Conoscenze di base di matematica, fisica, informatica e fondamenti di biologia.

Il corso offre una visione integrata del percorso tecnologico e informativo che caratterizza l’ambito della bioingegneria, dalla strumentazione biomedica all’elaborazione dei biosegnali. Nella prima parte, sono introdotti i principi fondamentali della misura in ambito clinico e le principali tipologie di strumentazione utilizzate per finalità diagnostiche, terapeutiche e riabilitative, con esempi applicativi e casi di studio. L’obiettivo è offrire una visione integrata delle tecnologie biomediche e del loro impatto sulla medicina moderna. Nella seconda parte, si affrontano le basi teoriche della teoria dei segnali e le metodologie per l’analisi e l’elaborazione dei biosegnali (quali ECG, EEG), sia nel dominio del tempo che della frequenza. Alcune esercitazioni con il software MATLAB supporteranno l’applicazione pratica dei metodi di elaborazione e l’interpretazione dei dati fisiologici.

Conoscenze e comprensione
Gli studenti dovranno acquisire conoscenze di base sui principi di misura e sulle principali tecnologie biomediche, comprendendone le finalità e le aree di applicazione. Approfondiranno inoltre i fondamenti della teoria dei segnali, con particolare riferimento ai segnali biomedici e alle loro rappresentazioni nel dominio del tempo e della frequenza.

Capacità di applicare conoscenze e comprensione
Gli studenti saranno in grado di analizzare il funzionamento generale della strumentazione biomedica, riconoscerne le potenzialità e discutere le applicazioni in ambito clinico. Saranno inoltre in grado di applicare tecniche di elaborazione a segnali fisiologici reali (quali ECG, EEG), utilizzando strumenti software per l’estrazione di parametri clinicamente rilevanti.

Autonomia di giudizio
Gli studenti svilupperanno la capacità di valutare criticamente vantaggi, limiti e contesti di utilizzo delle tecnologie e strumentazioni biomediche e dei metodi di analisi dei biosegnali, maturando consapevolezza nella scelta degli strumenti più adeguati.

Abilità comunicative
Gli studenti acquisiranno la capacità di presentare e descrivere le tecnologie biomediche con linguaggio tecnico adeguato, relazionandosi in modo efficace con interlocutori di ambito medico e ingegneristico.

Capacità di apprendimento
Gli studenti saranno in grado di approfondire in autonomia i contenuti appresi, ponendo le basi per ulteriori studi avanzati o per l’applicazione pratica delle conoscenze.

Il corso si svolge attraverso lezioni frontali dedicate all’introduzione dei concetti teorici fondamentali, integrate da seminari tenuti da professionisti del settore medico e ingegneristico, volti a favorire la comprensione delle applicazioni reali della strumentazione biomedica. A queste si affiancano attività didattiche orientate all’elaborazione dei biosegnali, che comprendono lo studio teorico della loro struttura e significato clinico, nonché esercitazioni pratiche su segnali fisiologici reali

L’esame finale si svolge in forma orale.
Durante il corso sarà previsto un esonero scritto

Il corso si articola in due parti complementari: la prima dedicata alla strumentazione biomedica, la seconda focalizzata sull’analisi e l’elaborazione dei biosegnali.

Parte I – Strumentazione biomedica e tecnologie cliniche

• Introduzione al corso e concetti di misura in ambito biomedico
• Strumentazione per applicazioni diagnostiche: principi e ambiti di utilizzo
• Tecnologie per applicazioni terapeutiche: caratteristiche generali e impatto clinico
• Dispositivi biomedicali per la riabilitazione e il monitoraggio
• Seminari e discussione di casi di studio con esperti del settore

Parte II – Biosegnali: teoria, analisi ed elaborazione

• Concetto di segnale e definizione di segnale biomedico
• Rappresentazione, classificazione e caratterizzazione dei segnali nel dominio del tempo
• Analisi nel dominio della frequenza: Serie di Fourier, Trasformata di Fourier e concetto di spettro
• Introduzione ai segnali ECG ed EEG: struttura, rilevanza clinica e basi fisiologiche
• Esercitazioni pratiche per la rappresentazione, visualizzazione ed elaborazione di biosegnali

Dispense fornite dal docente