CODICE 80557 ANNO ACCADEMICO 2017/2018 CFU 12 cfu anno 1 BIOINGEGNERIA 8725 (LM-21) - SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE ING-INF/06 LINGUA Italiano SEDE PERIODO Annuale MATERIALE DIDATTICO AULAWEB OBIETTIVI E CONTENUTI OBIETTIVI FORMATIVI Corso teorico/pratico : fondamenti dei moderni sistemi per misure biomediche, conoscenze necessarie per comprendere il funzionamento della Strumentazione Biomedicale di tipo diagnostico, strumenti di acquisizione; analisi e gestione delle bioimmagini OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO Il corso intende esaminare alcune tipologie di strumentazione per l’acquisizione di segnali biomedici con particolare riferimento alla strumentazione diagnostica per bioimmagini, e al trattamento ed elaborazione dei dati acquisiti. 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. MODALITA' DIDATTICHE Lezioni ed esercizi in aula. PROGRAMMA/CONTENUTO Lo sviluppo della strumentazione biomedica: Cenni storici, l’età della strumentazione biomedica, classificazione della strumentazione biomedica. I concetti base della strumentazione biomedica: Il concetto di sistema di misura, l’architettura dei sistemi per misure mediche, descrizione funzionale del sistema, metodi per ridurre l’influenza degli ingressi spuri, l’errore di interconnessione Trattamento delle immagini numeriche: Introduzione storica alle bioimmagini, Classificazione delle bioimmagini, Concetto di immagine e cenni ai processi percettivi, Caratterizzazione dei sistemi di immagini, Operazioni sulle immagini (operazioni puntuali, operazioni locali, etc), Esaltazione del contrasto Elaborazione di immagini biomediche: Elaborazione, Coregistrazione, Segmentazione, Riconoscimento di regioni, Visualizzazione, Ricostruzione 3D, Uso del colore Case Study: Esempi applicativi, Sviluppo di algoritmi Sistemi di supporto alle immagini biomediche: Formati immagine e compressione, DICOM, PACS Microscopia: Origini della microscopia, principi di ottica, microscopia ottica, metodi di illuminazione in microscopia. Ingegneria dei tessuti: L’approccio tradizionale dell’ingegneria dei tessuti, funzioni dei bioreattori nell’ingegneria dei tessuti, tipologie di bioreattori 3D per l’ingegneria dei tessuti, sistemi di bioreattori 2D per l’ingegneria dei tessuti, nuovi prototipi di sistemi di bioreattori, alcuni prodotti commerciali di bioreattori. Sensori per misure biomediche: Sensori attivi, sensori passivi, sensori resistivi, sensori induttivi e capacitivi, sensori piezoelettrici, sensori ottici, sensori elettrochimici, elettrodi per potenziali biologici. Raggi X: Proprietà dei raggi X. Interazione con la materia, attenuazione. Effetti biologici delle radiazioni ionizzanti Radiografia - Tomografia assiale computerizzata: Il tubo radiogeno: anodo, catodo. Strumentazione per radiografia. Lastra radiografica, schermi di rinforzo, intensificatori di brillanza, Evoluzione degli apparecchi TAC. Detettori solidi e detettori gassosi. Schema generale di un sistema TC. Il gantry. TAC elicolidale Risonanza magnetica nucleare: Il principio delle risonanza magnetica. Moto di precessione e frequenza di Larmor. Segnale di FID e di echo, eccitazione a RF, sequenze di impulsi. I gradienti e l'informazione spaziale. Struttura di un tomografo per RM, decodifica spaziale e spazio K. I mezzi di contrasto in RM. Sicurezza del paziente. Immagini funzionali con risonanza magnetica I sistemi a ultrasuoni per la diagnosi clinica EEG Laboratorio + esercitazioni: Applicazioni pratiche TESTI/BIBLIOGRAFIA J.G. Webster. Medical Instrumentation - Application and Design 4th Edition. Wiley. Rafael C. Gonzales, Richard E. Woods - Elaborazione delle immagini digitali (terza edizione) Dispense AulaWeb DOCENTI E COMMISSIONI MARCO MASSIMO FATO Ricevimento: Su appuntamento: Tel. 0103532220 oppure marco.fato@unige.it Commissione d'esame MARCO MASSIMO FATO (Presidente) MAURO GIACOMINI VITTORIO SANGUINETI LEZIONI Orari delle lezioni BIOMEDICAL INSTRUMENTATION AND BIOIMAGING ESAMI MODALITA' D'ESAME Scritto + Orale + Esercitazioni MODALITA' DI ACCERTAMENTO L'accertamento delle conoscenze e della capacità di comprensione avviene tramite esami scritti e orali, che possono comprendere test a risposte chiuse, esercizi di tipo algebrico o numerico, quesiti relativi agli aspetti teorici. Calendario appelli Data appello Orario Luogo Tipologia Note 09/01/2018 09:00 GENOVA Compitino 09/01/2018 09:00 GENOVA Scritto + Orale 10/01/2018 09:00 GENOVA Scritto 25/01/2018 09:00 GENOVA Scritto 07/02/2018 09:00 GENOVA Scritto 15/06/2018 09:00 GENOVA Scritto 12/07/2018 09:00 GENOVA Scritto 11/09/2018 09:00 GENOVA Scritto 09/01/2019 09:00 GENOVA Compitino 09/01/2019 09:00 GENOVA Scritto + Orale 24/01/2019 09:00 GENOVA Scritto 06/02/2019 09:00 GENOVA Scritto