Ingegneria Biomedica

MANUELA GAROFALO
MANUELA GAROFALO
MICHELA FRANZO'
MICHELA FRANZO'

Il corso ha come obiettivi la conoscenza della fisiopatologia degli organi in particolare, le sindromi che comportano la perdita della funzione dell’organo malato e la possibile sostituzione con device.

Altri obiettivi sono l’analisi delle reazioni ai materiali non biologici, il possibile impiego della stampa 3D a supporto della medicina e l’utilizzo dell’intelligenza artificiale

Conoscenza delle patologie che richiedono l'uso di dispositivi di supporto ingegneristico in ambito ospedaliero ed ambulatoriale. Apprendimento delle loro indicazioni cliniche, funzionamento, complicanze e limiti.

Nozioni di anatomia e fisiologia umana normale, biochimica e fisica.
Conoscenze di informatica (capacità di comprendere un codice), di elaborazione dei segnali (frequenza di campionamento, frequenza di Nyquist) e di segnali biomedici (ECG e PPG).

1. Anatomia e fisiologia dell’apparato urinario
2. Patologie renali e insufficienza renale acuta e cronica
3. Terapia conservativa e sostitutiva della patologia renale
4. Tecniche dialitiche e possibili incidenti d’applicazione
5. Tecniche di conservazione degli organi: cold storage e perfusion machine
6. Anatomia e fisiologia del fegato
7. Patologie epatiche ed insufficienza epatica acuta e cronica
8. Terapia conservativa e device di supporto
9. MARS (Molecular Adsorbent Recirculating System)
10. Trapianto di fegato
11. Trattamento della sepsi con device
12. Anatomia e fisiologia del pancreas
13. Diabete mellito
14. Dispositivi di controllo e trattamento del diabete
15. Trapianto di pancreas
16. Anatomia e fisiologia dell’apparato respiratorio
17. Insufficienza respiratoria
18. Device per il trattamento dell’insufficienza respiratoria
19. Trapianto di polmone
20. Applicazione delle tecnologie indossabili in vari ambiti del settore medico. Approfondimento sulla tecnologia della Realtà Estesa, sulle sue potenzialità e sui suoi limiti. Realizzazione di una esperienza in Realtà Mista su piattaforma Unity Engine (linguaggio C#) per visore olografico in gradi di rappresentazione in tempo reale i dati acquisiti da un bracciale sensorizzato per il monitoraggio dei parametri vitali.
o Stato dell’arte dell’utilizzo di tecnologie indossabili e di realtà estesa in sanità
o Funzionamento del braccialetto sensorizzato MAXREFDES104 per l’acquisizione dei segnali vitali (ECG, PPG e temperatura) e acquisizione in aula dei dati di un soggetto da utilizzare per la realizzazione del progetto
o Introduzione all’utilizzo della piattaforma Unity (steps per l’installazione del software e dei driver necessari per la realtà mista, inizio di un progetto, funzionalità basilari per la realizzazione del progetto) e alle proprietà dei modelli 3D (mesh e texture). Esercitazione in aula.
o Introduzione al linguaggio C# (piattaforma Visual Studio, proprietà del linguaggio), esempi di semplici codici in C# e sviluppo in aula del codice necessario al progetto (codice per la lettura e rappresentazione grafica dei segnali vitali acquisiti). Esercitazione in aula.
o Realizzazione del progetto Unity finale in aula, costituita da una scena in realtà mista che grafica ad una frequenza adeguata i segnali vitali precedentemente acquisiti dal braccialetto sensorizzato in una visualizzazione olografica (determinare la frequenza di rappresentazione dei dati in funzione di quella di campionamento e della capacità computazionale del computer, determinare la necessità di eventuali elaborazioni del dato prima della rappresentazione)
o Discussione sui limiti e potenzialità della tecnologia presentata e del progetto realizzato relativamente alla sua applicazione in un contesto clinico.

- Fisiologia medica. Guyton e Hall. Edizioni Edra 2021.
- Handbook of Dialysis. Daurgirdas M.D, Blake P. Fifth Edition. Lippincott Williams & Wilkins 2014.
- Hepatology: A clinical textbook. Mauss - Berg - Rockstroh - Sarrazin – Wedemeyer. Flying Publisher 2008.
- Trapianti di organi e tessuti. Venuta F. Rossi M. Editore SEU 2009.
- Kidney transplantation: Principles and practice. Peter Morris, Stuart J. Knechtle
- Elsevier Health Sciences, 30 giu 2008.
Materiale didattico fornito dal docente, diapositive, riferimenti bibliografici per articoli: riassunto degli steps per la realizzazione del progetto Unity (installazione software, codice C# e realizzazione scena olografica su Unity). Scheda tecnica del braccialetto sensorizzato. References citate. Link utili ai manuali online e guide per l’utilizzo dei software

Lezioni frontali ed esercitazioni in gruppi

La frequenza è fortemente consigliata

Colloquio orale e presentazione del progetto

Tecniche dialitiche
Parametri perfusion machine
Indicazioni al MARS

• Anatomia e fisiologia dell’apparato urinario.Patologie renali e insufficienza renale acuta e
  cronica
  • Testi di riferimento: Fisiologia
    
    medica. Guyton e Hall. Edizioni Edra 2021.      


• Tecniche dialitiche e possibili incidenti
  d’applicazione.


• Terapia conservativa e sostitutiva della patologia renale


• Tecniche di conservazione degli organi: cold storage e
  perfusion machine 
  • Testi di riferimento: Trapianti di organi e tessuti. Venuta F. Rossi M. Editore SEU 2009.


• Anatomia e fisiologia del fegato. Patologie epatiche ed insufficienza epatica acuta e cronica
  • Testi di riferimento: Fisiologia medica. Guyton e Hall. Edizioni Edra 2021. 


• Terapia conservativa e device di supporto. MARS


• Trapianto di fegato
  • Testi di riferimento: Trapianti di
    
    organi e tessuti. Venuta F. Rossi M. Editore SEU 2009.


• Infezione e sepsi (cenni di immunologia).Trattamento della sepsi con device 
  • Testi di riferimento: Fisiologia medica. Guyton e Hall. Edizioni Edra 2021. 


• Anatomia e fisiologia del pancreas. Diabete mellito
  • Testi di riferimento: Fisiologia medica. Guyton e Hall. Edizioni Edra 2021. 


• Dispositivi di controllo e trattamento del diabete. Trapianto di pancreas
  • Testi di riferimento: Trapianti di
    
    organi e tessuti. Venuta F. Rossi M. Editore SEU 2009.


• Anatomia e fisiologia dell’apparato respiratorio.Insufficienza respiratoria
  • Testi di riferimento: Fisiologia medica. Guyton e Hall. Edizioni Edra 2021. 


• Device per il trattamento dell’insufficienza
  respiratoria.Trapianto di polmone
  • Testi di riferimento: Trapianti di organi e tessuti. Venuta F. Rossi M. Editore SEU 2009.


• Stato dell’arte dell’utilizzo di tecnologie indossabili e di realtà estesa in sanità.


• Funzionamento del braccialetto sensorizzato MAXREFDES104 per l’acquisizione dei segnali vitali (ECG, PPG e temperatura) e acquisizione in aula dei dati di un soggetto da utilizzare per la realizzazione del progetto.


• Introduzione all’utilizzo della piattaforma Unity (steps per l’installazione del software e dei driver necessari per la realtà mista, inizio di un progetto, funzionalità basilari per la realizzazione del progetto) e alle proprietà dei modelli 3D (mesh e texture). Esercitazione in aula.
  • Testi di riferimento: Materiale didattico fornito dal docente: Riassunto degli steps per la realizzazione del progetto Unity (installazione software, codice C# e realizzazione scena olografica su Unity). Scheda tecnica del braccialetto sensorizzato. References citate. Link utili ai manuali online e guide per l’utilizzo dei software


• Realizzazione del progetto Unity finale in aula, costituita da una scena in realtà mista che grafica ad una frequenza adeguata i segnali vitali precedentemente acquisiti dal braccialetto sensorizzato in una visualizzazione olografica (determinare la frequenza di rappresentazione dei dati in funzione di quella di campionamento e della capacità computazionale del computer, determinare la necessità di eventuali elaborazioni del dato prima della rappresentazione)
  • Testi di riferimento: Materiale didattico fornito dal docente: Riassunto degli steps per la realizzazione del progetto Unity (installazione software, codice C# e realizzazione scena olografica su Unity). Scheda tecnica del braccialetto sensorizzato. References citate. Link utili ai manuali online e guide per l’utilizzo dei software


• Introduzione al linguaggio C# (piattaforma Visual Studio, proprietà del linguaggio), esempi di semplici codici in C# e sviluppo in aula del codice necessario al progetto (codice per la lettura e rappresentazione grafica dei segnali vitali acquisiti). Esercitazione in aula.
  • Testi di riferimento: Materiale didattico fornito dal docente: Riassunto degli steps per la realizzazione del progetto Unity (installazione software, codice C# e realizzazione scena olografica su Unity). Scheda tecnica del braccialetto sensorizzato. References citate. Link utili ai manuali online e guide per l’utilizzo dei software


• Discussione sui limiti e potenzialità della tecnologia presentata e del progetto realizzato relativamente alla sua applicazione in un contesto clinico