Catalogo dei Corsi di studio

Fornire un’introduzione e una panoramica sull’uso delle tecnologie robotiche nell’ambito medico, con particolare riferimento alla chirurgia assistita.
Risultati di apprendimento attesi: Conoscenza delle principali applicazioni esistenti nell'area della robotica medica e delle metodologie robotiche utilizzate in ambito medico.
Lo studente sarà in grado di:
• leggere criticamente articoli che descrivano le principali tecnologie coinvolte nella robotica medica;
• discutere dettagliatamente lo stato dell'arte delle applicazioni robotiche in medicina;
• stimare i potenziali benefici derivanti dall'introduzione di tecniche robotiche in una procedura medica;
• argomentare sullo sviluppo di una particolare tecnologia non ancora esistente o non ancora sperimentata;
• comunicare e collaborare con persone di diversa formazione tecnica;
• valutare i vincoli clinici, sociali ed economici nella implementazione di una tecnologia robotica in un settore medico.

Programma

Il corso prevede una parte iniziale in cui sono illustrati i principi di base dei circuiti elettronici, a bassa e alta frequenza, dell’interazione campo elettromagnetico-tessuto che sono alla base delle applicazioni elettromedicali. Vengono inoltre introdotti i concetti fondamentali relativi ai circuiti a microonde e i principi di base delle antenne usate in applicazioni mediche e le tecniche per il loro progetto (40 h).
Quindi vengono studiate diverse tecniche e apparati diagnostici basati sull’acquisizione di segnali e sulla ricostruzione di immagini quali (60 h):
- radiografia digitale;
- tomografia raggi X (CT);
- risonanza magnetica nucleare – per la parte a radiofrequenza (RMN)
- tomografia ad emissione a singolo fotone (SPECT);
- tomografia ad emissione di protoni (PET);
- termografia;
- tecniche di immagine a microonde;
- tecniche per il monitoraggio a distanza di parametri vitali (radar Doppler e UWB)
- tecnologia RFID;
- strumentazione per analisi cliniche.
Infine, vengono studiate alcune tecniche terapeutiche (16 h):
- ipertermia e diatermia a microonde;
- ablazione a radiofrequenza e microonde;
- terapia fotodinamica.
Il corso è completato con la presentazione degli aspetti di Health Technology Assessment (HTA) sia in ambito ospedaliero che in ambito di ricerca e sviluppo (4 h).

Il corso prevede diversi seminari e visite presso laboratori ed ospedali al fine di mostrare la strumentazione in uso e parlare con gli operatori, e la presentazione di software per l’analisi della strumentazione come CST MW Studio, CT SIM, COMSOL, FEMLAB, etc.

NB. L’indicazione delle ore è puramente indicativa, potendo le lezioni variare di anno in anno a seconda delle interazioni con gli studenti frequentanti e sviluppi tecnologici

Testi adottati

Dispense e lucidi del corso forniti dai docenti. Il materiale è disponibile sul sito e-learning del corso. Ogni anno accademico viene formato apposito gruppo (nome e password fornite i primi giorni di lezione) a cui si chiede l’iscrizione degli studenti per agevolare le comunicazioni

Bibliografia di riferimento

Medical Instrumentation:Application and Design, J.G. Webster, Ed. Wiley and Sons Imaging System for Medical Diagnostics, E. Krestel, Siemens Publications Laser-Tissue Interactions: Fundamentals and Applications, M.H. Niemz, Springer Ed. http://www.cis.rit.edu/htbooks/mri L. Occhialini, Risonanza magnetica nucleare C Westbrook, C. Kautt, MRI in practice L.Landini, V. Positano, M. Santarelli, Advanced image processing in MRI J. G. Webster, Electrical Impedance Tomography, ed. by J. G. Webster, Adam Hilser, Bristol and New York, 1990. N. G. Genqer, M. Uzuoglu, Y, Z. Ider, Sensitivity Matrix Analysis of the Back-Projection Algorithmin Electrical Impedance Tomography, IEEE, 1992, pp. 1682-1683 F. Santosa, M. Vogelius, A backprojection algorithm for Electrical Impedance Tomography, SIAM Journal on Applied Mathematics, Vol. 50, No. 1, pp. 216-243, Feb. 1990. D. C. Barber, A. D. Seagar, Quantification in impedance imaging, Clin. Phys. Physiol. Meas., Vol. 11, pp. 45-56, 1990. W. R. Breckon, M. K. Pidcock, Mathematical aspects of impedance imaging, Clin. Phys. Physiol. Meas., Vol. 8, Suppl. A, pp. 77-84, 1987. T. J. Yorkey, J. G. Webster, W. J. Tompkins, Comparing reconstruction algorithms for Electrical Impedance Tomography, IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 34, no. 11, Nov. 1987.

Prerequisiti

Conoscenze di base dei campi elettromagnetici Conoscenze di base di elettronica

Modalità di frequenza

Facoltativa

Modalità di valutazione

Domande orali dai docenti.
L’esame mediamente si compone di due domande, una da ogni docente, incentrata sulle relative parti del corso. A partire dalla domanda si possono approfondire/discutere i diversi argomenti. La valutazione finale è data da una media (non aritmetica) delle valutazioni dei due docenti.
Come stabilito per gli esami universitari, la valutazione è espressa in trentesimi (scala 0-30); per superare l'esame occorre conseguire un voto finale non inferiore a 18/30 (voto minimo); il voto massimo è 30/30, a cui può essere aggiunta la “lode”.
Per ottenere il voto minimo, lo studente deve dimostrare di aver acquisito una conoscenza sufficiente degli argomenti trattati. Per conseguire il massimo punteggio, lo studente deve invece dimostrare di aver acquisito una conoscenza eccellente di tutti gli argomenti trattati durante il corso, essere in grado di collegarli, e presentarli in modo logico e coerente e con il linguaggio appropriato.

Le date degli appelli sono reperibili sul sito del docente di riferimento, prof. D. Caputo