Scheda programma d'esame
COMPUTER ASSISTED SURGERY AND MEDICAL INFORMATICS
VINCENZO FERRARI
Academic year2023/24
CourseBIOMEDICAL ENGINEERING
Code721II
Credits12
PeriodSemester 1 & 2
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
CHIRURGIA ASSISTITA DAL CALCOLATOREING-INF/06LEZIONI60
VINCENZO FERRARI unimap
INFORMATICA MEDICAING-INF/06LEZIONI60
MAURIZIO MANGIONE unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Modulo CHIRURGIA ASSISTITA DAL CALCOLATORE

Funzionamento dei sistemi per chirurgia computer assistita. Gli argomenti trattati riguardano principalmente la gestione e l'elaborazione delle immagini mediche per finalità di pianificazione e simulazione della terapia, il tracking (approfondendo in particolare quello ottico), la registrazione, l'ergonomia delle interfacce utente con accenni all’impiego della realtà aumentata, la robotica medica guidata dalle immagini e non, le dime chirurgiche paziente specifiche, l’integrazione dei dispositivi con il workflow chirurgico. 

Modulo INFORMATICA MEDICA

Capire che cos'è l'ICT per un'azienda sanitaria. Conoscere la complessità del modello organizzativo sanitario ed apprendere tecniche di management di sistemi complessi. Analisi qualitativa di database sanitari. Analisi di problemi per la definizione di specifiche di sistema. Progettare e realizzare un prototipo web con il framework open source BMF specifico per soluzioni e-health. Nozioni di base su standard di comunicazione in sanità HL7 e DICOM. Nozioni di base sul trattamendo dei dati sensibili.

Knowledge

Module COMPUTER ASSISTED SURGERY

Computer assisted system working principles. Principals topics concerns: medical images management and elaboration for therapy planning and simulation, tracking technologies (in-depth study of optical tracking), registration, ergonomics of user interfaces with and introduction to augmented reality systems, medical robotics including image-guided robotic technologies, patient-specific surgical template, integration of these devices into the surgical workflow.

Modalità di verifica delle conoscenze

Modulo CHIRURGIA ASSISTITA DAL CALCOLATORE

Esame scritto (testi e soluzioni sul sito del corso) + orale

Modulo INFORMATICA MEDICA

Progetto (testi e soluzioni sul sito del corso) + orale

Assessment criteria of knowledge

Module COMPUTER ASSISTED SURGERY

Written test (exam papers and solutions are available on the course website) and oral exam

Capacità

Modulo CHIRURGIA ASSISTITA DAL CALCOLATORE

Progettare ed impiegare sistemi per chirurgia computer assistita. Le lezioni frontali saranno affiancate da attività di laboratorio  per lo sviluppo delle funzionalità di base di un navigatore per chirurgia mediante l’impiego dell’ambiente Matlab (il materiale per le esercitazioni in Matlab è disponibile sul sito del corso).

Modulo INFORMATICA MEDICA

Appicare tutte le fasi del ciclo di vita del software in processi sanitari. Progettazione e normalizzazione di database. Programmare in SQl e PLSQL. Progettare ed implementare applicativi web con il framework BMF 3.x.

Skills

Module COMPUTER ASSISTED SURGERY

To design and properly use computer assisted systems. Frontal lectures and practical computer laboratory sessions for the development of surgical navigator basic functionalities by using Matlab (the material for lab sessions is available on the course website)  

Modalità di verifica delle capacità

Modulo CHIRURGIA ASSISTITA DAL CALCOLATORE

Esame scritto (testi e soluzioni sul sito del corso)

Modulo INFORMATICA MEDICA

Progetto (testi e soluzioni sul sito del corso)

Assessment criteria of skills

Module COMPUTER ASSISTED SURGERY

Written test (exam papers and solutions are available on the course website )

Comportamenti

Modulo CHIRURGIA ASSISTITA DAL CALCOLATORE

Capire le problematiche e le terminologie del chirugo nelle specialità principali e studiare soluzioni che tengano conto del reale scenario applicativo.

Modulo INFORMATICA MEDICA

Studiare modelli di integrazione secondo standard per il corretto funzionamento di sistemi software sanitari complessi.

Behaviors

Module COMPUTER ASSISTED SURGERY

To understand main issues of principal surgical specialties. To understand basic surgical terminology of principal surgical specialties. To designed proper solutions taking into account the real surgical scenario.   

Modalità di verifica dei comportamenti

Modulo CHIRURGIA ASSISTITA DAL CALCOLATORE

Esame scritto (testi e soluzioni sul sito del corso) + orale

Modulo INFORMATICA MEDICA

Progetto (testi e soluzioni sul sito del corso) + orale

Assessment criteria of behaviors

Module COMPUTER ASSISTED SURGERY

Written test (exam papers and solutions are available on the course website ) and oral exam

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

Modulo CHIRURGIA ASSISTITA DAL CALCOLATORE

-Principali modalità di imaging medicale

-Algebra matriciale

-Cinematica corpi rigidi

-Funzioni base in Matlab

Modulo INFORMATICA MEDICA

Conoscenza di base di programmazione

Prerequisites

Module COMPUTER ASSISTED SURGERY

- principal medical imaging modalities

- matrix algebra

- rigid body kinematics

- basics of matlab programming

Programma (contenuti dell'insegnamento)

Modulo CHIRURGIA ASSISTITA DAL CALCOLATORE

L’obiettivo è capire il funzionamento e progettare sistemi per chirurgia computer assistita. Gli argomenti trattati riguardano principalmente la gestione e l'elaborazione delle immagini mediche per finalità di pianificazione e simulazione della terapia, il tracking (approfondendo in particolare quello ottico), la registrazione, l'ergonomia delle interfacce utente con accenni all’impiego della realtà aumentata, la robotica medica guidata dalle immagini e non, le dime chirurgiche paziente specifiche, l’integrazione dei dispositivi con il workflow chirurgico. Le lezioni frontali saranno affiancate da attività di laboratorio  per lo sviluppo delle funzionalità di base di un navigatore per chirurgia mediante l’impiego dell’ambiente Matlab.

Modulo INFORMATICA MEDICA

http://didawiki.cli.di.unipi.it/lib/exe/fetch.php/ingegneriabiomedica/informaticamedica/2016.2017.inf.med.programma.lezioni.pdf

Syllabus

Module COMPUTER ASSISTED SURGERY

The course aims at teaching the necessary technical skills for understanding the working principle of main computer assisted systems and for design new computer assisted technologies. Principals topics concerns: medical images management and elaboration for therapy planning and simulation, tracking technologies (in-depth study of optical tracking), registration, ergonomics of user interfaces with and introduction to augmented reality systems, medical robotics including image-guided robotic technologies, patient-specific surgical template, integration of these devices into the surgical workflow. The course will consist of frontal lectures followed by practical computer laboratory sessions for the development of surgical navigator basic functionalities by using Matlab.

Bibliografia e materiale didattico

Modulo CHIRURGIA ASSISTITA DAL CALCOLATORE

E' tutto scritto sulla pagina del corso http://elearn.ing.unipi.it/course/view.php?id=865

Modulo INFORMATICA MEDICA

Consultare la pagina del corso

http://didawiki.cli.di.unipi.it/doku.php/ingegneriabiomedica/informaticamedica/start

Bibliography

Module COMPUTER ASSISTED SURGERY

Available on the course website:  http://elearn.ing.unipi.it/course/view.php?id=865

Indicazioni per non frequentanti

Modulo CHIRURGIA ASSISTITA DAL CALCOLATORE

Stesse modalità d'esame anche per i non frequentanti. Le esercitazioni in Matlab aiutano a comprendere quanto trattato in teoria ma non sono fondamentali per poter sostenere l'esame.

Modulo INFORMATICA MEDICA

Stesse modalità. Testi e soluzioni sono indicate sul sito del corso.

http://didawiki.cli.di.unipi.it/doku.php/ingegneriabiomedica/informaticamedica/start

Progetto (testi e soluzioni sul sito del corso) + orale

Non-attending students info

Module COMPUTER ASSISTED SURGERY

The exam will consist, as usual, of a written test  and oral part. Practical computer laboratory sessions are not mandatory to attend the exam.

Modalità d'esame

Modulo CHIRURGIA ASSISTITA DAL CALCOLATORE

Esame scritto (testi e soluzioni sulla pagina del corso) + orale

Modulo INFORMATICA MEDICA

Progetto (testi e soluzioni sul sito del corso) + orale

Assessment methods

Module COMPUTER ASSISTED SURGERY

Altri riferimenti web

Modulo CHIRURGIA ASSISTITA DAL CALCOLATORE

http://elearn.ing.unipi.it/course/view.php?id=865

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Modulo INFORMATICA MEDICA

http://didawiki.cli.di.unipi.it/doku.php/ingegneriabiomedica/informaticamedica/start

 

Additional web pages

Module COMPUTER ASSISTED SURGERY

http://elearn.ing.unipi.it/course/view.php?id=865

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Updated: 02/08/2023 16:19