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TECNOLOGIE INFORMATICHE PER IL MONITORAGGIO CLINICO

Daniele ESPOSITO TECNOLOGIE INFORMATICHE PER IL MONITORAGGIO CLINICO

0612800018
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE ED ELETTRICA E MATEMATICA APPLICATA
CORSO DI LAUREA
INGEGNERIA DELL'INFORMAZIONE PER LA MEDICINA DIGITALE
2024/2025

OBBLIGATORIO
ANNO CORSO 3
ANNO ORDINAMENTO 2022
PRIMO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
432LEZIONE
216ESERCITAZIONE
324LABORATORIO
DANIELE ESPOSITO T Curriculum
Obiettivi
OBIETTIVI
IL PRINCIPALE OBIETTIVO DEL CORSO È QUELLO DI FORNIRE AGLI STUDENTI LE CONOSCENZE SUI PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DEI PRINCIPALI STRUMENTI DI MISURA BIOMEDICALE PER L’ACQUISIZIONE DI TRACCIATI ECG, EMG, EEG; SENSORI DI PRESSIONE, SENSORI ENZIMATICI, SENSORI OTTICI, SENSORI PLASMONICI; SISTEMI TAC, PET, MRI; SISTEMI AD ULTRASUONI ED IL LORO UTILIZZO PER LA REALIZZAZIONE DI APPLICAZIONI PER IL MONITORAGGIO CLINICO.

CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
CARATTERISTICHE DEGLI STRUMENTI DI MISURA BIOMEDICALE. CARATTERISTICHE DEI SEGNALI RELATIVI A TRACCIATI ECG, EMG, EEG; SENSORI DI PRESSIONE, SENSORI ENZIMATICI, SENSORI OTTICI, SENSORI PLASMONICI. SISTEMI TAC, PET, MRI; SISTEMI AD ULTRASUONI.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE
PROGETTARE SOLUZIONI SOFTWARE IN GRADO DI VALUTARE LA QUALITÀ ED ELABORARE I SEGNALI PRODOTTI DAI SENSORI. ELABORARE I DATI PRODOTTI DA SISTEMI TAC, PET, MRI ED ULTRASUONI.
Prerequisiti
PER RAGGIUNGERE CON SUCCESSO GLI OBIETTIVI DIDATTICI SONO RICHIESTE CONOSCENZE DI MATEMATICA, FISICA, PRINCIPI DI ANATOMIA/FISIOLOGIA E LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE.

PROPEDEUCITÀ: ELABORAZIONE DI SEGNALI E DATI BIOMEDICI; DISPOSITIVI E SENSORI BIOMEDICALI
Contenuti
UNITÀ DIDATTICA 1: INTRODUZIONE ALLE TECNOLOGIE PER IL MONITORAGGIO CLINICO
(ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 6/0/2)
-1 (2 ORE LEZIONE): APPLICAZIONI DELL’INFORMATICA BIOMEDICA NELLA PRATICA CLINICA: MONITORAGGIO INTRAOSPEDALIERO, ASSISTENZA DOMICILIARE, MEDICINA PERSONALIZZATA; MEDICINA DI PRECISIONE, MOBILE HEALTH-CARE (MHEALTH), ATTUALI LIMITAZIONI E PROSPETTIVE FUTURE; PANORAMICA DELLE TECNOLOGIE ESISTENTI PER LA VALUTAZIONE FUNZIONALE, LA DIAGNOSTICA CLINICA E LE BIOIMMAGINI; STANDARDS PER L’INTERSCAMBIO DI DATI E IMMAGINI BIOMEDICHE.
-2-3 (4 ORE LEZIONE): RICHIAMI DEI PRINCIPALI DISPOSITIVI E SENSORI BIOMEDICI PER USO CLINICO.
-4 (2 ORE LABORATORIO): DIMOSTRAZIONE DEL FUNZIONAMENTO DEL “MONITOR MULTIPARAMETRICO” PER LA SIMULTANEA RILEVAZIONE DI SEGNALE ELETTROCARDIOGRAFICO, SEGNALE RESPIRATORIO, SATURAZIONE DI OSSIGENO ARTERIOSA E PRESSIONE ARTERIOSA.
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI CONOSCERE E SAPER COMPRENDERE LE PRINCIPALI TECNOLOGIE INFORMATICHE E I SENSORI BIOMEDICI UTILIZZATI PER IL MONITORAGGIO CLINICO.
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE: LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI ESSERE IN GRADO DI SCEGLIERE LE TECNOLOGIE INFORMATICHE E DEI SENSORI BIOMEDICI A SECONDA DEL TIPO DI APPLICAZIONE CLINICA.

UNITÀ DIDATTICA 2: MONITORAGGIO DELL’APPARATO CARDIOVASCOLARE
(ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 4/6/4)
-5 (2 ORE LEZIONE): MONITORAGGIO DELL’ATTIVITÀ ELETTRICA CARDIACA; ELETTROCARDIOGRAFIA (ECG); VETTORE CARDIACO ISTANTANEO; DERIVAZIONI BIPOLARI (TRIANGOLO DI EINTHOVEN), DERIVAZIONI UNIPOLARI DI WILSON, DERIVAZIONI UNIPOLARI AUMENTATE DI GOLDBERGER, DERIVAZIONI PRECORDIALI; CICLO CARDIACO; ONDE SEGNALE ECG (P, COMPLESSO QRS, T).
-6-7 (4 ORE LABORATORIO): UTILIZZO DEL “SIMULATORE PAZIENTE” PER GENERARE SEGNALI ECG FISIOLOGICI E PATOLOGICI; ACQUISIZIONE E ANALISI DI SEGNALI ECG DA SIMULATORE PAZIENTE E/O SENSORI ECG E SCHEDA A MICROCONTROLLORE.
-8-9-10 (6 ORE ESERCITAZIONE): IMPLEMENTAZIONE ALGORITMI PER LA RILEVAZIONE DEL QRS E PER LA STIMA DEGLI INTERVALLI INTER-BATTITO E DELL’HEART RATE VARIABILITY (HRV); FILTRAGGIO DIGITALE DI SEGNALE ECG PER LA RIMOZIONE RIMOZIONE DELLA COMPONENTE CONTINUA, DEL DISTURBO DI RETE, DEGLI ARTEFATTI DA MOVIMENTO, E DELL’ATTIVITÀ ELETTRICA MUSCOLARE.
-11 (2 ORE LEZIONE): MONITORAGGIO DELL’ATTIVITÀ MECCANICA CARDIACA; SUONI CARDIACI; CENNI ALLE TECNICHE DI CARDIOGRAFIA DI FORZA (FCG), SISMOCARDIOGRAFIA (SCG) E GIROCARDIOGRAFIA (GCG).
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI CONOSCERE E SAPER COMPRENDERE LE PRINCIPALI TECNICHE DI MONITORAGGIO DELL’APPARATO CARDIOVASCOLARE.
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE: LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI SAPER REALIZZARE ALGORTIMI DI ELABORAZIONE DEI SEGNALI DI ATTIVITÀ CARDIACA.

UNITÀ DIDATTICA 3: MISURA DELLA PRESSIONE SANGUIGNA
(ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 2/0/2)
-12 (2 ORE LEZIONE): CENNI DI FISIOLOGIA DELLA PRESSIONE SANGUIGNA; PRESSIONE SISTOLICA, DIASTOLICA E MEDIA; METODO INVASIVO PER LA MISURA DELLA PRESSIONE ARTERIOSA; METODI NON INVASIVI PER LA MISURA DELLA PRESSIONE ARTERIOSA: METODO PALPATORIO, AUSCULTATORIO E OSCILLOMETRICO; PLETISMOGRAFIA; PULSAZIONE ARTERIOSA.
-13 (2 ORE LABORATORIO): IMPIEGO DEL “MONITOR MULTIPARAMETRICO” PER L’ACQUISIZIONE DELLA PRESSIONE ARTERIOSA CON METODO NON INVASIVO OSCILLOMETRICO IN DIFFERENTI CONDIZIONI SPERIMENTALI; ACQUISIZIONE E ANALISI DEI SEGNALI DELL’ONDA SFIGMICA MEDIANTE SENSORI DI PRESSIONE E SCHEDA A MICROCONTROLLORE.
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI CONOSCERE E SAPER COMPRENDERE LE PRINCIPALI TECNICHE DI MONITORAGGIO DELLA PRESSIONE SANGUIGNA.
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE: LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI SAPER REALIZZARE ALGORITMI DI ELABORAZIONE DEI SEGNALI DELL’ONDA SFIGMICA.

UNITÀ DIDATTICA 4: BIOSENSORI PER IL MONITORAGGIO DI PARAMETRI CLINICI
(ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 4/0/4)
-14 (2 ORE LEZIONE): MISURA DI GLUCOSIO NEL SANGUE; SENSORI ENZIMATICI; SENSORI PLASMONICI; DISPOSITIVI PER CHIMICA CLINICA DA LABORATORIO.
-15 (2 ORE LEZIONE) MONITORAGGIO NON INVASIVO DEI GAS NEL SANGUE; MONITORAGGIO TRANSCUTANEO DELLA SATURAZIONE DI OSSIGENO ARTERIOSA (OSSIMETRIA PULSATA); FOTOPLETISMOGRAFIA (PPG) A TRASMISSIONE E RIFLESSIONE;
-16-17 (4 ORE LABORATORIO): IMPIEGO DI APPARECCHIATURE PER ACQUISIZIONE E L’ANALISI DEI SEGNALI FOTOPLETISMOGRAFICI.
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI CONOSCERE E SAPER COMPRENDERE I PRINCIPALI BIOSENSORI IMPIEGATI NEL MONITORAGGIO DI PARAMETRI CLINICI.
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE: LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI SAPER REALIZZARE ALGORITMI DI ELABORAZIONE DEI SEGNALI DA BIOSENSORI.

UNITÀ DIDATTICA 5: MISURE NEL SISTEMA RESPIRATORIO
(ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 2/2/4)
-18 (2 ORE LEZIONE): CENNI DI FISIOLOGIA DELLA RESPIRAZIONE; STRUMENTAZIONE IMPIEGATA AD USO CLINICO PER LA MISURA DI VOLUMI, FLUSSI E PRESSIONI POLMONARI: SPIROMETRI, PNUEMOTACOGRAFI E PLETISMOGRAFI.
-19-20 (4 ORE LABORATORIO): ACQUISIZIONE E ANALISI DI SEGNALI DI PLETISMOGRAFIA TORACICA (VARIAZIONE VOLUME TORACICO DURANTE IL CICLO RESPIRATORIO) ACQUISITI MEDIANTE BANDE RESISTIVE/SENSORI DI PRESSIONE E SCHEDA A MICROCONTROLLORE.
-21 (2 ORE ESERCITAZIONE): FILTRAGGIO DIGITALE DEI SEGNALI DI PLETISMOGRAFIA TORACICA PER LA RIMOZIONE DELLA COMPONENTE CONTINUA E DEGLI ARTEFATTI DA MOVIMENTO.
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI CONOSCERE E SAPER COMPRENDERE LE PRINCIPALI TECNICHE DI MONITORAGGIO DEL SISTEMA RESPIRATORIO.
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE: LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI SAPER REALIZZARE ALGORITMI DI ELABORAZIONE DEI SEGNALI RESPIRATORI.

UNITÀ DIDATTICA 6: MONITORAGGIO DELL’ATTIVITÀ MUSCOLARE
(ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 4/6/4)
-22 (2 ORE LEZIONE): CENNI DI ELETTROFISIOLOGIA NEUROMUSCOLARE; PROPRIETÀ ELETTRICHE DELLA CONTRAZIONE MUSCOLARE: ELETTROMIOGRAFIA (EMG); TECNICHE INVASIVE E NON INVASIVE PER L’ACQUISIZIONE DEL SEGNALE EMG; TECNICHE DI ELABORAZIONE DEI SEGNALI EMG PER L’ESTRAZIONE DI PARAMETRI DI AMPIEZZA E FREQUENZA.
-23 (2 ORE LEZIONE): PROPRIETÀ MECCANICHE DELLA CONTRAZIONE MUSCOLARE; CENNI ALLA TECNICA DELLA MIOGRAFIA DI FORZA (FMG); TECNICHE NON INVISIVE PER L’ACQUISIZIONE DEL SEGNALE FMG DA SENSORI DI PRESSIONE.
-24-25 (4 ORE LABORATORIO): ACQUISIZIONE SIMULTANEA DI SEGNALI EMG E FMG DURANTE CONTRAZIONI MUSCOLARI VOLONTARIE DI UNO STESSO MUSCOLO MONITORATO.
-26-27-28 (6 ORE ESERCITAZIONE): FILTRAGGIO DIGITALE DI SEGNALE EMG PER LA RIDUZIONE DEI DISTURBI DOVUTI ALL’INTERFERENZA DI RETE E AGLI ARTEFATTI DA MOVIMENTO; ALGORITMI PER L’ESTRAZIONE DELL’INVILUPPO LINEARE DEL SEGNALE EMG (EMG-LE); ELABORAZIONE DEL SEGNALE FMG PER LA RIMOZIONE DELLA COMPONENTE CONTINUA E DEGLI ARTEFATTI DA MOVIMENTO; COMPARAZIONE TRA L’EMG-LE E FMG COME ESTIMATORI DELLA FORZA MUSCOLARE.
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI CONOSCERE E SAPER COMPRENDERE LE PRINCIPALI TECNICHE DI MONITORAGGIO DELL’ATTIVITÀ MUSCOLARE.
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE: LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI SAPER REALIZZARE ALGORTIMI DI ELABORAZIONE DEI SEGNALI DI ATTIVITÀ MUSCOLARE.

UNITÀ DIDATTICA 7: MONITORAGGIO DELL’ATTIVITÀ ENCEFALICA
(ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 2/4/0)
-29 (2 ORE LEZIONE): CENNI SUI BIOPOTENZIALI ENCEFALICI; ELETTROENCEFALOGRAFIA (EEG); TECNICHE DI ACQUISIZIONE DEI SEGNALI EEG: SISTEMA INTERNAZIONALE 10-20; POTENZIALI EVOCATI; MAPPE DI EEG E DI POTENZIALI EVOCATI (PE).
-30-31 (4 ORE ESERCITAZIONE): ALGORITMI DI ELABORAZIONE DEI SEGNALI EEG; ESERCITAZIONE CON IL SOFTWARE EEGLAB.
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI CONOSCERE E SAPER COMPRENDERE LE PRINCIPALI TECNICHE DI MONITORAGGIO DELL’ATTIVITÀ ELETTRICA ENCEFALICA.
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE: LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI SAPER REALIZZARE ALGORTIMI DI ELABORAZIONE DEI SEGNALI DI ATTIVITÀ ELETTRICA ENCEFALICA.

UNITÀ DIDATTICA 8: IMAGING IN MEDICINA
(ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 10/0/0)
-32 (2 ORE LEZIONE): INTRODUZIONE ALL’IMAGING IN MEDICINA; WORKFLOW: ACQUISIZIONE/DIGITALIZZAZIONE DI IMMAGINI, GESTIONE/ARCHIVIAZIONE DI IMMAGINI (STANDARD DICOM), ELABORAZIONE DI IMMAGINI, INTERPRETAZIONE/DIAGNOSI; IMAGING ANATOMICO/STRUTTURALE; IMAGING FUNZIONALE.
-33-34-35 (6 ORE LEZIONE): PRINCIPI DI FUNZIONAMENTO DELLE PRINCIPALI TECNICHE DI IMAGING MEDICALE: RADIOGRAFIA DIGITALE; TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA (TC); TOMOSINTENSI MAMMARIA; TOMOGRAFIA AD EMISSIONE DI POSITRONI (PET); RISONANZA MAGNETICA NUCLEARE (RMN); ECOGRAFIA AD ULTRASUONI (A-MODE, B-MODE, DOPPLER).
-36 (2 ORE LEZIONE): CARATTERISTICHE DELLA QUALITÀ DI UN’IMMAGINE MEDICALE; CAMPIONAMENTO SPAZIALE: PIXEL E VOXEL; RISOLUZIONE DI AMPIEZZA; RISOLUZIONE DI CONTRASTO; RISOLUZIONE TEMPORALE; ISTOGRAMMA; LIVELLI DI GRIGIO E DI COLORE; RAPPORTO SEGNALE/RUMORE. PRINCIPALI TECNICHE DI FILTRAGGIO DIGITALE DELLE IMMAGINI MEDICALI: EQUALIZZAZIONE ISTOGRAMMA, RIDUZIONE RUMORE, MIGLIORAMENTO DEL CONTRASTO E DEI CONTORNI; SEGMENTAZIONE; ESTRAZIONE DI REGIONI DI INTERESSE (ROI).

CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI CONOSCERE E SAPER COMPRENDERE LE PRINCIPALI TECNICHE DI IMAGING IN MEDICINA.
CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE APPLICATE: LO STUDENTE DEVE DIMOSTRARE DI SAPER REALIZZARE ALGORTIMI DI ELABORAZIONE DELLE IMMAGINI MEDICALI.

(TOTALE ORE LEZIONE/ESERCITAZIONE/LABORATORIO 34/18/20)
Metodi Didattici
L'INSEGNAMENTO PREVEDE LEZIONI FRONTALI, ESERCITAZIONI E ATTIVITÀ DI LABORATORIO.
Verifica dell'apprendimento
L’ESAME CONSISTE IN UNA PROVA SCRITTA E IN UN COLLOQUIO ORALE. IL NON SUPERAMENTO DELLA PROVA PRATICA IMPEDISCE L'ACCESSO AL COLLOQUIO ORALE. LA VALUTAZIONE FINALE, ESPRESSA IN TRENTESIMI CON EVENTUALE LODE, TERRÀ CONTO DI ENTRAMBE LE PROVE IN EGUAL PESO.
Testi
MEDICAL INSTRUMENTATION: APPLICATION AND DESIGN. J.G. WEBSTER

BIOMEDICAL INFORMATICS: COMPUTER APPLICATIONS IN HEALTH CARE AND BIOMEDICINE. E.H. SHORTLIFFE AND J.J. CIMINO

FONDAMENTI DI INGEGNERIA CLINICA. VOL. 1 AND 2. FP BRANCA. SPRINGER EDITORE
Altre Informazioni
IL CORSO È EROGATO IN LINGUA ITALIANA
Orari Lezioni

  BETA VERSION Fonte dati ESSE3 [Ultima Sincronizzazione: 2024-10-07]