Docente/i: Daniela Zambarbieri  

Denominazione del corso: Strumentazione biomedica LM
Codice del corso: 503188
Corso di laurea: Bioingegneria
Sede: Pavia
Settore scientifico disciplinare: ING-INF/06
L'insegnamento è caratterizzante per: Bioingegneria
Crediti formativi: CFU 6
Sito web del corso: n.d.

Obiettivi formativi specifici

Il corso intende esaminare alcune tipologie di strumentazione per bioimmagini e di strumentazione terapeutica con particolare riferimento alle patologie cardiache. 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.

Programma del corso

Introduzione alla diagnostica per immagini

Raggi X
Proprietà dei raggi X. Interazione con la materia, attenuazione. Effetti biologici delle radiazioni ionizzanti

Radiografia
Il tubo radiogeno: anodo, catodo e smaltimento del calore. Strumentazione per radiografia. Lastra radiografica, schermi di rinforzo, intensificatori di brillanza. Collimatori, filtri d'alluminio, griglie. L'uso dei mezzi di contrasto.

Tomografia assiale computerizzata
Ricostruzione dei coefficienti di attenuazione del singolo voxel. Evoluzione degli apparecchi TAC. Detettori solidi e detettori gassosi. Schema generale di un sistema TC. Il gantry. TAC elicolidale e tomografia a fascio di elettroni

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, RM dedicata e RM a cielo aperto. I mezzi di contrasto in RM. Sicurezza del paziente. Immagini funzionali con risonanza magnetica

Strumentazione terapeutica

Pacemaker
Le alterazioni del ritmo cardiaco. I PM sincroni e asincroni. I PM ad adattamento di frequenza. Gli elettrodi e l'alimentazione del PM. Programmabilità. PM a doppio sensore e PM tricamerali per lo scompenso cardiaco

Defibrillatori
I defibrillatori esterni in corrente alternata e in corrente continua. I cardioversori. Defibrillatori impiantati.

Valvole cardiache
Valvole meccaniche: caged ball, tilting disk e bileaflet. Valvole biologiche. Durata delle valvole e trattamento anticoagulante. Percutaneous heart valve

Circolazione extracorporea
Le linee di connessione tra il paziente e la macchina. Il problema dell'emolisi. Volume di priming. Pompa roller. Ossigenazione del sangue. Ossigenatori a film, a gorgogliamento e a membrane. Lo scambiatore di calore.

Emodialisi
La patologia renale. Il principio della dialisi. Composizione del bagno di dialisi. Vari tipi di dializzatori. Struttura di un emodializzatore e monitoraggio. L'accesso vascolare

Cuore artificiale
Cuore artificiale totale e assistenza ventricolare. Il problema energetico. Alimentazione elettrica con cavo percutaneo o accoppiamento induttivo. Tecniche di pompaggio e strategie di controllo. Panoramica dello stato dell'arte dei dispositivi esistenti o in fase di sperimentazione

Prerequisiti

Principi di fisiologia umana. Principi generali dell'interazione tra strumento e organismo umano. Principi di sicurezza elettrica

Tipologia delle attività formative

Lezioni (ore/anno in aula): 45
Esercitazioni (ore/anno in aula): 0
Attività pratiche (ore/anno in aula): 0

Materiale didattico consigliato

Dispense del corso disponibili nel sito http://aim.labmedinfo.org/zambarbieri/strumed/index.htm

J.G. Webster. Medical Instrumentation - Application and Design 4th Edition. Wiley.

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova scritta