ECTS - University of Pisa
Lo studente sarà introdotto ai principali approcci e alle metodologie utilizzati all'interno dell'ingegneria biomedica, non trascurando gli aspetti storici nell'evoluzione delle metodologie e conoscenze.
Verranno introdotti i modelli alla base dello studio della fisiopatologia umana, a partire dalla loro descrizione tramite i principi fisico-chimici.
Lo studente apprenderà alcuni strumenti matematici e informatici per il trattamento di tali modelli.
The student will be introduced to the main approaches and methodologies adopted in the field of bomedical engineering. The historical aspects pertaining the time evolution of methodologies and knowledge will be taken into account.
The fundamental models for the study of human physiopathology will be introduced, starting from their description by using physical and chemical principles.
Students will learn some mathematical and software tools able to treat such models.
La trattazione matematica dei diversi modelli, sarà oggetto di esercitazioni in aula, i cui risultati verranno discussi collegialmente.
Le esercitazioni si terranno in un'aula informatica mediante l'utilizzo del software Matlab.
The mathematical description of the different models taken into account, will be tested with class exercises. Group discussions will be held.
Exercises will be held in computer classrooms using the Matlab software.
Alla fine del corso gli studenti sapranno:
descrivere differenze e caratteristiche delle diverse tipologie di modelli
classificare diversi approcci alla elaborazione dei dati utili alla definizione dei modelli
apprendere come gli strumenti metodologici della Bioingegneria possano essere impiegati per comprendere, valutare funzionalmente e riprodurre sistemi biologici o parti di essi.
At the end of the course students will be able to:
describe the main features related to different model classes
classify the different data processing approaches that can be used to define such models
learn how the bioengineering methodologies can be applied to comprehend, evaluate and reproduce biological systems.
Durante il corso verranno descritti alcuni problemi e piccoli progetti che saranno poi discussi colleggialmente. Ogni studente avrà la possibilità di verificare il suo livello di comprensione e le capacità di descrivere e risolvere il problema dato.
During the course, some questions and small project wlll be described. Group discussion will then be held to analyze the issues and possible solutions. Each student will have the possibility of verifying her/his own comprehension level as well as the capability to describe and solve the given problem.
Lo studente apprenderà la rilevanza del processo di misura in campo bioingegneristico
Lo studente apprenderà la rilevanza del processo di descrizione sintetica del fenomeno osservato, e delle eventuali approssimazione che questo processo può comportare.
Students will learn the relevance of the measurement process in the bioengineering field.
Students will learn the relevance of a synthesis in the description of an observed phenomenon and the importance of the different approximations that this modeling process might imply.
Verranno discusse le varie problematiche legate alla misura e alla modelistica di un fenomeno biologico.
The different issues related to the measurement and modeling of a biological phenomenon will be discussed.
Strumenti propri dell'analisi matematica e elementi di calcolo numerico
Analisi di Fourier, trasformata di Laplace
Elementi di teoria dei sistemi e del controllo
Strumenti ed elementi di fisica: cinematica, dinamica ed elettromagnetismo.
Principi di programmazione
Numerical calculus and fundamental mathematical notions
Fourier Analysis, laplace transform
Mathematical and Control System Theory fundamentals
Cinematics, dynamics and electromagnetics
Programming Fundamentals
Il corso fornisce le basi teoriche e pratiche per l'applicazione di metodi ingegneristici nella bioingegneria, nell'analisi dei segnali fisiologici e delle bioimmagini.
1. Introduzione all'uso del software MATLAB
2. I segnali biomedici e introduzione alla loro analisi nel dominio del tempo e della frequenza
3. Le bioimmagini e introduzione alla loro analisi nel dominio del tempo, dello spazio e della frequenza
4. La cellula, i tessuti e le biomolecole
5. Uomo standard
6. Caratterizzazione meccanica, elettrica ed elettromagnetica
7. Catena di acquisizione di un segnale biomedicale
8. Modelli a parametri concentrati e distribuiti
This course provides the theoretical and practical basis for the application of engineering methods in bioengineering, physiological signal analysis, and bioimaging.
1. Introduction to the use of MATLAB software.
2. Biomedical signals and introduction to their analysis in the time and frequency domains
3. Bioimages and introduction to their analysis in the time, space and frequency domains
4. Cell, tissues and biomolecules
5. Standard man
6. Mechanical, electrical and electromagnetic characterization
7. Biomedical signal acquisition chain
8. Lumped and distributed parameter models
Storia della Bioingegneria, a cura di Emanuele Biondi e Claudio Cobelli, Paton Editore
Appunti forniti dai docenti
Storia della Bioingegneria, a cura di Emanuele Biondi e Claudio Cobelli, Paton Editore
The educational material will be given by the teachers
Per gli studenti non frequentanti, saranno rese disponibili le tracce delle esercitazioni svolte in classe.
Class handouts and educational material will be available to students that will not be attending the course
Esame scritto e prova orale.
La prova scritta consiste in un test di 30 domande a risposta multipla.
La prova orale consiste nella discussione delle esercitazioni Matlab svolte durante il corso e in domande pratiche/teoriche sugli argomenti trattati.
Written and oral exam.
The written exam consists of a 30-question multiple-choice test. The oral exam consists of discussion of Matlab exercises conducted during the course and practical/theoretical questions on the topics covered.
http://www.centropiaggio.unipi.it/course/principi-di-bioingegneria
