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Insegnamento
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Ore Lezione
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Ore Eserc.
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Ore Lab
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Ore Studio
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Attività
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Lingua
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20810247 -
BIOMATERIALS
(obiettivi)
Il corso intende fornire agli studenti gli strumenti necessari ed affrontare lo studio dei processi chimici elementari e dei materiali maggiormente impiegati nella costruzione di dispositivi biomedicali, sia dal punto di vista teorico che applicativo.
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ORSINI MONICA
( programma)
1. Introduzione: cenni storici e definizioni
2. Proprietà dei materiali (cenni): sollecitazioni meccaniche semplici,
deformazione elastica, strizione, contrazione trasversale, rottura statica,
sollecitazione dinamica, viscoelasticità, durezza.
3. Cenni di chimica organica: principali gruppi funzionali, forze di coesione,
stereochimica.
4. Polimeri sintetici
a. Classificazione: polimeri di condensazione, (poliammidi, poliesteri,
poliuretani)
b. Parametri fondamentali: grado di polimerizzazione, peso molecolare,
grado di polidispersità, gradi di reticolazione
c. Polimeri di addizione: fasi del processo, monomeri; PVC, metacrilati,
idrogeli, poliacrilonitrile, polistirene, gomma naturale e sintetica;
polimeri di coordinazione (catalizzatori di Ziegler-Natta); poliolefine
d. Poliacetali, polisulfoni, policarbonati
e. Stato fisico dei polimeri: struttura delle catene, effetto della temperatura
f. Fibre
g. Elastomeri
5. Polimeri biodegradabili
6. Reazioni dell’organismo all’impianto: biocompatibilità, processo di
guarigione di una lesione tissutale, risposta dei tessuti ad un impianto,
risposta del sangue.
7. Materiali ceramici: allumina, materiali odontoiatrici, idrossiapatite,
carbonio pirolitico
Protesi d’anca e cementi ossei
8. Materiali metallici: acciai, leghe Co/Cr, leghe Ti, metalli e leghe dentali,
corrosione
9. protesi d'anca
10. Protesi valvolari
11. Protesi vascolari
12. Protesi oftalmiche
13. Modificazioni superficiali dei bio materiali
14. FT-IR spettroscopia
15. Microscopia elettronica: SEM e TEM
16. XPS
17. Ingegneria tissutale
( testi)
"Biomaterials An introducion”
Joon Park and R.S. Lakes Third Edition (Springer)
“Biomaterials”
Véronique Migonney (Wiley)
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CHIM/07
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Attività formative affini ed integrative
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20810246 -
BIOPHYSICS AND HUMAN PHYSIOLOGY
(obiettivi)
Permettere allo studente di conoscere gli elementi essenziali relativi alla struttura ed alla funzione delle cellule, dei tessuti e dei principali organi e sistemi corporei.
Permettere di acquisire i fondamenti di Biochimica.
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ACCONCIA FILIPPO
( programma)
Biofisica delle cellule e delle molecole. Amino acidi, struttura delle proteine, emoglobina, mioglobina, enzimi, meccanismi catalitici, meccanismi di attivazione degli enzimi, meccanismi di inibizione degli enzimi, glucidi, glicolisi, ciclo di Krebs, fosforilazione ossidativa, biosintesi del lattato, fermentazione alcolica, lipidi, beta-ossidazione, catabolismo delle proteine e degli amino acidi, ciclo dell’urea. La compartimentazione cellulare, l’energia degli organismi viventi. Organizzazione tissutale. Struttura dinamica delle membrane biologiche, funzioni e dinamiche delle membrane cellulari. Giunzioni, canali e recettori. Permeabilità diffusione osmosi e tonicità. Sistemi di trasporto della membrana plasmatica: diffusione facilitata, trasporto attivo primario e secondario. Endocitosi ed esocitosi. Trasporto ionico.
Biofisica dei sistemi di mantenimento dell’omeostasi: Sistema nervoso centrale ed autonomo. Proprietà elettriche della membrana plasmatica, genesi del potenziale di membrana, eccitabilità, potenziale di membrana a riposo, potenziale elettrotonico e potenziale d’azione. Propagazione e trasmissione dei segnali elettrici. Sinapsi. Plasticità neuronale. Archi riflessi autonomi e somatici. Fisiologia sensoriale. Ormoni. Comunicazione cellulare, proprietà generali del sistema endocrino, struttura chimica e rilascio degli ormoni e loro relativa trasduzione del segnale. Apparato Cardiovascolare, Sistema Respiratorio, Apparato Renale, Apparato Digerente. Funzioni integrate di regolazione dei processi fisiologici (ad es., regolazione della pressione arteriosa, regolazione della glicemia).
( testi)
Libro di testo principale: D.U. SILVERTHORN Fisiologia Umana 2010 Pearson Education inc
Testi utili per l’approfondimento (disponibili nella biblioteca dell’area scientifica) HILL R, WYSE G, ANDERSON M FISIOLOGIA ANIMALE 2006 ZANICHELLI; RANDALL D. ET AL., FISIOLOGIA ANIMALE ZANICHELLI; CASELLA C. E TAGLIETTI V. PRINCIPI DI FISIOLOGIA ED. LA GOLIARDICA PAVESE; BERNE R.M. E LEVY M.N. PRINCIPI DI FISIOLOGIA CASA EDITRICE AMBROSIANA.
il docente riceve previo appuntamento da concordare via mail
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BIO/09
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Attività formative affini ed integrative
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20810022 -
FUNDAMENTALS OF BIOMEDICAL ENGINEERING
(obiettivi)
Consentire allo studente di acquisire le competenze di base per lo studio di sistemi biologici attraverso l’approccio bioingegneristico (sistema biologico-modello-misura) e alla sua applicazione in ambiti di interesse specifico, quali la diagnosi, la clinica, la riabilitazione, l’ergonomia e la medicina sportiva. Sviluppare competenze necessarie alla conoscenza della strumentazione di un laboratorio sperimentale con particolare riferimento all'analisi del movimento umano.Tale conoscenza verrà stimolata mediante familiarizzazione con l'hardware ed il software necessari al progetto di protocolli di misura che prevedono la definizione della catena di acquisizione dei dati, la scelta della popolazione da esaminare, l'analisi dei dati registrati.
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20810022-1 -
FUNDAMENTALS OF BIOMEDICAL ENGINEERING (MODULE 1)
(obiettivi)
Consentire allo studente di acquisire le competenze di base per lo studio di sistemi biologici attraverso l’approccio bioingegneristico (sistema biologico-modello-misura) e alla sua applicazione in ambiti di interesse specifico, quali la diagnosi, la clinica, la riabilitazione, l’ergonomia e la medicina sportiva. Sviluppare competenze necessarie alla conoscenza della strumentazione di un laboratorio sperimentale con particolare riferimento all'analisi del movimento umano. Tale conoscenza verrà stimolata mediante familiarizzazione con l'hardware ed il software necessari al progetto di protocolli di misura che prevedono la definizione della catena di acquisizione dei dati, la scelta della popolazione da esaminare, l'analisi dei dati registrati.
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CONFORTO SILVIA
( programma)
Introduzione al corso. Segnali biomedici: Elettroencefalografia (EEG), Elettromiografia (EMG), Elettrocardiografia (ECG). Elementi di base di elaborazione dei segnali: rappresentazione nel dominio della frequenza, filtraggio, rimozione di rumore ed artefatti. Stima spettrale: approcci di tipo parametrico e non-parametrico. Analisi tempo-frequenza: Short Time Fourier Transform e lo Spettrogramma, Wavelet e lo Scalogramma. Esercitazioni in Matlab.
( testi)
L. Sornmo, P. Laguna. Bioelectrical signal processing in cardiac and neurological applications. Elsevier Academic Press. 2005.
Materiale on-line (appunti, esercizi, soluzioni. Download da Moodle).
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ING-INF/06
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Attività formative caratterizzanti
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20810022-2 -
FUNDAMENTALS OF BIOMEDICAL ENGINEERING (MODULE 2)
(obiettivi)
Consentire allo studente di acquisire le competenze di base per lo studio di sistemi biologici attraverso l’approccio bioingegneristico (sistema biologico-modello-misura) e alla sua applicazione in ambiti di interesse specifico, quali la diagnosi, la clinica, la riabilitazione, l’ergonomia e la medicina sportiva. Sviluppare competenze necessarie alla conoscenza della strumentazione di un laboratorio sperimentale con particolare riferimento all'analisi del movimento umano. Tale conoscenza verrà stimolata mediante familiarizzazione con l'hardware ed il software necessari al progetto di protocolli di misura che prevedono la definizione della catena di acquisizione dei dati, la scelta della popolazione da esaminare, l'analisi dei dati registrati.
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BIBBO DANIELE
( programma)
Il corso si propone di sensibilizzare gli studenti alle attività tipiche di un laboratorio di sperimentale all’interno del quale vengono messe in pratica le metodologie tipiche dell’Ingegneria Biomedica. Durante le ore di didattica frontale verranno illustrati gli argomenti necessari alla comprensione delle attività necessarie per l’acquisizione e la gestione di segnali biomedici, attraverso strumenti sperimentali tipici dell’Ingegneria con specifica attenzione allo svolgimento di attività pratiche di laboratorio e particolare riferimento ai seguenti argomenti:
• La strumentazione elettronica di un laboratorio sperimentale di Ingegneria Biomedica.
• Sistemi e sensori per l’acquisizione e la misura di dati e segnali biomedici: sensori per l’analisi del movimento e per segnali elettrofisiologici, condizionamento dei segnali e sistemi di acquisizione.
• I protocolli sperimentali per l’acquisizione dei dati: dal sensore alla digitalizzazione e immagazzinamento su calcolatore.
• L’organizzazione e l’allestimento di una catena di misura e di setup sperimentali per l’acquisizione di dati e segnali biomedici.
• La strumentazione virtuale per la gestione delle acquisizioni di dati sperimentali: cenni di programmazione in Labview.
• Sistemi embedded per applicazioni biomedica: elementi di progettazione di dispositivi biomedicali indossabili.
• Esperienze di Laboratorio su dispositivi tipici del laboratorio di Ingegneria Biomedica.
( testi)
• BRONZINO - BIOMEDICAL ENGINEERING HANDBOOK, TAYLOR AND FRANCIS GROUP
• Dispense fornite dal docente sulla piattaforma web moodle3
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ING-INF/06
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Attività formative caratterizzanti
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20810011 -
SIGNAL PROCESSING FOR BIOMEDICAL ENGINEERING
(obiettivi)
Acquisire conoscenze specifiche sulle metodologie deterministiche e statistiche che consentono di analizzare segnali discreti di tipo biomedicale. Saper collegare i diversi blocchi funzionali nell'ambito di un sistema complesso di analisi ed elaborazione. Fornire una panoramica su alcuni sistemi tipici di elaborazione e trasmissione di segnali per ingegneria biomedica, descrivendo sommariamente concetti operativi fondamentali.
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GIUNTA GAETANO
( programma)
Segnali e sistemi discreti. Operazioni lineari e non lineari tra sequenze. Cambiamento di scala dei segnali discreti (interpolazione e decimazione digitali). Trasformate numeriche. Filtraggio. Analisi dei sistemi lineari. Filtri ottimi. Stimatori numerici e loro prestazioni. Predizione. Stimatori spettrali. Applicazioni di telemedicina. Digitalizzazione di servizi sanitari.
Esercitazioni numeriche di laboratorio con la piattaforma MatLab.
Maggiori dettagli sul sito: https://sp4te.uniroma3.it/signal
( testi)
G. Giunta, Slides of Signal Processing for Biomedical Engineering, edition 2015.
TAMAL BOSE, FRANCOIS MEYER, "DIGITAL SIGNAL AND IMAGE PROCESSING", DECEMBER 2003, WILEY PUBL.
A.V. OPPENHEIM, R.W. SHAFER, J.R. BUCK, "DISCRETE-TIME SIGNAL PROCESSING", PRENTICE-HALL, UPPER SADDLE RIVER, NJ (USA), 1999.
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ING-INF/03
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Attività formative affini ed integrative
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Università Roma Tre
