L'insegnamento è organizzato come segue:

Obiettivi formativi

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MM: BIOINGEGNERIA ELETTRONICA
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Fornire una panoramica della bioingegneria elettronica con particolare riferimento alle applicazioni e tecnologie biomediche. Fornire gli strumenti per la conoscenza delle principali apparecchiature di laboratorio e in particolare i concetti base delle grandezze fisiche e teoria dei segnali, trasduttori e bio-immagini.
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MM: FISICA APPLICATA A MEDICINA E CHIRURGIA
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Il Corso è finalizzato a fornire, allo studente, le conoscenze fisiche di base, tenendo in particolare considerazione quelle successivamente utili alla comprensione ed allo approfondimento di problematiche biomediche.
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MM: STATISTICA MEDICA
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Il corso si propone di insegnare agli studenti a: - valutare l'affidabilità delle misurazioni effettuate in ambito biomedico; - descrivere in modo appropriato le informazioni raccolte su un collettivo di pazienti; - calcolare la probabilità di uno o più eventi;
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MM: MISURE ELETTRICHE ED ELETTRONICHE
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Fornire una panoramica sui fondamentali componenti e circuiti elettronici con particolare rilievo ai riferimenti ed applicazioni alle apparecchiature impiegate dai laboratoristi e specifica enfasi alla catena di rilevamento di grandezze fisiche, trasduzione in grandezze elettriche, loro conversione in segnale digitale.

Programma

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MM: BIOINGEGNERIA ELETTRONICA
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A] Concetti base: dalle grandezze fisiche ai segnali. Rilevazione dei dati Caratteristiche della misura Riduzione dei disturbi, filtraggio Errore di misura Accuratezza e precisione Trasduttori: sensitività statica, caratteristiche non lineari B] Trasuttori Ponte di Wheatstone Il diodo o valvola termoionica Il triodo Il trasformatore Semiconduttori, la giunzione p-n. Corrente nei diodi: ponte di Graetz, potenza dissipata Il transistor I termometri chimici Il piaccametro Il trasduttore piezoelettrico I LED Il diodo laser Il fotodiodo Il fotomoltiplicatore Gli schermi a cristalli liquidi La termocoppia La cella Peltier Il contatore Geiger Il CCD Le antenne Il resistore L’oscilloscopio I flussimetri a effetto Doppler Il pulsi ossimetro C] Le bioimmagini Ecografia Risonanza magnetica nucleare Radiografia, Tomografia Computerizzata Scintigrafia, Single Photon Emission Tomograpy Positron Emission Tomography Optical Imaging
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MM: FISICA APPLICATA A MEDICINA E CHIRURGIA
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Introduzione Grandezze fisiche, Grandezze fondamentali e derivate, Unità di Misura, Sistemi di Unità di misura, MKS e cgs. Sistemi di riferimento Cartesiani, Grandezze scalari e Vettoriali, Componenti e modulo di un vettore, Somma e differenza di vettori. Prodotto scalare e prodotto vettoriale. Versori. Meccanica Spostamento, Velocità, Accelerazione. Velocità media e istantanea. Moto rettilineo uniforme. Accelerazione media ed istantanea. Moto rettilineo uniformemente accelerato. Le forze. Principi della dinamica. Legge della gravitazione universale. Forza peso. L’attrito. Definizione di Lavoro ed Energia. Energia cinetica. Teorema del lavoro e dell’energia cinetica. Forze conservative. Energia potenziale. Principio di conservazione dell’energia meccanica. Definizione di Potenza. Fluidi Definizione di Fluido. Densità. Pressione. Principio di Archimede. Pressione idrostatica o principio di Stevino. Principio di Pascal. Misura della pressione atmosferica o esperienza di Torricelli. Unità di misura della pressione. Corrispondenza tra atm, mmHg e Pa. Principio di funzionamento dei manometri ad U. Portata. Misura della pressione arteriosa. Fluidi ideali. Equazione di continuità e applicazione alla circolazione sanguigna. Teorema di Bernoulli. Applicazione alla stenosi e all’aneurisma. Fluidi reali: viscosità. Viscosità del sangue. Legge di Poiseuille. Effetti fisiologici della pressione idrostatica. Fenomeni termici e gas Temperatura, calore. Dilatazione termica. Il termometro a mercurio. Scala Celsius, scala Kelvin e scala Farheneit. Capacità termica, calore specifico. Equivalente meccanico della caloria. Leggi dei gas: Prima e seconda legge di Gay-Lussac. La temperatura assoluta (scala Kelvin). Legge di Boyle. Legge di Avogadro. Equazione di stato dei gas perfetti. Trasporto del calore per conduzione, convezione, irraggiamento. Fenomeni elettrici Carica elettrica. Legge di Coulomb. Campo elettrico, Energia potenziale e Potenziale elettrico. Intensità di corrente. Leggi di Ohm. Resistenza e resistività. Resistenze in serie ed in parallelo. Conduttori ed isolanti. L’elettronvolt.
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MM: STATISTICA MEDICA
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INTRODUZIONE Scopo della statistica in Medicina. STATISTICA DESCRITTIVA La misurazione e i differenti tipi di scale di misura - Variabili statistiche e loro rappresentazione mediante distribuzioni di frequenza: tabelle con una o due variabili - Misure di posizione (media, mediana, moda, percentili, media ponderata) - Misure di dispersione (range, deviazione interquartile, devianza, varianza, deviazione standard, coefficiente di variazione) PROBABILITA’ Definizioni di probabilità: classica, frequentista, soggettivista - Le regole del calcolo della probabilità: regola dell'addizione e regola del prodotto - Probabilità indipendenti e condizionate.
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MM: MISURE ELETTRICHE ED ELETTRONICHE
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Elementi di teoria delle misure. Errori di misura. Propagazione degli errori. Circuiti elettrici e leggi fisiche in elettrotecnica. Caratteristiche dei componenti elettrici ed elettronici in genere. Il Galvanometro. Strumenti di misura e grandezze tipiche della perfusione. Amperometri e voltmetri in cc e ca. Definizione e scopo di una misura. Grandezze fondamentali e derivate. Sistema internazionale di unità di misura. Unità di misura fondamentali. Unità e campioni delle misure elettriche. Errori sistematici ed accidentali; errori di insensibilità strumentale. Classificazione degli errori. Propagazione degli errori assoluti e relativi di due o più grandezze fisiche misurate. Legge di Ohm; resistenza elettrica e resistività elettrica. Effetto joule e potenza elettrica. Resistenza equivalente di resistenze elettriche collegate in serie e parallelo. Forza Elettromotrice. Calcolo della corrente in un circuito. Leggi di Kirchhoff, definizione di rete elettrica, nodi e rami. Metodo delle maglie per il calcolo delle correnti in una rete elettrica. Definizione di capacità elettrostatica e di condensatori piani. Capacità equivalente di condensatori collegati in serie e in parallelo. Definizione di flusso magnetico. Legge di Faraday. Induttanza elettrica. Misura di tensione e di corrente col metodo volt amperometrico. Galvanometri; Strumenti di misura e grandezze tipiche della perfusione. Amperometri e voltmetri in cc e ca. Gruppi e tipologie di trasduttori e peculiarità di ciascuna. Applicazioni pratiche di calcolo delle incertezze e di espressione di una misura con dispositivi elettronici o digitali.

Bibliografia

Modalità d'esame

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MM: BIOINGEGNERIA ELETTRONICA
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Esame scritto con 5-10 esercizi a domanda aperta. Durata 1 ora circa. No libri o appunti. Portare calcolatrice e penna.
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MM: FISICA APPLICATA A MEDICINA E CHIRURGIA
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Esame scritto con 5-10 esercizi a domanda aperta. Durata 1 ora circa. No libri o appunti. Portare calcolatrice e penna. Written exam with to 5-10 exercises (open questions). About 1 hours. No books or notes. Bring calculator and pen.
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MM: STATISTICA MEDICA
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L’esame è scritto e costituito da circa 15 test a scelta multipla tra 5-8 possibili risposte, ed un esercizio con risposta libera. Le risposte fornite nel compito verranno discusse con lo studente.
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MM: MISURE ELETTRICHE ED ELETTRONICHE
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Esame scritto con esercizi e quesiti orali con possibile colloquio orale.