CORSO DI STUDI IN INGEGNERIA BIOMEDICA - INGEGNERIA BIOMEDICA (triennale) - Scuola di Ingegneria
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Ingegneria Biomedica 1
CORSO DI STUDI IN INGEGNERIA BIOMEDICA
INGEGNERIA BIOMEDICA (triennale)
Classe L-8
Dipartimento DII
Sito internet http://biomedica.ing.unipi.it/
Presidente del Consiglio Aggregato :
Luigi Landini
Email: luigi.landini@iet.unipi.it
Coordinatore: Mancini Barbara
Unità Didattica del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione
Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, via Caruso 16 – 56122, Pisa
Tel.: 050 2217642-511
Email: barbara.mancini@ing.unipi.it
DESCRIZIONE DEL CORSO
L’Ingegneria Biomedica costituisce un nuovo settore della Scienza e della Tecnologia a carattere
interdisciplinare nei riguardi sia dell’Ingegneria che della Medicina e della Biologia. Il profilo culturale
dell’Ingegnere Biomedico si basa sulla conoscenza delle metodologie e delle tecnologie proprie dell’Ingegneria,
per la risoluzione di problemi afferenti la biologia e la medicina, per favorire una gestione sicura, corretta ed
economica della tecnologia biomedica negli enti di servizio e per operare in diversi ruoli tecnici, commerciali e
gestionali in aziende del settore. Il Corso di Laurea aggrega competenze tipiche dell’ingegneria per applicarle
nel campo sfaccettato della Biomedica, cui afferiscono e trovano importanti sinergie i saperi ingegneristici più
diversi. Il Corso di Ingegneria Biomedica ha l’obiettivo di fornire ai laureati conoscenze di base scientifiche e
ingegneristiche rilevanti per le applicazioni biomediche, competenze nel risolvere problemi di analisi
progettazione, capacità di condurre esperimenti e di comprendere l’interazione tra dispositivi materiali e
fenomeni biologici, metodi per gestire l’impatto della tecnologia nel contesto sociale e ambientale, capacità
di gestire e organizzare sistemi complessi, sensibilità ai fattori etici e alle tematiche della sicurezza e della
qualità. Il Corso di Laurea in Ingegneria Biomedica si svolge in tre anni, di cui i primi due sono a comune,
mentre il terzo anno è suddiviso in due curricula. In questo modo lo studente può optare per un piano di studi
incentrato prevalentemente sulle discipline bio-elettroniche e bio-informatiche oppure sulle discipline bio-
chimiche e bio-meccaniche.
SBOCCHI PROFESSIONALI
La laurea in Ingegneria Biomedica offre una preparazione interdisciplinare, con una qualificazione
professionale adatta a operare nei seguenti ambiti: industriale, con particolare riferimento al comparto
biomedicale, in attività di sviluppo e di produzione di apparecchiature biomedicali, supporti informatici, ausili
ai disabili, organi artificiali e protesi e di supporto tecnologico alle attività commerciali; aziende ospedaliere
pubbliche e private preposte all’ erogazione dei servizi sanitari; società di servizi per la gestione di
apparecchiature ed impianti medicali. In particolare l’Ingegnere Biomedico è in grado di accedere alle
seguenti professioni: collaboratore alla ricerca in strutture ospedaliere, industrie, università e centri di
ricerca; gestore in sede ospedaliera di dispositivi e sistemi; progettista o responsabile di produzione di
Dalla pagina web di Ateneo: https://www.unipi.it/index.php/lauree/corso/10559. Aggiornato il 20/05/2016Ingegneria Biomedica 2
dispositivi e sistemi medicali nell’industria; specialista tecnico e/o commerciale di prodotti di aziende
operanti in campo biomedico; consulente in campo biomedico e libero professionista nel settore.
PIANO DI STUDI – CURRICULUM INDUSTRIALE
I ANNO II ANNO III ANNO
• Algebra Lineare e Analisi • Automatica (6 CFU) • Bioingegneria chimica e
Matematica II (12 CFU) fenomeni di trasporto (12 CFU)
• Biostatistica (6 CFU)
• Analisi Matematica I (12 CFU) • Biomateriali ed impianti
• Elettronica (12 CFU)
• Calcolo numerico (6 CFU) protesici (12 CFU)
• Elettrotecnica (6 CFU)
• Economia e organizzazione • Biomeccanica dei tessuti e
• Fisica Generale II (6 CFU) Macchine biomediche (12 CFU)
aziendale (6 CFU)
• Fisiologia (6 CFU) • Prova di lingua Inglese (3 CFU)
• Fisica Generale I (12 CFU)
• Meccanica (12 CFU) • Prova finale (3 CFU)
• Fondamenti di Informatica (6
CFU) • Teoria dei Segnali (6 CFU) • Scienza e tecnologia dei
• Principi di Chimica per materiali (6 CFU)
Ingegneria (6 CFU) • 12 CFU a scelta libera
I ANNO
• Principi di Chimica per Ingegneria (6 CFU)
· Obiettivi formativi: L'insegnamento ha lo scopo di fornire le conoscenze di base di chimica per la
comprensione della relazione fra struttura e proprietà della materia. Il corso si propone di fornire
nozioni utili per comprendere la struttura della materia a livello molecolare e la sua correlazione con
le proprietà in massa, per impostare i bilanci di massa ed energia in processi chimici elementari e per
comprendere i parametri e le leggi fondamentali che regolano l'equilibrio chimico.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta
· Semestre: Primo semestre
• Fondamenti di informatica (6 CFU)
· Obiettivi formativi: Avviare gli studenti alla progettazione di algoritmi e alla loro realizzazione
mediante un linguaggio di programmazione.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
· Semestre: Secondo semestre
• Economia e organizzazione aziendale (6 CFU)
· Obiettivi formativi: L’insegnamento intende fornire le basi per la conoscenza degli aspetti economici e
organizzativi delle aziende con particolare riferimento alle aziende sanitarie.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
· Semestre: Primo semestre
• Algebra Lineare e Analisi Matematica II (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Modulo di Algebra Lineare: Fornire le nozioni di base di algebra lineare,
riguardanti in particolare gli spazi vettoriali, applicazioni lineari e matrici, determinante, sistemi
lineari e sottospazi affini, numeri complessi (qualora non fossero già affrontati nel corso di Analisi I
tenuto in parallelo), prodotti scalari ed hermitiani, diagonalizzazione. Modulo di Analisi Matematica II:
Fornire gli strumenti per il calcolo differenziale su più variabili, integrali multipli e di superficie.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
· Semestre: Annuale
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• Calcolo numerico (6 CFU)
· Obiettivi formativi: illustrare, sia da un punto di vista teorico che implementativo, alcuni algoritmi
numerici per risolvere problemi la cui soluzione esatta è difficile da calcolare. In particolare, lo
studente sarà messo in condizione di capire la descrizione di un algoritmo finalizzato alla risoluzione
numerica di un problema elementare di analisi matematica o algebra lineare.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
· Semestre: Secondo semestre
• Fisica generale I (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Conoscenze fisiche generali relative a: meccanica classica del punto materiale e
del corpo rigido, moti oscillatori, idrostatica e idrodinamica, termodinamica di sistemi elementari.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
· Semestre: Secondo semestre
• Analisi matematica I (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Fornire le nozioni fondamentali dell’analisi matematica e del calcolo
infinitesimale e la relativa metodologia operativa.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
· Semestre: Primo semestre
II ANNO
• Biostatistica (6 CFU)
· Obiettivi formativi: Introdurre lo studente alle conoscenze informatiche e alle metodologie per il
trattamento statistico dei dati e dei segnali in ambito biomedico.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale.
• Elettrotecnica (6 CFU)
· Obiettivi formativi: nozioni di base sulle metodologie generali per l’analisi dei circuiti lineari e le
nozioni generali per la comprensione delle macchine elettriche e dei dispositivi elettrici impiegati.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
· Semestre: Secondo semestre
• Meccanica (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Fornire allo studente gli strumenti per determinare schemi di calcolo per
analizzare l’equilibrio statico e la cinematica di corpi rigidi e sistemi meccanici semplici; applicare i
concetti fondamentali di dinamica del corpo rigido; affrontare problemi con vibrazioni; risolvere
problemi in cui ci sia presenza di attrito e problemi semplici di lubrificazione; conoscere le leggi
fondamentali dell’usura e il funzionamento di elementi meccanici di impiego comune come ruote
dentate, cinghie, freni.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
· Semestre: Annuale
• Elettronica (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Fornire agli studenti le conoscenze di base dell'elettronica analogica e dei sistemi
digitali, indispensabili per affrontare le problematiche di progettazione di dispositivi e sistemi
elettronici per applicazioni biomediche. Il corso presenta i principali componenti e circuiti elettronici,
sia analogici sia digitali, e le metodologie per l'analisi e il progetto funzionale e circuitale.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
· Semestre: Annuale
Dalla pagina web di Ateneo: https://www.unipi.it/index.php/lauree/corso/10559. Aggiornato il 20/05/2016Ingegneria Biomedica 4
• Teoria dei segnali (6 CFU)
· Obiettivi formativi: Introdurre lo studente alle conoscenze informatiche e alle metodologie per
l’analisi dei segnali biomedici.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
• Fisiologia (6 CFU)
· Obiettivi formativi: L’obiettivo dell’insegnamento è fornire allo studente le cognizioni di fisiologia di
base necessarie per una corretta comprensione dei processi biologici fondamentali.
· Modalità di verifica finale: Prova orale
· Semestre: Secondo semestre
• Automatica (6 CFU)
· Obiettivi formativi: L’insegnamento è volto a fornire le conoscenze di base sui metodi di analisi e di
controllo dei sistemi dinamici lineari.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta
· Semestre: Secondo semestre
• Fisica generale II (6 CFU)
· Obiettivi formativi: Fornire agli studenti le conoscenze di base su: fenomeni elettrostatici, correnti
elettriche e circuiti in corrente continua, magnetostatica e induzione elettromagnetica.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
· Propedeuticità: Fisica generale I
· Semestre: Primo semestre
III ANNO
• Biomateriali e impianti protesici (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Modulo Biomateriali: Fornire le conoscenze di base relative alla preparazione, alle
proprietà e all'utilizzo di materiali in campo biomedicale; illustrare le principali classi di biomateriali;
fornire allo studente tutte le conoscenze propedeutiche ad una comprensione completa ed
approfondita delle nuove tecnologie in campo chirurgico e medicale. Modulo Impianti protesici:
Fornire le conoscenze di base e le metodiche per il dimensionamento e la caratterizzazione delle
principali protesi, quali quelle ortopediche, vascolari, valvolari, ortodontiche, mammarie, etc. Fornire
le conoscenze di base nell’utilizzo di software per l’analisi agli elementi finiti.
· Modalità di verifica finale: Modulo Biomateriali: L'esame si svolge attraverso una serie di domande alle
quali lo studente risponde per scritto. L'elaborato viene discusso prima della proposta di voto finale.
Modulo Impianti protesici: Prova scritta e prova orale con sviluppo di semplici modelli FEM.
• Prova di Lingua Inglese (3 CFU)
· Per maggiori informazioni, consultare il sito della Scuola di Ingegneria.
• Biomeccanica dei tessuti e Macchine biomediche (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Modulo Biomeccanica: Fornire conoscenze di base sulle proprietà meccaniche dei
tessuti e delle proteine strutturali. Fornire allo studente le conoscenze adeguate per progettare
esperimenti per l’analisi delle proprietà dei tessuti. Lo studente sarà in grado di analizzare modelli
bioingegneristici che descrivono la reologia del sangue, il comportamento meccanico del sistema
cardio-vascolare, dei tessuti connettivi e tessuto muscolare. Modulo Elementi costruttivi di macchine
biomediche: Fornire agli allievi un insieme di conoscenze e di strumenti operativi con cui studiare il
comportamento meccanico-strutturale di semplici strutture in campo elastico e in condizioni di carico
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statico o ad esso riconducibili. Al termine del corso l’allievo deve essere in grado di eseguire, con
procedimento manuale o mediante calcolatrice, le principali verifiche di resistenza allo snervamento,
di rigidezza e di stabilità di strutture.
· Modalità di verifica finale: Modulo Biomeccanica dei tessuti: Prova scritta/tesina e orale Modulo
Elementi costruttivi di macchine biomediche: Prova scritta
· Semestre: Annuale
• Prova finale (3 CFU)
· Obiettivi formativi: I caratteri della prova finale sono i seguenti. La prova finale mira a valutare la
capacità del candidato di svolgere in completa autonomia: a. l’approfondimento di uno degli
insegnamenti del Corso di Laurea, oppure l’integrazione di attività curriculare assegnata dal Corso; b.
l’illustrazione autonoma in forma di presentazione orale e/o scritta del lavoro svolto. 2. Alla prova
finale, e quindi all’attività ad essa corrispondente, sono attribuiti 3 CFU pari a 75 ore complessive. 3.
In un anno accademico sono previste 6 sessioni di laurea (Art. 25 Regolamento Didattico di Ateneo) da
tenersi prima delle relative proclamazioni ufficiali. 4. Il giudizio sulla prova finale è affidato ad una
Commissione di Laurea designata dal Direttore del Dipartimento, su proposta del Corso di Studio. Tale
commissione, valutata la prova finale, provvede a determinare il voto di laurea.
• Scienza e tecnologia dei materiali (6 CFU)
· Obiettivi formativi: L’insegnamento è volto a far conseguire allo studente: una solida conoscenza di
base dei materiali per l'ingegneria biomedica in relazione alla loro struttura, alle loro proprietà ed alle
tecnologie industriali di lavorazione; la piena consapevolezza delle caratteristiche specifiche delle
principali classi di materiali (metalli, ceramici, polimeri, compositi) e delle tecniche principali di
caratterizzazione delle loro proprietà meccaniche ed elettriche; una conoscenza di base dei fenomeni
di corrosione e di degrado in specifiche condizioni d’uso, nonché dei principali metodi di prevenzione
e protezione; la capacità di analizzare e correlare tutti gli aspetti sopra menzionati allo scopo di
effettuare le scelte più appropriate, tanto in fase di utilizzazione pratica dei materiali quanto
nell'ambito di una progettazione.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
· Semestre: Secondo semestre
• Bioingegneria chimica e fenomeni di trasporto (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Modulo Bioingegneria chimica: Acquisire le conoscenze sui sistemi fisiologici
naturali, modellizzarli ed usare tali modelli per progettare dispositivi di supporto alla vita, quali
ossigenatori, dializzatori, pompe di insulina, cuore artificiale, valvole fonatorie, ecc. Modulo
Fenomeni di trasporto biologico: Fornire allo studente una visione unitaria dei fenomeni di trasporto di
massa, energia e quantità di moto nei sistemi biologici e trasferire queste conoscenze per risolvere
semplici problemi applicativi.
· Modalità di verifica finale: Modulo Bioingegneria chimica: Prova scritta e orale; Modulo Fenomeni di
trasporto biologico: Prova scritta/tesina e orale
· Semestre: Annuale
• 12 CFU a scelta:
· Il corso di studio indicherà anno per anno, in sede di programmazione didattica, corsi a scelta per
almeno 12 crediti, previa verifica della domanda. La scelta effettuata tra gli insegnamenti del gruppo
"Attività consigliate per la libera scelta" verrà automaticamente approvata. Altre scelte sono soggette
ad approvazione da parte del Consiglio di Corso di Studio.
Biochimica (6 CFU)
· Obiettivi formativi: L’obiettivo dell’insegnamento è fornire allo studente le cognizioni biochimiche di
base necessarie per una corretta comprensione in chiave moderna dei processi biologici fondamentali.
Dalla pagina web di Ateneo: https://www.unipi.it/index.php/lauree/corso/10559. Aggiornato il 20/05/2016Ingegneria Biomedica 6
· Modalità di verifica finale: Prova scritta
· Semestre: Secondo semestre
Tirocinio (6 CFU)
· Modalità di verifica finale: Discussione e approfondimenti dell’elaborato prodotto dallo studente.
· Semestre: Annuale
PIANO DI STUDI – CURRICULUM INFORMAZIONE
I ANNO II ANNO III ANNO
• Algebra Lineare e Analisi • Automatica (6 CFU) • Attività a libera scelta (12 CFU)
Matematica II (12 CFU) • Fenomeni bioelettrici (12 CFU)
• Biostatistica (6 CFU)
• Analisi Matematica I (12 CFU)
• Elettronica (12 CFU) • Prova di lingua Inglese (3 CFU)
• Calcolo numerico (6 CFU) • Prova finale (3 CFU)
• Elettrotecnica (6 CFU)
• Economia e organizzazione • Scienza e tecnologia dei
• Fisica Generale II (6 CFU)
aziendale (6 CFU) materiali (6 CFU)
• Fisiologia (6 CFU)
• Fisica Generale I (12 CFU) • Sistemi sensoriali (12 CFU)
• Meccanica (12 CFU)
• Fondamenti di Informatica (6 • Tecnologie sanitarie (12 CFU)
CFU) • Teoria dei Segnali (6 CFU)
• Principi di Chimica per
Ingegneria (6 CFU)
I ANNO
• Principi di Chimica per Ingegneria (6 CFU)
· Obiettivi formativi: L’insegnamento ha lo scopo di fornire le conoscenze di base di chimica per la
comprensione della relazione fra struttura e proprietà della materia. Il corso si propone di fornire
nozioni utili per comprendere la struttura della materia a livello molecolare e la sua correlazione con
le proprietà in massa, per impostare i bilanci di massa ed energia in processi chimici elementari e per
comprendere i parametri e le leggi fondamentali che regolano l'equilibrio chimico.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta
· Semestre: Primo semestre
• Fondamenti di informatica (6 CFU)
· Obiettivi formativi: Avviare gli studenti alla progettazione di algoritmi e alla loro realizzazione
mediante un linguaggio di programmazione.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
· Semestre: Secondo semestre
• Economia e organizzazione aziendale (6 CFU)
· Obiettivi formativi: L’insegnamento intende fornire le basi per la conoscenza degli aspetti e aziende
sanitarie.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
· Semestre: Primo semestre
• Algebra Lineare e Analisi Matematica II (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Modulo di Algebra Lineare: Fornire le nozioni di base di algebra lineare,
riguardanti in particolare gli spazi vettoriali, applicazioni lineari e matrici, determinante, sistemi
lineari e sottospazi affini, numeri complessi (qualora non fossero già affrontati nel corso di Analisi I
tenuto in parallelo), prodotti scalari ed hermitiani, diagonalizzazione. Modulo di Analisi Matematica II:
Dalla pagina web di Ateneo: https://www.unipi.it/index.php/lauree/corso/10559. Aggiornato il 20/05/2016Ingegneria Biomedica 7
Fornire gli strumenti per il calcolo differenziale su più variabili, integrali multipli, integrali curvilinei e
di superficie.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
· Semestre: Annuale
• Calcolo numerico (6 CFU)
· Obiettivi formativi: ll corso ha l’obiettivo di illustrare, sia da un punto di vista teorico che
implementativo, alcuni algoritmi numerici per risolvere problemi la cui soluzione esatta è difficile da
calcolare. In particolare, lo studente sarà messo in condizione di capire la descrizione di un algoritmo
finalizzato alla risoluzione numerica di un problema elementare di analisi matematica o algebra
lineare.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
· Semestre: Secondo semestre
• Fisica generale I (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Fornire il quadro generale delle conoscenze fisiche relative a: meccanica classica
del punto materiale e del corpo rigido, moti oscillatori, idrostatica e idrodinamica, termodinamica di
sistemi elementari.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
· Semestre: Secondo semestre
• Analisi matematica I (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Fornire le nozioni fondamentali dell’analisi matematica e del calcolo
infinitesimale e la relativa metodologia operativa.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
· Semestre: Primo semestre
II ANNO
• Biostatistica (6 CFU)
· Obiettivi formativi: Introdurre lo studente alle conoscenze informatiche e alle metodologie per il
trattamento statistico dei dati e dei segnali in ambito biomedico.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale.
• Elettrotecnica (6 CFU)
· Obiettivi formativi: L’insegnamento si propone di dare allo studente le nozioni di base sulle
metodologie generali per l’analisi dei circuiti lineari e le nozioni generali per la comprensione delle
macchine elettriche e dei dispositivi elettrici impiegati nei diversi settori dell’ingegneria.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
· Semestre: Secondo semestre
• Meccanica (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Fornire allo studente gli strumenti per determinare schemi di calcolo per
analizzare l’equilibrio statico e la cinematica di corpi rigidi e sistemi meccanici semplici; applicare i
concetti fondamentali di dinamica del corpo rigido; affrontare problemi con vibrazioni; risolvere
problemi in cui ci sia presenza di attrito e problemi semplici di lubrifica-zione; conoscere le leggi
fondamentali dell’usura e il funzionamento di elementi meccanici di impiego comune come ruote
dentate, cinghie, freni.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
· Semestre: Annuale
Dalla pagina web di Ateneo: https://www.unipi.it/index.php/lauree/corso/10559. Aggiornato il 20/05/2016Ingegneria Biomedica 8
• Elettronica (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Fornire agli studenti le conoscenze di base dell'elettronica analogica e dei sistemi
digitali, indispensabili per affrontare le problematiche di progettazione di dispositivi e sistemi
elettronici per applicazioni biomediche. Il corso presenta i principali componenti e circuiti elettronici,
sia analogici sia digitali, e le metodologie per l'analisi e il progetto funzionale e circuitale.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
· Semestre: Annuale
• Teoria dei segnali (6 CFU)
· Obiettivi formativi: Introdurre lo studente alle conoscenze informatiche e alle metodologie per
l’analisi dei segnali biomedici.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
• Fisiologia (6 CFU)
· Obiettivi formativi: L’obiettivo dell’insegnamento è fornire allo studente le cognizioni di fisiologia di
base necessarie per una corretta comprensione dei processi biologici fondamentali.
· Modalità di verifica finale: Prova orale
· Semestre: Secondo semestre
• Automatica (6 CFU)
· Obiettivi formativi: L’insegnamento è volto a fornire le conoscenze di base sui metodi di analisi e di
controllo dei sistemi dinamici lineari.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta
· Semestre: Secondo semestre
• Fisica generale II (6 CFU)
· Obiettivi formativi: Fornire agli studenti le conoscenze di base su: fenomeni elettrostatici, correnti
elettriche e circuiti in corrente continua, magnetostatica e induzione elettromagnetica.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
· Semestre: Primo semestre
III ANNO
• Prova di Lingua Inglese (3 CFU)
· Per maggiori informazioni, consultare il sito della Scuola di Ingegneria.
• Prova finale (3 CFU)
· Obiettivi formativi: I caratteri della prova finale sono i seguenti.
· 1. La prova finale mira a valutare la capacità del candidato di svolgere in completa autonomia: a.
l’approfondimento di uno degli insegnamenti del Corso di Laurea, oppure l’integrazione di attività
curriculare assegnata dal Corso; b. l’illustrazione autonoma in forma di presentazione orale e/o scritta
del lavoro svolto.
· 2. Alla prova finale, e quindi all’attività ad essa corrispondente, sono attribuiti 3 CFU pari a 75 ore
complessive.
· 3. In un anno accademico sono previste 6 sessioni di laurea (Art. 25 Regolamento Didattico di Ateneo)
da tenersi prima delle relative proclamazioni ufficiali.
· 4. Il giudizio sulla prova finale è affidato ad una Commissione di Laurea designata dal Direttore del
Dipartimento, su proposta del Corso di Studio. Tale commissione, valutata la prova finale, provvede a
determinare il voto di laurea.
Dalla pagina web di Ateneo: https://www.unipi.it/index.php/lauree/corso/10559. Aggiornato il 20/05/2016Ingegneria Biomedica 9
• Sistemi sensoriali (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Modulo Biosensori: Lo scopo dell’insegnamento è quello di fornire allo studente
criteri ed elementi di base per affrontare correttamente un problema di misura in campo biomedico.
Nel corso vengono presentati sensori per la misura di parametri fisici, chimici e biochimici di interesse
biomedico. Modulo Sensi naturali e artificiali: Il Corso approfondisce le tematiche inerenti allo studio
dei sistemi sensoriali e neuronali con scopi di modellazione, replica con dispositivi artificiali e
sostituzione con opportune protesi. L’obbiettivo è quello di formale lo studente all’utilizzo delle
conoscenze fisico-matematiche di cui dispone al fine di poter definire modelli matematici, utili sia in
ambito medico che ingegneristico, che descrivano la genesi del segnale sensoriale e nervoso, e la sua
percezione (i.e. psicofisica). Inoltre vengono fornire le nozioni di base necessarie alla progettazione di
protesi sostitutive e di dispositivi di ausilio.
· Modalità di verifica finale: Modulo Biosensori: esame scritto e orale; Modulo Sensi Naturali ed
Artificiali: esame scritto e orale
· Semestre: Annuale
• Tecnologie sanitarie (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Modulo di Gestione della tecnologia sanitaria: L’insegnamento intende fornire le
basi per la conoscenza del sistema organizzativo del servizio sanitario nazionale e delle problematiche
di gestione dei servizi sanitari sia sotto il profilo tecnico funzionale che economico. Gli studenti
verranno introdotti alla conoscenza di banche dati, alla programmazione con basi di dati relazionali e
ad esempi di automazione di processo e di prodotto nella erogazione di servizi sanitari con esperienze
dirette all’interno delle strutture ospedaliera. Modulo Strumentazione Biomedica: Gli obiettivi
formativi del corso sono: mettere lo studente in condizione di possedere una visione generale delle
problematiche legate all'utilizzo, principalmente in campo medico-clinico ma anche in quello
biotecnologico, di strumenti ed apparecchiature anche complesse; acquisire le conoscenze
fondamentali per descrivere i principi base del funzionamento di tali strumenti ed essere in grado di
analizzare fenomeni legati alla loro interazione con i sistemi biologici (ad esempio, valutare gli effetti
di raggi X o di onde ultrasoniche al variare delle caratteristiche materiali dei tessuti analizzati, oppure
l'azione di elettrodi sulla pelle, ecc.); illustrare gli schemi elettrici e le fasi progettuali delle principali
strumentazioni biomediche.
· Modalità di verifica finale: Prova orale
· Semestre: Annuale
• Scienza e tecnologia dei materiali (6 CFU)
· Obiettivi formativi: L’insegnamento è volto a far conseguire allo studente: una solida conoscenza di
base dei materiali per l'ingegneria biomedica in relazione alla loro struttura, alle loro proprietà ed alle
tecnologie industriali di lavorazione; la piena consapevolezza delle caratteristiche specifiche delle
principali classi di materiali (metalli, ceramici, polimeri, compositi) e delle tecniche principali di
caratterizzazione delle loro proprietà meccaniche ed elettriche; una conoscenza di base dei fenomeni
di corrosione e di degrado in specifiche condizioni d’uso, nonché dei principali metodi di prevenzione
e protezione; la capacità di analizzare e correlare tutti gli aspetti sopra menzionati allo scopo di
effettuare le scelte più appropriate, tanto in fase di utilizzazione pratica dei materiali quanto
nell'ambito di una progettazione.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e prova orale
· Semestre: Secondo semestre
• Fenomeni bioelettrici (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Il Corso è suddiviso in due moduli “Fenomeni Bioelettrici I” e “Fenomeni
Bioelettrici II”. Il modulo di “Fenomeni Bioelettrici I” si prefigge d’illustrare l'origine e la natura dei
fenomeni bioelettrici per i tessuti eccitabili. Su basi termodinamiche e cinetiche si descrivono
Dalla pagina web di Ateneo: https://www.unipi.it/index.php/lauree/corso/10559. Aggiornato il 20/05/2016Ingegneria Biomedica 10
fenomeni di trasporto biologico, elettromeccanici, chimici ed ottici. Il modulo di “Fenomeni
Bioelettrici II” ha l’obbiettivo di mettere lo studente in condizione di analizzare attraverso metodi
analitici, fisico-matematici e simulazioni numeriche la fenomenologia delle interazioni ioniche e
elettroniche nelle cellule, la genesi e la propagazione di biopotenziali nei tessuti eccitabili. Vengono
altresì illustrate le basi chimico-fisiche e le modellistiche matematiche di nervi e muscoli. I
fondamenti di tecniche cliniche quali ECG, potenziali evocati, EEG, DBS ed altre vengono illustrati
anche con simulazioni numeriche.
· Modalità di verifica finale: Prova orale
· Semestre: Annuale
• 12 CFU a scelta:
· Il corso di studio indicherà anno per anno, in sede di programmazione didattica, corsi a scelta per
almeno 12 crediti, previa verifica della domanda. La scelta effettuata tra gli insegnamenti del gruppo
"Attività consigliate per la libera scelta" verrà automaticamente approvata. Altre scelte sono soggette
ad approvazione da parte del Consiglio di Corso di Studio.
Biochimica (6 CFU)
· Obiettivi formativi: L’obiettivo dell’insegnamento è fornire allo studente le cognizioni biochimiche di
base necessarie per una corretta comprensione in chiave moderna dei processi biologici fondamentali.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta
· Semestre: Secondo semestre
Tirocinio (6 CFU)
· Modalità di verifica finale: Discussione e approfondimenti dell’elaborato prodotto dallo studente.
· Semestre: Annuale
PROSEGUIMENTO DEGLI STUDI
Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica
Laurea Magistrale in Bionics Engineering
Laurea Magistrale in Ingegneria Robotica e dell’Automazione
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INGEGNERIA BIOMEDICA (magistrale)
Classe LM-21
Dipartimento DII
Sito internet http://biomedica.ing.unipi.it/
Presidente del Consiglio Aggregato :
Luigi Landini
Email: luigi.landini@iet.unipi.it
Coordinatore:
Unità Didattica del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione
Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione, via Caruso 16 – 56122, Pisa
Tel.: 050 2217642-511
Fax: 050 2217522
Email: didattica_DII@ing.unipi.it
DESCRIZIONE DEL CORSO
L’Ingegneria Biomedica costituisce un nuovo settore della Scienza e della Tecnologia a carattere
interdisciplinare nei riguardi sia dell’Ingegneria che della Medicina e della Biologia. Il profilo culturale del
laureato in uscita dal Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica si basa sulla conoscenza approfondita
degli aspetti teorico-scientifici della matematica e delle altre scienze di base e sulla capacità di utilizzare tale
conoscenza per interpretare e descrivere i problemi dell’Ingegneria Biomedica complessi o che richiedono un
approccio interdisciplinare. Il Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica si propone di fornire una
preparazione interdisciplinare strettamente collegata da un lato al settore dell’informazione e industriale e
dall’altro al settore medico-biologico che costituisce il naturale campo di applicazione. Tale formazione
richiede pertanto, accanto agli insegnamenti di base, insegnamenti a spettro sufficientemente esteso per
poter soddisfare le esigenze interdisciplinari nei quali opera l’ingegnere biomedico.
SBOCCHI PROFESSIONALI
L’obiettivo del Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica è di formare figure professionali in grado di
operare in attività di studio e soluzione di problemi complessi e interdisciplinari dell’ingegneria biomedica.
Atitolo di esempio: progettazione realizzazione di pacemakers cardiaci, defibrillatori, reni artificiali,
ossigenatori di sangue, arti artificiali; progettazione di sistemi informatici per il monitoraggio del paziente
durante interventi chirurgici o terapia intensiva; progettazione e realizzazione di sensori per l’analisi del
sangue o dell’aria espirata; progettazione e realizzazione di strumenti e dispositivi ad uso terapeutico, (sistemi
laser per interventi chirurgici o sistemi per il rilascio automatico dell’insulina per pazienti diabetici); sviluppo
di metodologie e tecnologie innovative per la progettazione e la realizzazione di macchine e sistemi bioispirati
(di dimensioni macro, micro e nano), caratterizzati da prestazioni molto avanzate (robot ‘animaloidi’ e
‘umanoidi’); sviluppo di dispositivi, per applicazioni biomediche, in particolare per chirurgia mini-invasiva e
per neuroriabilitazione; progettazione di sistemi per laparoscopia o artroscopia o per fissazione delle fratture o
sostituzione delle articolazioni; sviluppo di strategie per supportare le decisioni cliniche basate su sistemi
esperti ed intelligenza artificiale; progettazione di laboratori clinici e altre unità all’interno degli ospedali;
sviluppo di sistemi avanzati per le analisi delle immagini RX, TC, MRI, PET, ecc.; costruzione ed implementare
su computer di modelli di sistemi fisiologici; progettazione e realizzazione di biomateriali e determinazione
delle proprietà chimico-fisiche e di biocompatibílità per organi artificiali; implementazione di nuove procedure
diagnostiche, specialmente quelle che richiedono l’uso di parametri non direttamente misurabili; -sviluppo di
sistemi per la coltura di tessuti quale fonte dei tessuti danneggiati.
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PIANO DI STUDI – CURRICULUM BIOSTRUMENTAZIONE E BIOINFORMATICA
I ANNO II ANNO
• Analisi e modelli di segnali biomedici (12 CFU) • Bioimmagini (12 CFU)
• Attività a libera scelta (12 CFU) • Chirurgia assistita dal calcolatore e Informatica
medica (12 CFU)
• Bioinformatica (6 CFU)
• Elettronica biomedica II (12 CFU)
• Bioingegneria delle radiazioni (12 CFU)
• Metodi per l'analisi di segnali multidimensionali (6
• Elettronica biomedica I (6 CFU)
CFU)
• Tecnologie biomediche (12 CFU)
• Prova finale (15 CFU)
I ANNO
• Analisi e modelli di segnali biomedici (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Fornire agli studenti i supporti metodologici per l’analisi di segnali aleatori, per
l’analisi statistica multivariata e per l’impiego dei modelli nell’analisi di serie temporali di dati
biomedici.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e orale.
· Semestre: Annuale
• Attività a libera scelta (12 CFU)
· Elenco corsi a libera scelta dello studente: tali insegnamenti verranno automaticamente approvati dal
Consiglio di Corso di Studio
Cibernetica fisiologica (6 CFU)
· Obiettivi formativi: Il corso si occupa di modellizzare, attraverso gli strumenti matematici propri della
teoria dei controlli automatici, i processi fisici e chimici degli organismi viventi, al fine di
interpretarne e prevederne il comportamento ed eventualmente di dimensionarne il controllo per
mezzo di farmaci o vaccini
· Modalità di verifica finale: Prova orale
· Semestre: Secondo semestre
Laboratorio di progettazione di dispositivi elettromedicali (6 CFU)
· Obiettivi formativi: Utilizzo dei principali strumenti di misure elettroniche - Design e realizzazione di
semplici dispositivi biomedicali
· Modalità di verifica finale: Prova orale
· Semestre: Primo semestre
Principi di metodiche diagnostiche (6 CFU)
· Obiettivi formativi: Il corso si prefigge di fornire agli studenti i supporti metodologici per l’analisi di
dati biomedici nell’ambito della biochimica clinica, della biologia molecolare clinica e della
diagnostica di laboratorio. Verranno presentate le tecniche diagnostiche generalmente utilizzate nella
pratica clinica (tecniche immunochimiche, nefelometria, fotometria, elettroforesi) e le nuove
tecnologie applicabili alla medicina di laboratorio (NGS, microarray, proteomica).Inoltre, saranno
insegnate le competenze necessarie per partecipare alla progettazione, implementazione e analisi
dati nell’ambito della medicina di laboratorio.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e/o orale
· Semestre: Primo semestre
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Radioprotezione (6 CFU)
· CFU: 6
· Obiettivi formativi: norme di radioprotezione e legislazione di riferi mento; le sorgenti di radiazioni
ionizzanti; l’irradiazione esterna e interna, le grandezze radioprotezionistiche e relative unità di
misura; gli effetti sanitari dell’esposizione alle radiazioni ionizzanti; i principi della radioprotezione;
gli aspetti operativi della radioprotezione nell’ impiego delle sorgenti di radiazioni ionizzanti; la
schermatura; i rifiuti radioattivi.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta
Strumenti di analisi elettromagnetica in ambito biomedico (6 CFU)
· Obiettivi formativi: Il corso si propone di fornire gli strumenti per la progettazione e l'analisi di bobine
a radiofrequenza per applicazioni di Risonanza Magnetica mediante lo sviluppo di simulazioni
elettromagnetiche, la descrizione dei metodi numerici e l'impiego di strumentazione elettronica per
test al banco.
· Modalità di verifica finale: Prova orale
· Semestre: Primo semestre
Elementi di economia sanitaria (6 CFU)
· Obiettivi formativi: domanda e offerta in sanità, le principali caratteristiche del Sistema Sanitario
Italiano, gli stakeholders in sanità, i sistemi di finanziamento e rimborso. Health Technology
Assessment (HTA): finalità e strumenti. Le valutazioni economiche in Sanità (complete e parziali): le
prospettive di analisi, i costi, le conseguenze, l’analisi di sensitività. Analisi di costo sociale, analisi di
costo-efficacia, analisi di costo utilità, analisi di costo beneficio.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta
· Semestre: Primo semestre
• Bioinformatica (6 CFU)
· Obiettivi formativi: L’obiettivo dell’insegnamento è fornire allo studente le cognizioni biochimiche di
base necessarie per una corretta comprensione in chiave moderna dei processi biologici fondamentali.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta
· Semestre: Secondo semestre
• Bioingegneria delle radiazioni (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Modulo “Sorgenti di radiazioni ionizzanti e interazioni biologiche”: Fornire agli
studenti nozioni di base su fisica atomica e nucleare, sorgenti di radiazioni, interazioni tra radiazioni e
materia e applicazioni in campo biomedico. Modulo "Radiazioni elettromagnetiche ed interazioni
biologiche ": Il corso ha lo scopo di fornire le nozioni fondamentali sulla generazione,
caratterizzazione e propagazione dei campi elettromagnetici, sulla loro interazione con i tessuti
biologici, e sulle tecniche di misura. Verranno inoltre illustrati gli aspetti dosimetrici (dosimetria
analitica, numerica e sperimentale), i sistemi di esposizione alle radiazioni elettromagnetiche, i
metodi di schermatura, le linee guida internazionali (ICNIRP)e la normativa italiana sui limiti di
esposizione della popolazione alle radiazioni non ionizzanti.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e orale.
· Semestre: Annuale
• Elettronica biomedica I (6 CFU)
· Obiettivi formativi: Lo studente che ha completato con successo il corso sarà in grado di progettare e
analizzare elettronico analogico front-end per le diverse strumentazioni biomediche. Sarà in grado di
dimostrare una solida conoscenza dei circuiti elettronici di base e avanzate utilizzate nella maggior
parte dei biomedica strumentazione font-end, come differenziale, strumentazione e di isolamento
amplificatori, filtri analogici passivi e attivi, analogico-digitale e digitale -to-analog converter, blocchi
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elettronici per operazioni matematiche non lineari. Il corso riguarda la progettazione e l'analisi dei
differenziali, strumentazione e di isolamento amplificatori, filtri analogici passivi e attivi, analogico-
digitale e convertitori digitali-analogici, blocchi elettronici per operazioni matematiche non lineari.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e orale.
· Semestre: Secondo semestre
• Tecnologie biomediche (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Modulo di “Micro e nano bioscopia” approfondisce la vasta gamma di tecniche
ottiche utilizzate nell’ambito biomedico. Partendo da un introduzione alla teoria di ottica geometrica
e ottica molecolare (assorbanza, scattering e fluorescenza), la seconda parte del modulo si focalizza
sulle tecnologie di analisi microstrutturale di tessuti naturali e ingegnerizzati e metodi di elaborazione
in 2 e 3D utilizzando sia ImageJ che Matlab. Verranno trattati i seguenti argomenti: i) le lenti per
correzione di vizi refrattivi, ii) tecniche analitiche baste sull’assorbanza e fluorescenza ii) la
microscopia ottica, iii) microscopia a fluorescenza, iv) microscopia a scansione, v) tecniche nano o
super-risolute, vi) tecniche di microtommografia (OCT e microCT), vii) chiarificazione tessutale. Lo
studente avrà l’opportunità di visitare laboratori di micro e nanobioscopia e elaborare immagini
cellulari. Modulo di “Laboratorio di Tecnologie Biomediche” ha lo scopo di abilitare lo studente nella
realizzazione di prototipi elettromeccanici per applicazioni biomediche. Saranno trattati i seguenti
argomenti: 1) fondamenti di tecnologia meccanica applicata al settore biomedico 2) fondamenti di
modellazione CAD tramite utilizzo di software (Solidworks o 123D-design), 3) prototipazione rapida di
tipo elettronico utilizzando schede elettroniche open-source (arduino) interfacciabili con sensori e
attuatori; 4) prototipazione elettromeccanica (scelta attuatori, driver e loro dimensionamento).
· Modalità di verifica finale: Orale e progetto
· Semestre: Annuale
II ANNO
• Bioimmagini (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Modulo “ Immagini biomediche”: Introdurre lo studente alle conoscenze dei
principi di formazione e al contenuto informativo delle bioimmagini. Modulo “Elaborazione delle
bioimmagini”: Introdurre lo studente alla conoscenza delle tecniche e algoritmi di elaborazione delle
bioimmagini.
· Modalità di verifica finale: Prova orale
· Semestre: Annuale
• Chirurgia assistita dal calcolatore e Informatica medica (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Modulo “Chirurgia assistita dal calcolatore”: Il corso introduce i dispositivi e le
metodologie alla base dei sistemi per la chirurgia assistita dal calcolatore. Gli argomenti trattati
riguardano principalmente la gestione e l'elaborazione delle immagini mediche per finalità di
pianificazione e simulazione della terapia, il tracking, la registrazione, l'ergonomia delle interfacce
utente, la robotica medica guidata dalle immagini. Modulo “Informatica medica”: Al termine del
modulo di informatica medica lo studente sarà in grado di eseguire l’ analisi di problemi per la
definizione di specifiche di sistema; capire se un database è progettato bene; progettare e realizzare
un prototipo web con il framework open source BMF specifico per soluzioni e-health. Acquisirà nozioni
di base su standard di comunicazione in sanità HL7 e nozioni di base sul trattamento dei dati sensibili.
Saprà di cosa si occupa l'ICT per un'azienda sanitaria; conoscerà la complessità del modello
organizzativo. Brevi cenni di management di sistemi complessi.
· Modalità di verifica finale: Modulo Chirurgia assistita dal calcolatore - Esame Orale; Modulo
Informatica medica - Esame Orale (+ progetto)
· Semestre: Annuale
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• Elettronica biomedica II (12 CFU)
· Obiettivi formativi: L’insegnamento si propone di fornire agli studenti conoscenze di base
dell'elettronica digitale e dell'elaborazione numerica, oltre che i principi di programmazione Android
per smartphone e progettazione di interfacce uomo-macchina.
· Modalità di verifica finale: Prova orale
· Semestre: Annuale
• Metodi per l’analisi di segnali multidimensionali (6 CFU)
· Obiettivi formativi: Fornire allo studente i supporti metodologici per la decomposizione e l’estrazione
di informazioni da sequenze multidimensionali di dati biomedici.
· Modalità di verifica finale: Prova orale
· Semestre: Primo semestre
• Prova finale (15 CFU)
· Modalità di verifica finale: La prova finale consiste nella stesura di un elaborato relativo ad un’attività
di progettazione o di ricerca, e nella sua presentazione e discussione. La valutazione dell’elaborato,
oltre che sulla qualità del lavoro svolto, sarà basata sulla padronanza dei temi trattati, sulla capacità
di operare in modo autonomo, sulle attitudini di sintesi e sulle capacità di comunicazione.
PIANO DI STUDI – CURRICULUM TECNOLOGIE BIOMEDICHE
I ANNO II ANNO
• Analisi e modelli di segnali biomedici (12 CFU) • Ingegneria biomolecolare e cellulare (6 CFU)
• Attività a libera scelta (12 CFU) • Ingegneria dei Tessuti e Modelli Biomimetici (12
CFU)
• Bioingegneria delle radiazioni (12 CFU)
• Progettazione di micro e nano sistemi biomedicali
• Meccanica applicata al sistema muscolo scheletrico (12 CFU)
(6 CFU)
• Prova finale (15 CFU)
• Modellizzazione biofisica dei sistemi complessi (6
CFU) • Robotica per chirurgia e per riabilitazione (12 CFU)
• Tecnologie biomediche (12 CFU)
I ANNO
• Analisi e modelli di segnali biomedici (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Fornire agli studenti i supporti metodologici per l’analisi di segnali aleatori, per
l’analisi statistica multivariata e per l’impiego dei modelli nell’analisi di serie temporali di dati
biomedici.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e orale.
· Semestre: Annuale
• Attività a libera scelta (12 CFU)
· Elenco corsi a libera scelta che verranno automaticamente approvati dal Consiglio di Corso di Studio
Cibernetica fisiologica (6 CFU)
· Obiettivi formativi: Il corso si occupa di modellizzare, attraverso gli strumenti matematici propri della
teoria dei controlli automatici, i processi fisici e chimici degli organismi viventi, al fine di
interpretarne e prevederne il comportamento ed eventualmente di dimensionarne il controllo per
mezzo di farmaci o vaccini
· Modalità di verifica finale: Prova orale
· Semestre: Secondo semestre
Dalla pagina web di Ateneo: https://www.unipi.it/index.php/lauree/corso/10520. Aggiornato il 20/05/2016Ingegneria Biomedica 16
Laboratorio di progettazione di dispositivi elettromedicali (6 CFU)
· Obiettivi formativi: Utilizzo dei principali strumenti di misure elettroniche - Design e realizzazione di
semplici dispositivi biomedicali
· Modalità di verifica finale: Prova orale
· Semestre: Primo semestre
Principi di metodiche diagnostiche (6 CFU)
· Obiettivi formativi: Il corso si prefigge di fornire agli studenti i supporti metodologici per l’analisi di
dati biomedici nell’ambito della biochimica clinica, della biologia molecolare clinica e della
diagnostica di laboratorio. Verranno presentate le tecniche diagnostiche generalmente utilizzate nella
pratica clinica (tecniche immunochimiche, nefelometria, fotometria, elettroforesi) e le nuove
tecnologie applicabili alla medicina di laboratorio (NGS, microarray, proteomica).Inoltre, saranno
insegnate le competenze necessarie per partecipare alla progettazione, implementazione e analisi
dati nell’ambito della medicina di laboratorio.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e/o orale
· Semestre: Primo semestre
Radioprotezione (6 CFU)
· Obiettivi formativi: - norme di radioprotezione e legislazione di riferi mento; - le sorgenti di radiazioni
ionizzanti; - l’irradiazione esterna e interna, le grandezze radioprotezionistiche e relative unità di
misura; - gli effetti sanitari dell’esposizione alle radiazioni ionizzanti; - i principi della
radioprotezione; - gli aspetti operativi della radioprotezione nell’ impiego delle sorgenti di radiazioni
ionizzanti; - la schermatura; - i rifiuti radioattivi.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta
Strumenti di analisi elettromagnetica in ambito biomedico (6 CFU)
· Obiettivi formativi: Il corso si propone di fornire gli strumenti per la progettazione e l'analisi di bobine
a radiofrequenza per applicazioni di Risonanza Magnetica mediante lo sviluppo di simulazioni
elettromagnetiche, la descrizione dei metodi numerici e l'impiego di strumentazione elettronica per
test al banco.
· Modalità di verifica finale: Prova orale
· Semestre: Primo semestre
Elementi di economia sanitaria (6 CFU)
· Obiettivi formativi: domanda e offerta in sanità, le principali caratteristiche del Sistema Sanitario
Italiano, gli stakeholders in sanità, i sistemi di finanziamento e rimborso. Health Technology
Assessment (HTA): finalità e strumenti. Le valutazioni economiche in Sanità (complete e parziali): le
prospettive di analisi, i costi, le conseguenze, l’analisi di sensitività. Analisi di costo sociale, analisi di
costo-efficacia, analisi di costo utilità, analisi di costo beneficio.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta
· Semestre: Primo semestre
• Bioingegneria delle radiazioni (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Modulo “Sorgenti di radiazioni ionizzanti e interazioni biologiche”: Fornire agli
studenti nozioni di base su fisica atomica e nucleare, sorgenti di radiazioni, interazioni tra radiazioni e
materia e applicazioni in campo biomedico. “Modulo "Radiazioni elettromagnetiche ed interazioni
biologiche ": Il corso ha lo scopo di fornire le nozioni fondamentali sulla generazione,
caratterizzazione e propagazione dei campi elettromagnetici, sulla loro interazione con i tessuti
biologici, e sulle tecniche di misura. Verranno inoltre illustrati gli aspetti dosimetrici (dosimetria
analitica, numerica e sperimentale), i sistemi di esposizione alle radiazioni elettromagnetiche, i
metodi di schermatura, le linee guida internazionali (ICNIRP)e la normativa italiana sui limiti di
esposizione della popolazione alle radiazioni non ionizzanti.
Dalla pagina web di Ateneo: https://www.unipi.it/index.php/lauree/corso/10520. Aggiornato il 20/05/2016Ingegneria Biomedica 17
· Modalità di verifica finale: Prova scritta e orale.
· Semestre: Annuale
• Meccanica applicata al sistema muscolo scheletrico (6 CFU)
· Obiettivi formativi: Fornire gli strumenti per l’analisi cinematica, statica e dinamica tridimensionale
di sistemi meccanici, basandosi su un approccio robotico, sia di tipo teorico che pratico (programmi al
calcolatore); indicare le strategie per la definizione degli schemi meccanici per l’analisi del
movimento; fornire gli elementi di base per la descrizione del sistema muscolo-scheletrico, in
particolare arti e spina; metodi per la stima delle forze muscolari e dei carichi sulle articolazioni.
· Modalità di verifica finale: Prova scritta
· Semestre: Primo semestre
• Modellizzazione biofisica dei sistemi complessi (6 CFU)
· Obiettivi formativi: Verranno introdotti e discussi modelli complessi di interesse biofisico (modelli di
trasmissione neuronale, del sistema cardiocircolatorio, di motori cellulari). Verrano forniti gli
strumenti fisico matematici relativi, dal trattamento dei segnali in sistemi complessi, a nozioni di
statistica e al moto browniano.
· Modalità di verifica finale: Prova orale.
· Semestre: Secondo semestre
• Tecnologie biomediche (12 CFU)
· Obiettivi formativi: Modulo di “Micro e nano bioscopia” approfondisce la vasta gamma di tecniche
ottiche utilizzate nell’ambito biomedico. Partendo da un introduzione alla teoria di ottica geometrica
e ottica molecolare (assorbanza, scattering e fluorescenza), la seconda parte del modulo si focalizza
sulle tecnologie di analisi microstrutturale di tessuti naturali e ingegnerizzati e metodi di elaborazione
in 2 e 3D utilizzando sia ImageJ che Matlab. Verranno trattati i seguenti argomenti: i) le lenti per
correzione di vizi refrattivi, ii) tecniche analitiche baste sull’assorbanza e fluorescenza ii) la
microscopia ottica, iii) microscopia a fluorescenza, iv) microscopia a scansione, v) tecniche nano o
super-risolute, vi) tecniche di microtommografia (OCT e microCT), vii) chiarificazione tessutale. Lo
studente avrà l’opportunità di visitare laboratori di micro e nanobioscopia e elaborare immagini
cellulari. Modulo di “Laboratorio di Tecnologie Biomediche” ha lo scopo di abilitare lo studente nella
realizzazione di prototipi elettromeccanici per applicazioni biomediche. Saranno trattati i seguenti
argomenti: 1) fondamenti di tecnologia meccanica applicata al settore biomedico 2) fondamenti di
modellazione CAD tramite utilizzo di software (Solidworks o 123D-design), 3) prototipazione rapida di
tipo elettronico utilizzando schede elettroniche open-source (arduino) interfacciabili con sensori e
attuatori; 4) prototipazione elettromeccanica (scelta attuatori, driver e loro dimensionamento).
· Modalità di verifica finale: Prova orale e progetto.
· Semestre: Annuale
II ANNO
• Ingegneria biomolecolare e cellulare (6 CFU)
· Obiettivi formativi: Il corso, si propone di fornire le conoscenze di base sui sistemi cellulari e tissutali,
utili per applicazioni in ambito bioingegneristico. In particolare, la prima parte del corso ha come
obiettivo sia quello di fornire una panoramica sulla struttura e il funzionamento dei diversi tessuti
biologici sia quello di fornire le conoscenze relative alle tecniche e alle procedure per la coltivazione
in vitro di cellule animali con particolare riferimento alla loro applicazione nel settore dell'ingegneria
tissutale, ai fini della rigenerazione di tessuti ed organi. Obiettivo della seconda parte del corso è
invece quello di approfondire le conoscenze sull'ingegneria tissutale facendo specifico riferimento alle
tecniche, alle procedure e ai materiali utilizzati per la realizzazione di supporti tridimensionali
(scaffold) atti a supportare la rigenerazione dei diversi tessuti naturali
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