L’obiettivo del corso è quello di introdurre lo studente alle problematiche relative all’utilizzo di sensori per l’acquisizione e la misura di specifici segnali biomedici e al funzionamento di strumentazione elettronica dedicata all’ambito biomedico, ponendo particolare attenzione alle applicazioni health e fitness/wellness. Il corso mira in particolare a descrivere le principali tipologie di segnali biomedici analizzabili con le corrispondenti caratteristiche, i sensori “classici” e “smart” con indicazione dei principi di funzionamento, le problematiche di progettazione e di caratterizzazione della strumentazione, lo stato dell'arte e le prospettive di sviluppi futuri. Specifico interesse verrà rivolto all’acquisizione di segnali biopotenziali (EMG, ECG, EEG) e del movimento umano. Ulteriore attenzione verrà data alle problematiche di interazione tra apparecchiatura elettromedicale e corpo umano e di sicurezza. Al termine del corso lo studente potrà pertanto riportare buona conoscenza delle possibili metodologie di misura più attuali associate alle più recenti applicazioni biomediche orientate agli ambiti della salute e del benessere.
Il corso andrà a toccare diversi argomenti legati a:
• definizione di segnali biomedici notevoli (EMG, EEG, ECG, PCG, frequenza cardiaca, pressione arteriosa, frequenza del respiro, movimento, pH, temperatura, SpO2, sudorazione, movimento umano, etc.);
• introduzione a sensori e strumentazione elettronica per l’acquisizione dei segnali biomedici notevoli;
• definizione del processo di progettazione e realizzazione di apparecchiature e sistemi elettromedicali, riferimento alla normativa e agli standard ed agli aspetti di sicurezza.
Le informazioni relative a questi argomenti verranno integrate a livello pratico durante le esercitazioni/laboratori.
Il corso andrà a toccare i seguenti argomenti:
• Definizione, genesi, classificazione ed indicazione dei parametri specifici relativi a segnali biomedici notevoli (EMG, EEG, ECG, PCG, frequenza cardiaca, pressione arteriosa, frequenza del respiro, movimento, pH, temperatura, SpO2, sudorazione, etc.), loro interesse clinico/non-clinico ed utilizzo nell’interfacciamento uomo-macchina (es. gaming, controlli aptici, etc.).
• Definizione e classificazione di sensori e strumentazione elettronica per l’acquisizione dei segnali biomedici notevoli, indicazione delle problematiche generali relative alla progettazione (scelta dei sensori, elettronica di condizionamento) e alla caratterizzazione.
• Sensori e strumentazione per applicazioni cliniche, le apparecchiature elettromedicali e loro stato dell’arte, con particolare interesse rivolto ai sistemi integrati multiparametrici e ai sistemi EEG ed EMG per la diagnositca clinica.
• Sensori “smart” per applicazioni mobile health e wellness/fitness, wireless body area networks e loro stato dell’arte, con particolare interesse rivolto all’utilizzo dei sensori per l'analisi del movimento.
• Il processo di progettazione e realizzazione di apparecchiature e sistemi elettromedicali, riferimento alla normativa e agli standard ed agli aspetti di sicurezza.
Le lezioni frontali vogliono coprire dal punto di vista teorico tutti gli argomenti che vengono trattati poi a livello pratico durante le esercitazioni/laboratori.
Testi consigliati durante il corso in aggiunta a dispense e materiale utilizzato in aula saranno resi disponibili dal docente.
Il corso si svolgerà prevalentemente in aula, mediante lezioni frontali. Gli argomenti indicati in programma saranno presentati prima in forma teorica e verranno poi sottolineati gli aspetti pratici tramite esercitazioni/laboratori. In base alla numerosità degli studenti iscritti, al termine del corso potranno essere svolti progetti di gruppo relativamente ad alcuni degli argomenti trattati.
• Lezioni: 30 ore
• Esercitazioni/Laboratori: 30 ore
La suddivisione del numero di ore potrà subire variazioni non significative in base alle necessità riscontrate durante lo svolgimento del corso.
L'esame consiste generalmente in una prova scritta, che incorporerà domande teoriche relative agli argomenti trattati nel corso e la discussione di elaborati relativi alle esercitazioni/laboratori e dell’eventuale progetto svolto.
Le lezioni frontali potranno essere integrate con seminari specifici inerenti specifiche applicazioni dei sistemi discussi in aula.