Caratterizzanti l’ingegneria biomedica

Ingegneria Clinica 6 ING-INF/06 2 Caratterizzanti

l’ingegneria biomedica

Campi Elettromagnetici in Diagnosi e Terapia

Campi Elettromagnetici in Diagnosi e Terapia

9 ING-INF/02 4 Attività formative affini/integrative

Campi Elettromagnetici

2 anno -1 semestreAttività formative curriculari a scelta dello studente

4 insegnamenti dalla tabella B 24 4 Attività formative

affini/integrative

Attività formative a scelta autonoma dello studente

Vedi nota 1) 12 3

2 anno -2 semestre

Sistemi Informativi Sanitari

Sistemi Informativi Sanitari

9 ING-INF/06 2 Caratterizzanti l’ingegneria biomedica

Tirocini formativi e di orientamento 6 6

Prova finale 12 5

Note:1) Lo studente potrà attingere, tra l’altro, alle attività formative indicate in tabella A, B e C.

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Tabella A) Ambito Caratterizzanti l’ingegneria biomedica

Insegnamento Modulo CFU SSDAf(#)

Ambito disciplinare

Prop. Sem.

Strumentazione Avanzata per la Diagnosi, Terapia

Strument. Avanzata per la Diagnosi e Terapia

6 ING-INF/06 2Caratterizzanti l’ingegneria biomedica

2

Organizzazione ed Automazione delle Aziende Sanitarie e Telemedicina

Organizzazione ed Automazione delle Aziende Sanitarie e Telemedicina

6 ING-INF/06 2Caratterizzanti l’ingegneria biomedica

2

Tecnologie per la valutazione, l’assistenza e il recupero funzionale

Tecnologie per la valutazione, l’assistenza e il recupero funzionale

6 ING-INF/06 2Caratterizzanti l’ingegneria biomedica

2

Tabella B) Ambito Attività formative affini ed integrative

Insegnamento Modulo CFU SSDAf(#)

Ambito disciplinare

Prop. Sem.

Biochimica Applicata

Biochimica Applicata, 6 BIO/12 4 Attività formative

affini/integrative 1

Diagnostica per Immagini e Radioterapia

Diagnostica per Immagini e Radioterapia

6 MED/36 4 Attività formative affini/integrative 1

Ingegneria dei Tessuti

Ingegneria dei Tessuti 6 ING-IND/22 4 Attività formative

affini/integrative 1

Reattori biochimici per applicazioni analitiche e terapeutiche

Reattori biochimici per applicazioni analitiche e terapeutiche

6 ING-IND/24 4 Attività formative affini/integrative 1

Meccanica dei Tessuti Biologici

Meccanica dei Tessuti Biologici 6 ICAR/08-09 4 Attività formative

affini/integrative 2

Impianti ospedalieri

Impianti ospedalieri 6 ING-IND/11 4 Attività formative

affini/integrative

Fisica Sanitaria Fisica Sanitaria 6 FIS/07 4 Attività formative affini/integrative 2

Modelli per la previsione e l'ottimizzazione

Modelli per la previsione e l'ottimizzazione

6 ING-INF/04 4 Attività formative affini/integrative 1

Applicazioni biomediche dell’Ingegneria chimica

Applicazioni biomediche dell’Ingegneria chimica

6 ING-IND/24 4 Attività formative affini/integrative 1

Organi artificiali e protesi

Organi artificiali e protesi 6 ING-IND/22 4 Attività formative

affini/integrative 2

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Tabella C) Attività formative disponibili per la scelta autonoma dello studente

Insegnamento Modulo CFU SSDAf(#)

Ambito disciplinare

Prop. Sem.

Sistemi Informativi Sistemi Informativi 6 ING-INF/05 3 autonomamente scelte dallo studente

Calcolatori Elettronici II

Calcolatori Elettronici II 6 ING-INF/05 3 autonomamente scelte

dallo studente

Fisica Medica Fisica Medica 8 FIS/07 3 autonomamente scelte dallo studente

Strumenti e tecniche di programmazione

Strumenti e tecniche di programmazione

6 ING-INF/05 3 autonomamente scelte dallo studente

Ingegneria Sanitaria

Ingegneria Sanitaria 6 ICAR/03 3 autonomamente scelte

dallo studente

Misure per la compatibilità elettromagnetica in bioingegneria

Misure per la compatibilità elettromagnetica in bioingegneria

6 ING-INF/07 3 autonomamente scelte dallo studente

Circuiti per DSP Circuiti per DSP 9 ING-INF/01 3 autonomamente scelte dallo studente

Affidabilità dei sistemi elettrici

Affidabilità dei sistemi elettrici 9 ING-IND/33 3 autonomamente scelte

dallo studente

Convertitori e azionamenti elettrici

Convertitori e azionamenti elettrici

9 ING-IND/32 3 autonomamente scelte dallo studente

(#) LegendaAttività

formativa1 2 3 4 5 6 7

RiferimentoDM270/04

Art. 10comma 1, a)

Di base

Art. 10comma 1, b)Caratteriz-

zante

Art. 10 comma5, a)

autonomamen-te scelte dallo

studente

Art. 10comma 5, b)

affini ointegrativi

Art. 10comma 5, c)Prova finale

Art. 10comma 5, d)

Ulterioriconoscenze

Art. 10comma 5, e)

Stage etirocini

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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-21A.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 disegnali biomedici. Obiettivo dello specifico modulo e fornire le principali metodologie etecniche per il trattamento numerico dei segnali, anche mediante esercitazione dilaboratorio 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 infrequenza, struttura a traliccio, struttura con DFT, effetti della quantizzazione deicoefficienti, la realizzazione di una struttura con due poli). Progetto di filtri FIR ed IIR neldominio 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 perl'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

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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 disegnali biomedici. Obiettivo dello specifico modulo e apprendere l’utilizzo in ambito clinicodelle principali metodologie tipicamente impiegate nell’analisi di segnali biomedici

Contenuti: Test per esaminare la non-stazionarieta dei segnali biomedici. Alcuni modellideterministici e/o stocastici per la descrizione di segnali biomedici quali EMG, ECG, EEG,ed altri segnali biologici. Filtraggio adattativo per applicazioni biomediche Metodi per lariduzione della dimensionalita tipica dei segnali biomedici con applicazioni all’EEG eall’ECG. Principal Component Analysis, Independent Component Analysis, k-means,Expectation-Maximisation. Metodi per la descrizione tempo-frequenza e tempo-scala deisegnali 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

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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 strumentazionebiomedica 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 ablocchi e circuiti di apparecchiature biomedici, quali ad esempio: elettrocardiografo,elettromiografo, elettroencefalografo, elettrobisturi, defibrillatore. Velocimetri e flussimetri.Apparecchiature a ultrasuoni, ecotomografi, velocimetri Doppler. Apparecchiatureterapeutiche

Docente:

Codice: Semestre: I

Prerequisiti / Propedeuticità:

Metodo didattico: Lezioni ed esercitazioni

Materiale didattico: J. G. Webster. Medical instrumentation application and design. JohnWiley and sons G. Avanzolini. Strumentazione biomedica progetto ed impiego dei sistemidi misura. Patron editore. F. P. Branca. Fondamenti di Ingegneria Clinica. Vol. 1 e2.Springer editore D. De Rossi et al. Sensori per misure biomediche. Patron editore.

Modalità di esame: prova scritta e orale

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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 el’elaborazione di dati e segnali biomedici e delle bioimmagini, capacita di realizzaresemplice software per l'analisi di segnali biomedici.

Contenuti: Caratteristiche delle immagini biomediche. Richiami di elaborazione delle immagininumeriche: Trasformata di Fourier in 2 e 3 dimensioni e sue proprieta, Metodi e Tecnichedi trasformazioni delle immagine; campionamento, interpolazione e ricostruzione; filtri perl’eliminazione del rumore, estrazione di contorni. Tecniche avanzate di elaborazione delleimmagini. 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 trasmissionedelle immagini standard DICOM. Generazione di immagini radiografiche. Tomografiacomputerizzata: concetti base, configurazioni ed evoluzione. Risonanza MagneticaNucleare 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

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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 diregolazione dell’espressione genica. L’RNA interferenza. I microRNA. Le cellule staminali.Le malattie genetiche: meccanismi di trasmissione dei tratti genetici. Malattiemonogeniche o poligeniche. Malattie cromosomiche. Fisiopatologia del sistemaendocrino, i principali meccanismi di trasduzione del segnale cellulare. Fisiopatologiadell’obesita e del diabete. Meccanismi fisiopatologici del cancro. Fisiopatologiadell'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

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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 diintegrare normativa, metodologie e tecnologie ingegneristiche per ottimizzare e gestire, inmodo appropriato e sicuro, l’ingente patrimonio tecnologico delle strutture sanitarie,pubbliche e private, consistente in: strumentazione e sistemi medicali, attrezzatureinformatiche e telematiche. Il corso fornisce conoscenze metodologiche ed operative di base, tali da agevolarel’inserimento di ingegneri biomedici nelle realta lavorative, che si occupano della gestionedella tecnologia in sanita: servizi di ingegneria clinica interni alle strutture sanitarie, servizidi ingegneria clinica esterni alle strutture sanitarie o servizi di ingegneria clinica misti;inoltre da informazioni su ulteriori figure di obbligatoria istituzione in Sanita che sioccupano di sicurezza e di apparecchiature: Responsabile del Servizio Prevenzione eProtezione 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 dellastrumentazione e delle attrezzature biomedicali con riferimento alle diverse fasi del ciclodi vita delle attrezzature ed approfondiscono i possibili ambiti professionali di impiegodegli 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 emendatocol 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 diOrganizzazione ed Ambiti di Attivita dei Servizi di Ingegneria Clinica (SIC). 4. La gestione degli elettromedicali come attrezzature di lavoro all’interno delle StruttureSanitarie – I soggetti obbligati ed i soggetti tutelati ex D.Lgs.81/08 - Modelli diOrganizzazione 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 egli 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 valutazioneclinica ed il controllo di gestione.7. Il ciclo di vita delle apparecchiature biomediche: la sicurezza, i piani di verifica e dimanutenzione. 8. La tecnologia e la sicurezza delle apparecchiature elettromedicali, i diversi fattori dirischio: elettrico, meccanico, le radiazioni ionizzanti e non ionizzanti, e la relativaminimizzazione. Effetti sul corpo umano.9. Le apparecchiature biomediche: Principi di funzionamento - Alcuni esempi.10. Impiego degli elettromedicali nella Valutazione dei rischi – esempio dellamovimentazione manuale dei carichi.11. La legislazione nazionale e regionale in materia di requisiti minimi tecnologici e di

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Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti

accreditamento delle strutture sanitarie.12. ICT ed Ingegneria Clinica13. 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 CONSIGLIATI1. Fondamenti di ingegneria clinica vol.1 di Francesco P. Branca - Springer Verlag2. Fondamenti di ingegneria clinica vol.2 di Francesco P. Branca - Springer Verlag3.Tecnologie biotecniche. Esempi di applicazione ed esercizi - Maggioli Editore4.Le apparecchiature biomediche e la loro gestione di Claudio Lamberti, Werner Rainer -Patron

Modalità di esame: prova scitta finale e prova orale

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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 deiSistemi Sanitari e alle tecniche di valutazione dei servizi sanitari.

Contenuti: Parte I.Sistemi Sanitari. Introduzione al Servizio Sanitario Nazionale (SSN). Riferimenti normativie loro evoluzione. Organizzazione delle Aziende Sanitarie Locali e delle AziendeOspedaliere. Finanziamento del SSN. Requisiti minimi e accreditamento. Confronto conSSN 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 deiSistemi Informativi Sanitari per il management. Tecniche per la progettazione e lapianificazione di servizi sanitari. Valutazioni Economiche. Analisi dei bisogni. Esempi diapplicazioni. Parte III. Il management delle tecnologie biomediche e l’automazione dei sistemi sanitari.Innovazione tecnologica e diffusione delle tecnologie nella sanita. Il governo dellavariabile tecnologica: processi di acquisizione e fattori di criticita. TechnologyAssessment. Tecniche per il controllo della qualita. Sicurezza negli ambinti di lavoro aduso medico. Parte IV. Analisi statistica dei dati Richiami sulla teoria della probabilita. Campionamento statisticoed 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 insanita – Applicazioni ai programmi e tecnologie sanitarie. McGraw-Hill Cuccurullo C. IlManagement Strategico nelle aziende sanitarie pubbliche – Metodi e strumenti digestione strategica. Corrado Cuccurullo. McGraw-Hill Bucchiero L., Caccia C., Nasi G. e-Health – Percorsi di implementazione dei sistemi informativi in sanita. McGraw-Hill

Modalità di esame: Prova in itinere / Prova scritta finale seguita da eventualeaccertamento orale.

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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 campielettromagnetici (Risonanza Magnetica, Magnetoterapia, Marconiterapia, Radar terapia),fornire conoscenza sia dei fenomeni fisici di base sia della struttura e del funzionamentodelle 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 ditemperatura conseguenti all’applicazione di radiofrequenze e microonde; campi modulatie meccanismi di interazione non termici di radiofrequenze e microonde. La RisonanzaMagnetica Nucleare: principi fisici e apparati per usi scientifici e diagnostici. Generatori eapplicatori di campo magnetico e di campo elettrico (spire, gradient coil,..). Fenomeniindotti in distretti tissutali non omogenei. Generatori e applicatori di campoelettromagnetico a radiofrequenza e a microonde (birdcage coil, phased array coil,..).Tecniche di adattamento: grafico di Smith. Sicurezza elettromagnetica: valutazione deilivelli di campo elettrico, magnetico ed elettromagnetico per la protezione dei lavoratori edella popolazione dall’esposizione a campi elettromagnetici (misure a banda larga e abanda stretta, riduzione a conformita). Esercitazioni: determinazione del fattore di merito di applicatori elicoidali medianteanalizzatore vettoriale di reti a microonde, tuning per l’adattamento di un carico, misure abanda larga del campo elettrico nell’ambiente, impiego di simulatori numerici per laprogettazione di applicatori.

Docente:

Codice: Semestre: I

Prerequisiti / Propedeuticità:

Metodo didattico: Lezioni ed esercitazioni

Materiale didattico: Appunti del corso, libri di testo, J. Jianmingji: Electromagneticanalysis and design in magnetic resonance imaging, CRC Press

Modalità di esame: prova orale

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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 servizioperativi di supporto alla gestione di sistemi informativi sanitari, egli e quindi in grado difare un accurata analisi delle esigenze e fare il relativo dimensionamento sia per quantoconcerne i sistemi/servizi infrastrutturali che per la parte relativa ai sistemi applicativi e isistemi 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 sistemiinformativi 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 diDatawarehousing. Analisi di specifici sistemi applicativi : Gestione liste di attesa ricoveri,ADT, Gestione SDO, Servizi di Laboratorio, LIS, RIS/PACS, architettura DICOM, CartellaClinica Infermieristica’ Gestione flusso sale operatorie. Fondamenti di workflowmanagement, reti di petri, Analisi quantitativa delle reti. Integrazione dei sistemiInformativi, Modelli di integrazione, Web Services , protocollo HL7, Sistemi per il controllodi gestione. Attivita pratica di laboratorio: Lo studente acquisira abilita pratiche suiseguenti applicativi : Cisco Packet Tracer, Open DB, SQL Oracle ex univ, MicrosoftAccess, Woped. tramite i quali svolgera le attivita pratiche consistenti nella simulazione diarchitetture 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

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Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti

Schede insegnamenti dallaTABELLA 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 perimaging 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 diuno scanner PET. Standard Uptake Value. Qualita delle immagini PET. Artefatti damovimento in PET. Scanner PET-CT. Attenuation Correction. Struttura di uno scannerMRI. Caratterizzazione del rumore. Disomogeneita di campo. Artefatti in MRI. Imagingcon contrasto paramagnetico. Angiografia MR. Misura delle proprieta magnetiche deitessuti. 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

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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 delleAziende Sanitarie, sul ruolo e competenze dell’ingegnere in dette strutture e sullaprogettazione e organizzazione e requisiti di sistemi e servizi di telemedicina

Contenuti: Contenuti: Principi fondamentali del SSN. Gli enti del SSN. Elementi di organizzazionedelle aziende sanitarie. Autorizzazione ed accreditamento delle strutture sanitarie.Elementi di organizzazione dei processi sanitari. I sistemi di tariffazione nel SSN. I sistemidi certificazione in sanita. La valutazione dei rischi in ambito sanitario. Responsabilita ecompiti dell’ufficio tecnico in sanita. Gestione del rischio clinico nelle struttureospedaliere. Acquisizione di beni e servizi in ambito sanitario. Telemedicina. Standard elinee guida internazionali. Linee guida nazionali. Case studies osservatorio ecare. Ilmercato 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. VendraminiE. Programmazione e controllo di gestione. McGraw-Hill

Modalità di esame: Prova orale e/o prova scritta

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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’obiettivodi fornire le conoscenze tecniche e metodologiche indispensabili per contribuire, per lapropria area di competenza, nell’ambito di gruppi di lavoro multidisciplinari, alle attivita divalutazione, progettazione e svolgimento dell’intervento riabilitativo. Le medesimeconoscenze potranno essere spese, con modalita diverse, anche nell’ambito di gruppi disviluppo in ambito industriale.. Lo studente inoltre apprendera le metodologie alla base diun corretto assessment tecnologico e sara munito delle competenze di base necessarieanche allo svolgimento di attivita di ricerca di settore all’interno di gruppi multidisciplinari

Contenuti: Problematiche generali: definizione e concetti di base della Riabilitazione Medica eSociale; riferimenti legislativi e normativi nazionali e internazionali. Il processo riabilitativo:metodologie e strumenti per la diagnosi funzionale; la valutazione biomeccanica per lariabilitazione 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 socialeattraverso l’uso delle assistive technology:: riferimenti normativi e legislativi; gli ausili perla comunicazione e per accesso all’informazione. Specifiche tecniche di progettazione diausili, le tecniche e i protocolli della valutazione funzionale. Il processo di assessment inriabilitazione: dalla prescrizione alle strategie di valutazione tecnico-funzionale, lacertificazione, il monitoraggio e gli strumenti per l'analisi dell'outcome. L’accessibilitaambientale e informatica: normativa vigente e sue applicazioni; sistemi domotici edambienti 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

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Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti

Schede insegnamenti dallaTABELLA 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 allaprocessazione dei campioni biologici umani ed alla loro successiva analisi medianteopportune moderne tecniche. Fornire concetti fondamentali su moderne metodichepreparative e analitiche per lo studio degli aspetti biochimici di campioni biologici umani.

Contenuti: Metodiche di indagine della cellula eucarioticaMetodiche analitiche (microscopia e citometria); Metodiche preparative (cell sorting);Esempi di studio di immunolocalizzazione di proteine nucleari e/o citoplasmatichemediante utilizzo di metodiche microscopiche e citometriche. Le colture cellulari di cellule eucariotiche Definizione e classificazione: metodiche disterilizzazione, reagenti colturali, metodica di tripsinizzazione, conta in camera di burker,metodiche di immortalizzazione mediante utilizzo di virus, saggi colorimetrici diproliferazione cellulare. Definizione, classificazione e metodologie biochimico-molecolari atte a rilevare eventualicross-contaminazioni e contaminazioni da agenti Mollicutes. Impiego delle colture cellulari di modelli tumorali umani nella diagnostica oncologica delleemopatie maligne caratterizzate da specifiche alterazioni genetiche. Gli anticorpimonoclonali: definizione, ottenimento mediante ibridomi ed esempi di applicazioneclinica. La criobiologia: Definizione e sue applicazioni. Approfondimento di tecniche inerentil’isolamento, l’espansione, la caratterizzazione biochimica e funzionale di cellule staminaliumane adulte derivate da sangue midollare, sangue cordonale e da placenta a termine. Approfondimento di metodiche inerenti le tecniche colturali finalizzate all’ottenimento dicellule staminali tumorali umane derivate da neoplasie umane di tessuti solidi. Approfondimento del profilo biochimico caratterizzante le cellule staminali tumoraliumane. Influenza del microambiente colturale e della contaminazione da parte di agentiMollicutes 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 eTecniche. A cura di Keith Wilson e John Walzer. Nuova Edizione Italiana a cura di MirellaS. Pilone e Loredano Pollegioni. Raffaello Cortina Editore. Il materiale didattico utilizzatodurante le lezioni e a disposizione degli studenti.

Modalità di esame: Colloquio orale finale.

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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 didiagnostica per immagini in ambito medico, con particolare attenzione alle tecnicheavanzate di imaging tomografico, all’imaging funzionale e molecolare per lo studio in vivodi attivita funzionali e metaboliche integrate con i dati strutturali, per la caratterizzazionedelle malattie - Fornire gli elementi di base relativi alle applicazioni di radioterapia e allaintegrazione tra diagnostica per immagini e applicazioni di radioterapia. Il corso ha inoltrel’obbiettivo di illustrare come le informazioni ottenute dalle immagini diagnostichepossono essere utilizzate per guidare la scelta della terapia e monitorarne la risposta.Infine il corso descrive le modalita organizzative di un servizio assistenziale di diagnosticaper immagini e radioterapia.

Contenuti: Introduzione con riferimenti storici (contributi multidisciplinari) all’imaging diagnosticomorfologico e funzionale e alla evoluzione delle applicazioni in funzione dell’evoluzionedelle tecniche e delle metodologie di uso. Effetti biologici delle radiazioni eradioprotezione. Applicazioni biomediche delle tecniche di formazione delle immagini:Radiografia, Ecografia, TC, Medicina nucleare e imaging molecolare. Imaging espettroscopia a Risonanza Magnetica. Studio di processi molecolari e attivita funzionali invivo, con esempi di applicazioni in ambito neurologico, cardiologico e oncologico. Imagingsperimentale e studio di modelli di malattia. Radioterapia (concetti di base eapparecchiature). 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 webdocenti -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.

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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 rigenerazionee ingegnerizzazione di tessuti biologici in vitro ed in vivo. Il corso integra le conoscenze dibase di biomateriali, fenomeni di trasporto, bioreattoristica ed ingegneria dei tessuti conconoscenze fondamentali di meccanismi cellulari e molecolari per la realizzazione ditessuti attraverso bioibridi tessutali in vitro.

Contenuti: Cenni sulla cellula e le sue funzioni. Organizzazione delle cellule in strutture di ordinesuperiore: tessuti ed organi. La risposta della cellula all’ambiente esterno.Differenziamento e sviluppo di tessuti. Riparo e rigenerazione. Struttura e funzioni dellamatrice extracellulare: applicazioni in ingegneria dei tessuti. Approcci di terapia cellularein ingegneria dei tessuti. Approcci “scaffold- based”. Scaffold per ingegneria dei tessuti.Approcci “morphogen-based”. Interazione cellula-materiale. Migrazione cellulare ecrescita tissutale. Trasporto interstiziale. Controllo del microambiente. Progettazione dibioreattori per ingegneria tessutale. Esempi di ingegnerizzazione di pelle, tessutocartilagineo 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.

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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 studentenei corsi precedenti per descrivere l’impiego delle biotecnologie nello sviluppo di alcuneapplicazioni di interesse biomedico.

Contenuti: Applicazione industriale degli enzimi: purificazione, misura dell’attivita catalitica,metodologie di immobilizzazione. Esempi di applicazioni analitiche. Analisi di metaboliti edi enzimi di interesse clinico. Biosensori. Esempi di applicazioni terapeutiche. Rilasciocontrollato 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

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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 delcomportamento meccanico dei materiali biologici, presenta preliminarmente i diversiaspetti morfologici, fisici ed evolutivi che caratterizzano i tessuti viventi alle diverse scale,da quella nanometrica a quella macroscopica. Le osservazioni di tipo fenomenologicovengono poi tradotte in modelli matematici propri della Meccanica del Continuo,prestando particolare attenzione alla elasticita non lineare, alla visco- elasticita ed allaporo-elasticita. Successivamente, per determinare alcune importanti proprietameccaniche dei tessuti biologici derivanti dalla loro struttura eterogenea e dalla naturagerarchica della loro organizzazione, si richiamano alcuni elementi di Teoriadell’Omogeneizzazione. Vengono quindi studiati sia i principali modelli dinamici per lapredizione e l’analisi dei processi di crescita, rimodellamento e morfogenesi nellestrutture biologiche attivati da stimoli meccanici, sia gli aspetti relativi al comportamentotissutale a grandi deformazioni e l’analisi dei traumi. Infine, nell’ambito dei meccanismi dimeccano- trasduzione, si richiamano i principali approcci per la modellazione meccanicadella cellula.

Contenuti: Elasticita non lineare; materiali viscoelastici; modello di Biot e modelli avanzati di poro-elasticita. Teoria dell’Omogeneizzazione: definizione del RVE; teorema di Gaussgeneralizzato 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, geometriaed algebra lineare e naturalmente propedeutico al corso. Inoltre, e richiesta allo studentela conoscenza degli elementi fondamentali di meccanica e di analisi delle strutture comeprevisto 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

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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 degliimpianti tecnologici impiegati nelle strutture sanitarie, evidenziando le prescrizioninormative ed i criteri per la gestione in condizioni di sicurezza

Contenuti: Comfort termoigrometrico e qualita dell’aria. Impianti di riscaldamento e di produzione diACS. 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

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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 diagnosie 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 dirivelazione delle radiazioni: camera a ionizzazione, contatori a scintillazione e rivelatori asemiconduttore. 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 tomografiacomputerizzata a emissione di fotoni singoli (SPECT) e la tomografia a emissione dipositroni (PET). Tecniche radiologiche nella terapia medica, con particolare riguardo agliacceleratori di particelle per radioterapia. Le radiazioni non ionizzanti in campo medico: ladiagnostica con gli ultrasuoni; la risonanza magnetica nucleare. Radioterapia. Modelliradiobiologici. 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 delleradiazioni nucleari”, C.N.E.N. G. Cittadini: •gDiagnostica per immagini e Radioterapia,Casa Editrice Universitaria 3

Modalità di esame: prova orale

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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 modellidinamici di processi biologici attraverso esempi rappresentativi nell’ambito della biologiamolecolare.

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 dellaprogrammazione dinamica. Introduzione all’analisi di sistemi non lineari con esempi trattidalla biologia molecolare. Definizione dei punti di equilibrio, di ciclo limite e del bacino diattrazione. Stabilita’ secondo Lyapunov. Il teorema di Lyapunov. Stabilita’ strutturale edanalisi 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: MathematicalModeling 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 daeventuale accertamento orale.

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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 trovanosoluzione attraverso l’utilizzo delle competenze e metodologie tipiche dell'ingegneriachimica. Particolare enfasi e data all’utilizzo applicativo dei fenomeni di trasporto di quantita dimoto e di materia. Questo approccio e utilizzato per analizzare e descrivere processi etrasformazioni tipici dei processi biotecnologici e dell’industria farmaceutica, farmaci arilascio controllato e cosmetici, la progettazione ed esercizio di biodispositivi edapparecchiature biomedicali, lo studio, anche con fini diagnostici, della reologia dei fluidibiologici, 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. Reologiadi 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 dimicroincapsulamento 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 neitrattamenti cosmetici e famacologici con applicazioni topiche. Diffusione fichiana emotilita cellulare. Chemiotassi. Dinamica di crescita di tessuti. Ferite e riparazionetissutale. 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.

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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 progettazionedi sistemi artificiali in relazione al recupero funzionale del tessuto o organo fisiopatologicoda sostituire, integrare o riabilitare. Il corso fornisce inoltre tecniche di progettazioneintegrata 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 deitessuti. Criteri di progettazione di materiali sintetici in relazione alle tecnologie di processoe alle funzioni in vivo. Interazione fra sistema artificiale impiantato e tessuti naturali.Criteri di qualificazione e quantificazione del recupero. Protesi articolari. Materiali per lacementazione di protesi. Sostituti ossei. Tendini e legamenti artificiali. Sistemi di supportoin ortopedia e neurochirurgia. Impianti di fusione vertebrale. Ricostruzioni dentali. Impiantidentali ad osteointegrazione. Sistemi di supporto alla riabilitazione odontostomatognatica.Ricostruzioni maxillo-facciali. Protesi valvolari e vascolari, sistemi di supporto allacircolazione, cuore artificiale. Definizione dei requisiti chimico-fisici, meccanici e biologici per la sostituzione di tessuti oparti di organi. Tecniche di progettazione integrata materiale-processo per larealizzazione di protesi di tessuti duri. Tecnologie e metodologie di progettazione diintegrata per la realizzazione di biomateriali per la sostituzione di tessuti molli. Tecniche emetodologie 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

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Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica - Schede degli insegnamenti

Schede insegnamenti dallaTABELLA Cnon 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

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